Научный подход при выполнении инженерных изысканий

 -  13


Мы с вами говорим об инженерных изысканиях для строительства, которые относятся к виду градостроительной деятельности. Несомненно, целью изысканий является изучение природных условий и факторов техногенного воздействия для подготовки данных по обоснованию материалов для архитектурно-строительного проектирования, строительства, эксплуатации, сноса (демонтажа) зданий или сооружений, а также для документов территориального планирования и документации по планировке территории. Инженерные изыскания должны соблюдать требования нормативных правовых актов Российской Федерации и ее субъектов, нормативных документов заказчика, отраслевые нормы.
Важная позиция при инженерных изысканиях — достоверность и достаточность для обоснования конструктивных и объемно-планировочных решений, установления проектных значений и характеристик зданий или сооружений, мероприятий инженерной защиты и мероприятий по охране окружающей среды.

Требования нормативно-­технической документации достаточно обширны и позволят разработать и утвердить программу производства работ, которая в результате является основанием для проведения инженерных изысканий. Но стоит отметить, что программа производства работ должна корректироваться в процессе выполнения инженерных изысканий, т.к. при ее составлении невозможно отразить все особенности геологического строения участка размещения объекта.

Прохождение экспертизы — важный этап проверки материалов изысканий на соответствие требованиям нормативных правовых актов. Однако достоверность и достаточность экспертам проверить сложно, а зачастую невозможно даже при наличии фото и видео материалов.

Важным фактором в начале выполнения инженерных изысканий остается изученность исследуемой территории и прилегающих участков, а также достоверность архивных материалов.
В последнее десятилетие значительно набирает обороты высотное строительство, возводятся более грандиозные сооружения, реконструкции особо опасных и уникальных объектов. Дальнейшие примеры в статье приведены для Краснодарского края.

При выполнении инженерных изысканий мы имеем границы исследований, за которые мы фактически редко выходим и не берем во внимание прилегающие территории со своими особенностями инженерно-геологических процессов, и не смотрим вглубь, где временной интервал стабильности на дневной поверхности вкладывается полностью и даже многократно в период эксплуатации зданий и сооружений.

При изысканиях мы ссылаемся на изученность территории, привлекаем архивный материал, и даже при наличии положительного заключения государственной или негосударственной экспертизы архивных материалов, уровень достоверности и достаточности остается за исполнителем данного архивного материала.

При выполнении инженерных изысканий выделяется три основных фактора, влекущие за собой проявление инженерно-геологических процессов в период строительства и эксплуатации:

  • достоверность;
  • достаточность;
  • ограниченность изучаемой территории.

Все три позиции тесно связаны между собой и невыполнение в полном объеме одного пункта порождает недоизученность.

Достоверность не означает, выполнены изыскания честно или основаны на стороннем материале. В большей степени достоверность это внимание к деталям геологического строения и процессам. Ведь множество сейсмогенных оползней находятся в стабильном состоянии до момента перепланировки и нагружения склона, область скольжения не редко характеризуется мощностью до 1 м и при бурении может быть просто пропущена и не учтена. За последние 15 лет наблюдалось не мало строительных площадок, где при организации свайных полей склон перегружался, и происходило значительное блоковое смещение, при этом, по данным инженерных изысканий, склон — в стабильном состоянии и основание фундамента — коренные породы. Таким образом, достоверность была на крайне низком уровне при изучении блочности массива.

Достаточность не говорит о том, что много скважин это хорошо и достаточность обеспечена. В большей степени стоит говорить о дифференциации разреза и ее степени влияния на здания и сооружения. Определение дифференциации разреза, его изменчивости должно порождать разработку и корректировку методов и методик на основании общих требований СП 11-105-97.

Ограниченность территории для изучения с описанием общих данных для прилегающей территории не привносит изменений в прогноз изменения свойств грунтов и активизации опасных процессов. Но изучение обоснованной площади не всегда единственное требование, формируемое инженерно-геологическими условиями, глубинность изучения часто выходит на первый план. Часто мы забываем, что глубинные процессы имеют прямое отражение на дневной поверхности, но при выполнении требований нормативной документации о глубине мы изучаем только отклик, а не сам геологический процесс.

