Анализ технологии инженерных изысканий для гражданского строительства

ВВЕДЕНИЕ

Инженерные изыскания для гражданского строительства главным образом включают изучение геологических условий строительной площадки, что, в частности, включает полевые исследования инженерно-геологических условий, геологическое картирование, лабораторные исследования и испытания и др. К инженерно-геологическим условиям, как правило, относят топографию строительной площадки, геоморфологию, литологию, геологическое строение и гидрогеологические условия.

Для определения методов, состава и масштабов действий для изысканий и проектирования необходима комбинация данных по инженерно-геологическим условиям с информацией о будущем объекте строительства. То есть максимально повысить устойчивость, безопасность и надежность объекта можно только на основе точной научно обоснованной оценки инженерно-геологических условий площадки. Отчет об изысканиях должен предоставлять надежные данные, их анализ и предлагаемые решения для проектирования здания или сооружения.

МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

Использование систем глобального позиционирования

Для точного определения географического местоположения района строительства, самой строительной площадки и разработки подробного плана строительства в соответствии с местной геологической средой используется глобальная система позиционирования GPS (или другие подобные ей системы. – Ред.). В упрощенном виде принцип метода глобального позиционирования заключается в получении точных данных о географическом положении точки приема, из которой производится съемка, от нескольких спутников (для определения широты и долготы точки установки приемника необходимо получение сигналов минимум от трех источников, а чтобы определить еще и высоту над уровнем моря, необходимо минимум четыре источника, при этом скорость и точность определения местоположения точки приема зависит от количества принимаемых сигналов. – Ред.). Обычно требуется два принимающих устройства, одно из которых размещают в точке определения координат, а другое – в базовой точке, месторасположение которой уже известно. У этого метода есть много преимуществ, таких как высокая точность позиционирования, простота эксплуатации оборудования, большая скорость съемки и др. Поэтому он почти всегда используется при инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканиях, а также при долговременном мониторинге положений исследуемых точек.

Дистанционное зондирование

Дистанционное зондирование широко применяется в настоящее время. Основной его принцип – получение необходимой информации о поверхности земли или других объектах, к которым нет прямого доступа (например, о морском дне или подповерхностных условиях. – Ред.), с помощью электромагнитных или звуковых волн, передаваемых и принимаемых наземными, авиационными, космическими или плавучими средствами. Также требуется оборудование для обработки информации, содержащейся в принимаемых волнах.

Технология дистанционного зондирования используется в том числе для инженерно-геодезического и инженерно-геологического обследования района строительства и самой строительной площадки. Основные преимущества этого метода – точность данных, большая скорость обследований на большой площади, низкая стоимость и др. Его использование может повысить эффективность изысканий, то есть сэкономить время и деньги и помочь более дешево и быстро выполнить проектирование и строительство.

Цифровая фотограмметрия

Метод цифровой фотограмметрии является одним из важных разделов фотограмметрии и имеет множество преимуществ, таких как точность, эффективность, стабильность, скорость и др. Самое важное преимущество заключается в том, что этот метод свободен от многих ограничений, связанных с доступом к интересующим местам. Необходимая аппаратура легко переносится и устанавливается в точках, наиболее удобных для выполнения очередной съемки.

АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗЫСКАНИЙ

Усиление технической поддержки, обеспечение эффективности изысканий

С развитием науки и техники технология проведения изысканий была усовершенствована. При полевых исследованиях есть возможность в полной мере использовать технические преимущества для получения наилучших результатов. Инженерно-геологические исследования проводятся все на большую глубину.

Чтобы эффективно пользоваться преимуществами новых технологий, нужно тщательно выбирать технические средства и усиливать техническую поддержку.

При анализе геологических условий на строительной площадке необходимо обработать данные изысканий, выполнив необходимые расчеты, в том числе статистические, идентифицировать типы грунтов основания, смоделировать их и сохранить соответствующую информацию.

Хорошую основу для технологических инноваций в этом отношении заложило широкое использование компьютеров и информационных технологий. Это позволяет создавать геоинформационные системы (ГИС) для территорий будущего размещения конкретных строительных объектов и осуществлять всестороннее управление параметрами и остальными видами информации, полученной в результате изысканий, для выполнения проектирования. Отслеживание фактических условий на площадке и их контроль в процессе строительства также являются важными задачами изысканий.

Определение технологии изысканий в соответствии с типом инженерно-геологических условий площадки и научно-техническими возможностями

В самом начале этапа изысканий необходимо предварительно определить тип инженерно-геологических условий района будущего строительства, а только потом выбрать технологию, которая будет использоваться при более детальных исследованиях. Чтобы обеспечить точность и эффективность изысканий, необходимо выбрать разумные методы полевых работ. Например, обычно используются и инженерно-геологическое бурение, и шурфование. Бурение универсальнее и чаще применяется в различных проектах, а шурфование в основном ориентировано на прямые измерения, которые дают ощущение их более высокой надежности. Однако второй метод требует больше времени и средств.

Надо выбирать более разумную и подходящую технологию изысканий для каждого конкретного случая. Например, при геотехнических изысканиях в основном выбирается метод бурения. Однако при высоком уровне грунтовых вод и относительно небольшой требуемой глубине исследований чаще используется шурфование.

Для площадки будущего строительства, сложенной относительно рыхлым грунтом, следует применять статическое зондирование (CPT) или динамические испытания коническим пенетрометром (SPT – стандартное динамическое зондирование). С помощью этих испытаний можно получить точные результаты и лучше проанализировать инженерно-геологические условия. Но если уровень грунтовых вод относительно более глубокий, а частицы грунта крупнее, то указанные методы не должны использоваться, поскольку они могут снизить эффективность исследований.

Таким образом, чтобы оптимально выбрать основные методы полевых работ для улучшения результатов изысканий, необходимо иметь хорошее представление о фактической ситуации.

Повышение эффективности изысканий и точности определения инженерно-геологических параметров

Как уже отмечалось, очень важным в начале этапа изысканий является правильный выбор состава и методов полевых работ (то есть составление программы исследований) на основе особенностей местности и топографии всей площадки строительства или ее разных участков.

При неровном и непостоянном рельефе выбираются методы съемки, отличающиеся от методов на ровных участках. Например, для холмистой территории следует использовать сейсмические исследования или геоэлектрические методы для выбора мест бурения скважин в целях изучения характеристик коренных пород. Для площадки в долине первое, что нужно сделать, это выбрать профиль (или профили) исследований, причем линии съемок должны проходить перпендикулярно простиранию террас. При наличии на изучаемой территории склона анализ должен быть сосредоточен в основном на природном участке. Если площадка расположена в пределах относительно плоской, ровной и открытой местности, то выполняются откопка и обследование шурфов. Должны быть также проведены гидрогеологические исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты изысканий должны быть качественными и достаточными для проектирования будущего здания или сооружения, эффективной реализации проекта и безопасной эксплуатации построенного объекта в течение всего срока его службы.

ИСТОЧНИКИ

1. Zhou Wei. Analysis of geological survey technology in building engineering // World Construction. 2016. Vol. 5. № 2. P. 15–17. DOI:10.18686/wc.v5i2.75. URL: researchgate.net/publication/315369323_Analysis_of_Geological_Survey_Technology_in_Building_Engineering.
2. Chun Lu Gao. Geological survey technology in building engineering // Value Engineering. 2015. Vol. 10. P. 76–77.
3. Xiong Zhen Chen. Analysis of related issues in the geological survey in building engineering // Friends of Science. 2010. Vol. 8. P. 50–51.
4. Qian Qiu Di, Dawei Shi, Discussion on the innovation of geological survey technology in building engineering // Decision and Information. 2015. Vol. 1.