Файл: Левкович А.И. Инженерно-геологические изыскания для строительства на вечномерзлых грунтах.pdf

которая достаточна для разработки технического проекта со­ оружения. На втором этапе изыскания проводят в основном по оси сооружения, положение которой установлено техническим проектом, а определяемые при этом ИГМ условия должны обес­ печить составление рабочих чертежей оснований и фундаментов проектируемого объекта.

Для составления технического проекта внутриплощадочных линейных сооружений изыскания, как правило, не проводят, т. к. обычно используют материалы изысканий для технического проекта на выбранной площадке в целом. Исключения состав­ ляют случаи, когда внутриплощадочные линейные сооружения проектируются в пределах существующей застройки, для тер­ ритории которой отсутствуют материалы инженерно-геологиче­ ских изысканий.

Трассы линейных сооружений выбирают на основе мерз­ лотного обследования территории строительства. Состав и со­ держание обследования при этом практически не отличаются от состава и содержания работ при изысканиях для ТЭО строи­ тельства, причем преобладающими методами полевых работ яв­ ляются аэрометоды, что обусловлено значительными размерами обследуемой территории. Разница в использовании аэрометодов для ТЭО и для технического проекта линейных сооружений со­ стоит в том, что в первом случае производится сплошное обсле­ дование всей территории возможного строительства, а во вто­ ром— обследование вариантов трасс линейных сооружений, на­ меченных во время предполевых работ. Предполевые работы с аэрофотоматериалами ведутся независимо от характера и раз­ меров проектируемых линейных сооружений.

Изыскания на выбранной трассе отличаются от изысканий на выбранной площадке главным образом тем, что инженерно-гео­ логические .работы выполняются на основе карты ландшафтного районирования, составленной по материалам мерзлотного обсле­ дования вариантов трассы, на ключевых участках'каждого вы­ деленного ландшафтного района с экстраполяцией данных, по­ лученных на ключах на всю территорию такого района.

Изыскания для магистральных сооружений на выбранной трассе, в свою-очередь, несколько отличаются от изысканий со­ оружений незначительной протяженности. Отличается прежде всего ширина исследуемой полосы местности (ширина трассы). Для магистральных сооружений эта полоса достигает 3—4 км ширины, что обусловлено значительными размерами минималь­ ных радиусов поворота, которые необходимо делать для обхода неблагоприятных участков. Кроме того,, в этом случае появ­ ляется возможность резкого сокращения объемов изысканий лля строительства последующих очередей этих сооружений. Для остальных линейных сооруженийширина полосы в несколько сот метров обычно достаточна для размещения сооружения в ее пределах с условием обхода неблагоприятных участков,

54-

Как отмечалось, на трассах магистральных сооружений изы­ скания выполняются на ключевых участках, размеры которых определяются шириной трассы. Конфигурация участков близка к квадрату или кругу. Расстояние между ключевыми участками по оси трассы зависит от протяженности выделенных при райо­ нировании ландшафтных районов или участков устойчивого со­ четания различных ландшафтных комплексов, что для тундро­ вой и лесотундровой зон в среднем составляет 10—15 км (по трассе).

Ключевой участок выбирают в центральной части ландшафт­ ного района. На каждом таком участке ведут маршрутное об­ следование, буровые, геофизические и термокаротажные работы. В отличие от маршрутного обследования на площадках, в дан­ ном случае обследование выполняют не сплошь по сетке, а по нескольким поперечникам, пересекающимся в центре участка и развернутым друг относительно друга. Такой прием позволяет уменьшить объем работ и в то же время достаточно полно оха­ рактеризовать условия полосы трассы. По сравнению с рабо­ тами на площадке детальность обследования и других работ здесь несколько меньше, что в основном связано со спецификой строительства. Дело в том, что площадка застраивается прак­ тически полностью. В полосе лее трассы линейное сооружение займет лишь очень небольшую часть территории и поэтому при изысканиях для технического проекта нецелесообразно детально ■исследовать всю полосу сплошным образом. Задачей изысканий в данном случае является определение оптимального по ИГМ условиям положения оси соорулсения в обследуемой полосе трассы.

Маршрутное обследование проводят по упомянутым выше поперечникам, которые могут совпадать и с осью трассы, распололсенным через 50—100 м. По этим лее поперечникам произ­ водится также электропрофилирование. На пересечении попереч­ ников закладывают сквалсину, глубина которой определяется глубиной распространения годовых колебаний температуры в районе. Иногда проходят дополнительно еще 1—2 скважины. Возле скважин, а таюке на поперечниках маршрутного обсле­ дования, через 300—500 м друг от друга, осуществляют верти­ кальное электрическое зондирование. В сквалсинах выполняют термокаротажные работы.

При изысканиях трасс линейных сооружений немагистраль­ ного характера выполняют те лее виды работ, однако значи­ тельно меньшие размеры обследуемой территории, увеличение доли ее, используемой для строительства, а таюке меньшие раз­ меры проектируемых сооружений обусловливают необходимость более детального изучения ИГМ условий. В частности, марш­ рутное обследование, а также совмещаемое с ним электропро­ филирование целесообразно проводить непрерывно вдоль трассы по нескольким, чаще всего трем, параллельным линиям, одна из

§5

Для рабочих чертежей

При изысканиях для рабочих чертежей ИГМ условия на участках размещения конкретных зданий и сооружений опреде­ ляют с помощью буровых, шурфовочных, опытных полевых, тер­ мокаротажных и лабораторных работ. При этом прогнозируется температурный режим грунтов. В ходе изысканий для линейных сооружений дополнительно проводят электропрофилирование по оси сооружений. Делается это для выявления подземных льдов на тех участках, где электропрофили, пройденные на более ран­ них этапах изысканий, не совпадают с положением этой оси, определенной техническим проектом линейного сооружения. Электропрофилирование в данном случае является необходимым средством страховки от размещения проектируемых объектов на ' участках с подземными льдами: По трассам магистральных со­ оружений ставятся ВЭЗы для более детальной характеристики ИГМ условий.

Дополнительно по трассам магистральных линейных соору­ жений в полосе шириной порядка 0,5 км проводят ландшафтное районирование. Эту работу необходимо выполнять, чтобы обес­ печивать возможности корректировки положения оси сооруже­ ния, если в этом появится необходимость, например в связи с неожиданной встречей участка залегания подземных льдов.

Кроме того, по осям линейных сооружений определяют глу­ бины сезонного оттаивания или промерзания грунтов. Обычно при работах на трассах линейных сооружений немагистрального характера эти глубины определяются при проходке скважин, за­ кладываемых по оси сооружения для определения ИГМ усло­ вий. По осям магистральных сооружений глубины сезонного от­ таивания (промерзания) определяются дополнительно в точках, отстоящих друг от друга на расстоянии 50—100 м. Как и во всех аналогичных случаях, эти глубины устанавливают большей частью путем непосредственного зондирования, например буром геолога, а иногда при помощи установок малоглубинной сейсмо­ разведки. Указанные выше виды работ, кроме шурфовочных и опытных полевых, выполняются во всех случаях, но номенкла­ тура определяемых свойств грунтов изменяется в зависимости от технических решений оснований и фундаментов.

Шурфовочные и опытные полевые работы выполняются лишь в строго определенных случаях.

Буровые работы нужны для установления геологического раз­ реза и отбора образцов грунта. Скважины после бурения не ликвидируют, а используют для термокаротажа. Размещаются скважины обычно внутри контура и по контуру зданий и соору­ жений. Такое их размещение обусловлено тем, что нагрузки от веса зданий и сооружений (с учетом ветровых нагрузок, веса снега и т. п.) в большинстве случаев в основном сочетании на­ правлены вертикально, и в связи с этим деформируются грунты,

67

находящиеся в пределах контура здания или сооружения. По­ этому при проектировании оснований и фундаментов в расчет принимаются свойства грунтов именно в этой зоне, а также прилегающих к фундаментам.

В тех случаях, когда нагрузки на грунты в основном сочета­ нии имеют горизонтальное направление или когда основания ограничены идущими вниз откосами, деформации грунтов могут возникать и за пределами контура зданий и сооружений. Только в таких случаях возникает необходимость определения свойств подвергаемых деформации грунтов, приводящая к размещению скважин (или шурфов) за пределами контуров зданий и соору­ жений. Естественно, самостоятельное решение этих вопросов ин- женерамн-геологами практически затруднено, и поэтому в тех­ ническом задании, как это отмечалось, должны быть специально оговорены вопросы о направлении нагрузок в их основном со­ четании на грунты и о характере планировки прилегающих к фундаментам участков с указанием размеров активной зоны, находящейся за пределами соответствующего контура.

Количество скважин и их размещение внутри контура здания или сооружения определяется конструктивными особенностями проектируемых зданий и сооружений, в частности типом фунда­ ментов. Например, при столбчатых фундаментах следует про­ ходить скважины под каждый из них. Если фундаменты ленточные, то скважины следует размещать по оси этих фунда­ ментов.

Определение расстояния между скважинами представляет собой достаточно сложную задачу, разрешаемую в настоящее время на эмпирической основе. Для ленточных фундаментов нормативные документы [38] рекомендуют среднее расстояние между скважинами 25 м. Следует заметить, что для сборных ленточных и монолитных фундаментов эти расстояния должны быть разными. При свайных фундаментах, если они распола­ гаются равномерно, скважины тоже следует размещать равно­ мерно. Если же сваи проектируются кустами, то скважины сле­ дует проходить под каждый куст свай. Для жестких плит пла­ вающего типа обычно предусматривают расположение скважин по их краям и в центре.

Размещение скважин должно обеспечить возможность опре­ деления деформаций основания в различных его точках, которые в той или иной степени характеризуют предельно возможные величины этих деформаций. Однако это — недостаточное реше­ ние вопроса, поскольку проектировщиков интересует не вообще максимальная (или минимальная) осадка в любой точке (в пла­ не) основания, а осадка в точке, в которой фундамент, способен перемещаться и это перемещение может привести к его дефор­ мациям.

Глубины скважин зависят от принципа использования веч­ номерзлых грунтов в качестве оснований и определяются в об­

68