Таким образом, при составлении программы работ мы должны соблюсти не только требования нормативно-технической документации, но и обеспечить целостность изучения, где исследуемая площадка является составной часть массива, и приповерхностная область строительства — область последствий.

В условиях нынешней ценовой политики рынка изысканий сложно говорить о реализации научного подхода, как дополнительного внимания к объекту, и, зачастую, без научно-технического сопровождения задачи не будут решены.

При стремительно разрастающихся городах техногенная нагрузка увеличивается, увеличиваются потребности в ресурсах, одним из которых является пресная вода. В данной области в крае наблюдается значительный пробел: дефицит воды остро ощущается на побережье, особенно в г. Новороссийск и г. Геленджик.

Архивный материал на основе данных, полученных часто в прошлые десятилетия, все же должен вызывать необходимость корректировки и дальнейшей проработки детализации. Особенно это касается картографического материала, когда изучение территории происходит точечно, т.е. по данным скважин, обнажений, шурфов. Результаты геофизических исследований по протяженным профилям редко встречаются, и достаточно тяжело их увязать с малоглубинными исследованиями при инженерных изысканиях.

Один из примеров, показывающих пробелы изученности территории при значительных объемах ранее выполненных работ, с которыми мы столкнулись при поиске подземных вод для целей водоснабжения виноградников в районе п. Абрау-­Дюрсо. На обширной территории более 2 000 га мы имели в использовании архивные данные по скважинам, геофизическим исследованиям, картографический материал (геологические, гидрогеологические, неотектонические карты и т.п.). На изучаемой территории пробурено множество скважин, выполнены опытные откачки, составлены гидрогеологические заключения (рис. 1).

В результате анализа всего архивного материала мы получили вывод о том, что действительно район практически «безводный». По факту, малоперспективным он оказался на основании только архивных материалов. В период с 1990 по 2010 годы пробурено множество скважин глубиной более 100 м и произведено их опробование. Самая производительная скважина имеет дебет 10 м³/час, но нестабильно ведет себя в засушливое время, снижается до 4-6 м³/час, основная масса скважин — 1-2 м²/час.

На чем построены архивные данные:

  • картографический материал масштаба 1:50000 — 1:200000, полученный на основании более полувекового изучения;
  • более детальные геофизические исследования и разведочные скважины в конце 20-го века.

За все эти десятилетия изучений трактовался классический, отработанный подход в гидрогеологии с поиском трещиноватых зон разрывных нарушений и аллювиальных отложений. Однако территория обширна с площадью водосбора около 100 км², на территории протекают реки Дюрсо и Абрау, находится озеро Абрау с пресной водой.

Несомненно, что использование архивных материалов логично и корректно при условии возникновения вопроса о достоверности, т.к. геофизические профили весьма непротяженные, положение фильтров в скважине производилась на основании каротажа (локальные исследования). Т.е. положение разведочной скважины производилось на основании общих данных по геологии, тектонике и геоморфологии с привлечением геофизических исследований на достаточно сжатом участке.

В результате, общий структурный план района практически неизвестен, и уточненную историю формирования района невозможно получить, как и гидравлическую связь подземных вод до глубин 250-300 м.

На данном объекте нами был опробован более научный подход для достижения результата. По факту получены 2 скважины (глубина 120 м, диаметр бурения 146 мм) с дебетом 1 000-1 100 м³/сутки. Вода пресная, с постоянным химическим составом и вне зависимости от сезона дебетом.

Основа исследований многостадийный подход. Рекогносцировка на территории около 2 500 га, выполнение глубинных протяженных до 6-7 км геофизических профилей, с получением непрерывной информации, выделение перспективных областей и их детализация, 3-мерная комплексная интерпретация, выделение площадок для размещения скважин, дополнительная высокоразрешающая детализация для постановки скважин. Важно, что разведочные скважины не бурились.

Также реализован классический подход при поиске воды, пробурена скважины с дебетом 3 м³/час, что вписывается в общую концепцию «безводного» района. Последующие две скважины вскрыли субнапорные воды на глубине 40-50 м, статический уровень 3-4 м.

При производстве работ мы формировали основные позиции:

  • изучение до глубин 300-400 м;
  • обнаружение обводненных участков;
  • выделение гидравлических связей подземных вод;
  • выявление субнапорных вод;
  • поиск трещинно-жильных субнапорных вод, связанных с областями трещиноватости в приповерхностной части.

Данные скважины эксплуатируются на протяжении последних трех лет, при неизменных параметрах дебета, особенно в засушливое время.

Таким образом, получен результат, нарушающий все выводы по имеющимся архивным материалам, и стоит говорить не о безводном районе, а о «белом пятне» в изысканиях. Это был яркий пример на фоне множества предоставленных гидрогеологических заключений о «безводности» при первичном анализе района. За последние годы отработано множество объектов с характеристикой «нет воды», где многократно подтверждается необходимость научно-технического подхода с последующим положительным результатом.

Поиск подземных вод достаточно обширная область, где наблюдаются существенные пробелы при имеющейся массе архивных материалов. В виду развития Краснодарского края и активного строительства в области Тамани актуальным является изучение обширных территорий развития грязевого вулканизма.

Анализ архивных материалов также дает понять о недостаточности глубины исследований, детализации разреза и стадии развивающихся процессов.

На рисунке 2 приведен разрез по результатам комплексной интерпретации. Обеспеченная глубинность 150-170 м, разрешающая способность позволяет выделить активные грязевые каналы, области переработки материала, завершившиеся процессы. На исследуемой территории выполнен тот же научно-технический подход, как и при поиске подземных вод, реализована 3-мерная комплексная интерпретация. В результате проведенных работ полностью увязаны данные до 30 м (классические инженерные изыскания) с глубинным строением по результатам комплексных геофизических исследований.

Вопрос развития грязевого вулканизма становится весьма обширным и актуальным для г. Крымск, где развитие города возможно на склоне «потухшего» грязевого вулкана. Однако по ряду причин невозможно полноценно отобразить итоговую информацию по объектам.

В изучениях процессов грязевого вулканизма в нашем регионе также проявляется белое пятно, т.к. результаты изучения прошлых лет не дают деталей структурного плана, необходимых для размещения объектов капитального строительства. Достоверность и достаточность, выраженная в требованиях нормативно-технической документации, не перекрывает потребность в обширном и глубинном изучении с высоким разрешением в плане и по глубине.

Также, стоит отметить, достаточно обширную группу склоновых процессов, где мы пытаемся изучить приповерхностную часть в зоне проявления процесса и упускаем все факторы их порождающие. В области Красной Поляны подавляющее большинство оползневых участков связано с более глубинными процессами (более 100 м), в Большом Сочи идет борьба с оползневыми участками на глубину не более 25-30 м, хотя причины их возникновения находятся значительно глубже.

Автором данной статьи затронут вопрос достоверности и достаточности инженерных изысканий, как базового фундамента дальнейшего планирования и проектирования для безопасного строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Формируя основной вывод, говорим о том, что нормативно-техническая база не может перекрыть все требования к особенностям исследуемой территории, получение положительного заключения государственной или негосударственной экспертизы не означает, что достаточность и достоверность обеспечена, архивный материал — часть истины.

В заключении данной статьи хочется обратить внимание на необходимость возрождения научно-технического подхода для решения поставленных задач в инженерных изысканиях, повышения научного уровня специалистов, привлечения ведущих вузов для научно-технического сопровождения объектов, доработки нормативно-технической документации, что в конечном итоге будет повышать безопасность строительства и эксплуатации.

Николай Рудомаха
Директор ООО «ГЕОСТРОЙ-ЦЕНТР»
Старший преподаватель кафедры геофизических методов поиска и разведки КубГУ

13 рекомендовано
comments icon 0 комментариев
0 заметки
117 просмотров
bookmark icon

Написать комментарий...

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *