Инженерно-геологические изыскания для строительства в Москве

Москва и Московская область — один из самых интенсивно развивающихся регионов по темпам нового, промышленного и гражданского строительства, которое невозможно без проведения комплексных инженерных изысканий.

SAM_0904

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Результаты инженерных изысканий ООО «Геодата» содержат данные, необходимые и достаточные для проектирования  подземных сооружений,  выбора типа фундамента, для проведения  расчетов по предельным состояниям,  с учетом прогноза возможных изменений  инженерно-геологических условий площадки строительства, и свойств грунтов, вида и объема инженерных мероприятий, необходимых для освоения.

Стоимость инженерно-геологических изысканий от 1100 руб. за погонный метр, инженерно-геодезических от 15 тыс. руб. за 1 гектар, инженерно-экологических изысканий от 21 тыс. руб.

Более подробную информацию а также проконсультироваться по видам и объемам инженерных изысканий по тел. 8-499-341-86-56  или выслать  техническое задание на электронный адрес: geodta@mail.ru

Компания «Геодата» в течение многих лет предоставляет услуги по геологическим изысканиям  территории  города Москва и Московской области. Нами освоен полный комплекс инженерных изысканий для строительства на стадию проект. Ни одно проектирование строения не обходится без помощи инженеров-геологов, первым этапом освоения новой территории являются инженерно-геологические изыскания. Геологические изыскания в Москве, регламентируются отдельным нормативным документом, инструкцией по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москве. И  представляют собой совокупность работ, направленных на поэтапное исследование строительной площадки и выявление слабых и сильных сторон изучаемой территории, для последующего проектирования и успешной реконструкции и  использования строения, а также предотвращения его разрушения и разрушения экологической среды. Сегодня, в 21 век особенно важно позаботиться не только о целесообразности строительства, а также подумать и о природе, которой ежедневно наносится огромный урон. Особенно важно обратить внимание на геологическое изучение территории при возведении масштабных проектов, таких высотные здания, трассы, железные дороги, теплосети,. Эстакады. Наша компания вплотную сотрудничает с крупнейшими строительными фирмами и занимается работами любых масштабов и сложности. Преимуществами нашей компании является наличие всех необходимых лицензий и сертификатов для проведения геологических, экологических, гидрометеорологических изысканий в Москве . Мы  имеем достаточный выбор собственной техники, в том числе буровых установок  для различного по сложности бурения, оборудования для производства полевых штамповых испытаний и статического зондирования, а также необходимой лаборатории для выполнения анализов и создания инженерно-геологического отчета.

Квалифицированные профессионалы компании «Геодата» способны провести любые виды изысканий, необходимых для получения в итоге заказчиками,  разрешения на строительство. Основные из них: экологические, геологические, геофизические, гидрометеорологические.

Геологические изыскания включают в себя:

  • Изучение изысканий прошлых лет, работа с архивами, сбор и анализ архивных документов.
  • Бурение скважин, использование бурового оборудования в не стандартных условиях.
  • Взятие проб грунта и воды, дальнейшее лабораторное исследование образцов для выявления слабых и сильных мест площадки строительства.
  • Проведение испытательных работ для грунтовой поверхности с целью определения оптимального по стоимости, глубине заложения и типу фундамента.
  • Изучение состава, распространения и глубины грунтовых вод.

Экологические изыскания включают в себя:

  • Анализ грунтовой поверхности, выявление характеристик, учет дальнейших опасностей влияния тяжелых металлов и других веществ на сооружения.
  • Обследование строительного участка с целью подтверждения санитарно-гигиенических норм.
  • Обследование строительного участка для выявления уровня радиационной и токсилогической опасности.
  • Проведение исследования и оценка температурного режима, а также уровня влажности внутреннего и наружного воздуха.
  • Проведение измерительных работ по выявлению уровня воздействия электромагнитных полей, шума, механических вибраций.

Гидрометеорологические изыскания включают в себя:

  • Изучение влияния ближайших водоемов и водных скоплений на строительную площадку.
  • Оценка воздушной среды, процентный состав опасных газов, аэрозолей, выявление степени запыленности территорий.
  • Определение количества годовых осадков при учете основных природных объектов (горы, реки, водоемы, направление ветра).
  • Оценка солнечной радиации, приходящийся на выбранный для строительства участок.

Задачи инженерно-геологических исследований:

  • Детально изучить инженерно-геологические условия на площадке .
  • Просчитать воздействие и приток грунтовых вод, в котлованы, определить их глубину и ареол распространения под землей, а также колебание уровней, за счет естественных сезонных и искусственно созданных воздействий.

Возможные побочные эффекты при отсутствии инженерно-геологических изысканий:

  • Выворачивание фундамента, трещины в стенах за счет подвижности грунта или излишней агрессии грунтовых вод.
  • Затопление погреба, нижних этажей, оседание фундамента вследствие не изученности территориальных особенностей местности.
  • Вымирание природных насаждений.
  • Разрушение дренажной системы.

Инженерно-геологические изыскания на территории города Москва для строительства и реконструкции сэкономят вам массу денег, позаботятся о вашем здоровье и здоровье вашей семьи, а также безопасности проживания на выбранной вами территории.

В среднем, затраты на инженерно-геологические изыскания составляют около 1% от всей суммы расходов на постройку, но гарантируют вам успешное проектирование здания и дальнейшее его безопасное использования с сохранностью ваших финансов. Надежное строение в заверенном участке с подписанными по всем правилам документами прослужит долгие годы и позволит вам спать спокойно. Стоимость инженерно-геологических изысканий зависит от сложности работ, труднодоступности местности, размеров изучаемой территории.

Инженерно-геологические изыскания для строительства  в Москве направлены на:

  1.  Изучение свойств грунтов, для подбора максимально подходящего для этой территории фундамента, который сможет прослужить долгие десятилетия, и не осесть под тяжестью здания.
  2.  Определение опасности возникновения карстовых провалов и суффозионных явлений, применение защитных современных технологий.
  3.  Изучение прошлых построек, в частности их влияние на грунт и срок их изнашиваемости для дальнейшего наиболее продуктивного проектирования новых зданий.
  4.  Определение степени скопления грунтовых вод, их возможного воздействия на фундамент здания.

Любой вид демонтажных работ включает в себя также инженерно-геологическое заключение экспертов и подготовку документации, разрешающей снос строения. Многие полагают, что снос зданий дело гораздо более простое и не затратное нежели строительство. Однако демонтаж строений, в частности старых ветхих или биологически-химически опасных сооружений является также сложной задачей, требующей тщательного изучения и анализа местности. От правильного сноса здания и очищения местности зависит дальнейшее благоприятное ее повторное использование. Инженерно-геологические изыскания в Москве для сноса сооружений включают в себя в первую очередь комплекс работ по изучению и анализу местности, выявлению возможной опасности разрушения здания, создание плана его максимально быстрого и четкого удаления для сохранения ландшафта и защиты окружающей среды. Утилизация строительных отходов после сноса зданий также важная часть подготовки территорий для ее дальнейшего освоения.

Этапы выполнения инженерно-геологических изысканий на территории города Москва:

Пред проектная стадия

Включается в себя первоначальное изучение уже имеющейся документации о предыдущих инженерно-геологических изысканиях местности, формирование общего понимания об изучаемом объекте. Пред проектная стадия изысканий в основном связана с изучением архивов и формирований, заверений и подписи различных разрешающих документов в органах охраны. В этот этап происходит выбор основной строительной площадки, обоснование целесообразности постройки, ключевых позитивных и негативных факторов. Разрабатывается план строения, определяется его местонахождение на карте основных природных массивов:, оврагов, водоемов, низин, а также территориальная удаленность объекта от крупных магистралей, тепло и гидростанций. Оценивается первоначальная безопасность зоны и уровень ее благоприятности для жизни.

Производится инженерно-геологическая рекогносцировка — выявление особенностей участка, формирование основных гидрометеорологических и геофизических характеристик, выбор методов проведения исследований. На втором шаге пред проектной деятельности сравниваются отобранные для изучения участки, выбирается наиболее благоприятный для дальнейшей работы вариант.

Далее проводится инженерно-геологическая съемка. При помощи съемки осуществляется комплексный лабораторный анализ геологических характеристик участка. На этом этапе компонуется местонахождение основного и дополнительных массивов стройки, закрепляется их местонахождение.

Проектная стадия.

Проектная стадия является основным, самым сложным и самым длительным этапом изысканий. В первую очередь происходит сбор и обобщение территориальной специфики местности. Разрабатывается гипотеза инженерно-геологических изысканий, формируется программа проведения изысканий. На начальном этапе проектной стадии выбираются и обуславливаются наиболее перспективные участки размещения основного сооружения. Дальнейшая работа инженеров ведется уже именно на выбранных участках и краевых контрольных точках территории.

Заключающий этап в проведении проектных работ  подразумевает под собой инженерно-геологические изыскания или детальное изучение инженерно-геологических характеристик территории. Как правило, бурение происходит согласно действующим нормативным документам, по контурам проектируемых сооружений, с учетом разрешённого использования участка. Изучается взаимодействие проектируемой постройки с окружающей средой, рассчитываются максимально удачные параметры строительства и дальнейшего обустройства зданий. После проведения процедуры бурения, полевых и лабораторных работ, рассчитываются характеристики грунта, оценивается срок эксплуатации проектируемого строения. В заключительном этапе определяется необходимый тип фундамента, проектируются дополнительные здания и сооружения.

Проектная документация.

Проводится при изменении утвержденных проектных решений. На этой стадии, уточняется и детализируется информация по результатам изысканий полученной на стадии проект.

Как видно из этапов инженерно-геологических исследований, основная масса проведенных работ направлена на геологические изыскания.

План проведения геологических изысканий:

  1.   Бурение скважин с целью определения глубины залегающих грунтовых вод, сбор образцов почвы для его последующего лабораторного анализа.
  2.   Лабораторное изучение грунта. Выявление особенностей грунтов напрямую влияет на правильный выбор фундамента здания, расчет несущей способности фундамента, определение максимально допустимого  давления от сооружения на грунты основания.
  3.    Применение статистического зондирования. Требуется во всех случаях проведения геологических изысканий для сравнительного анализа деформационных свойств и уточнения мощности распространения литологических  разновидностей грунта.
  4.  Проведение  штамповых испытаний. Осуществляется для прогнозирования и предотвращения деформаций фундамента. Определение несущей способности грунтов в природном сложении, составление плана защиты и максимальной устойчивости грунта.
  5.    Составление технического отчета для возможности его дальнейшего использования в случае деформации грунтов, изучение возможных опасных процессов.

Сбор и обработка этих данных позволяет предотвратить деформацию зданий, подобрать наиболее благоприятный фундамент и материалы для строительства, спроектировать удачное местоположение зданий. Данные инженерно-геологических изысканий предотвращают также возможность обрушения строительства, оседание фундамента. Подбираются оптимальные устойчивые конструкции. Помимо этого, проведение геологических изысканий в Москве направлен на защиту окружающей среды, позволяет разработать программу мероприятий, устраняющих наносимый вред при строительстве новых сооружений.

Работа по инженерно-геологическим изысканиям начинается с изучения фондовых материалов и предварительного выезда. Предварительный выезд специалистов  позволяет определить общую картину, оценить в целом возможность условий проведения  полевых работ на данной местности, оценивает необходимые затраты на комплексный анализ участка. Рассчитывается необходимое количество дней для проведения работ, и первоначальную стоимость услуг. Работа в инженерно-геологических изысканиях проводится исключительно специалистами своего дела, умеющими правильно обращаться со сложными буровыми и специальными установками, анализаторами и лабораторными приборами. Проведение инженерно-геологических изысканий, как правило, занимает от 7 до 20 дней. Срок проведения работ зависит от размеров проектируемого сооружения, характеристики грунта, специфических свойств участка и количества существующих построек. Компания «Геодата» выполняет все работы качественно, быстро, учитывает все пожелания заказчика, полностью берет на себя ответственность за формирование технического отчета и его утверждения в государственных инстанциях. Мы полностью контролируем процесс проведения инженерно-геологических изысканий, и других изысканий. Стоимость наших работ доступна, как крупным организациям, так и частным лицам, мы экономим ваши деньги за счет возможности проведения собственных лабораторных экспертиз, а также наличия собственной инженерной техники.

 

Результаты инженерно-геологических изысканий  содержат сведения:

— о местоположении территории строительства, ее рельефе, климатических, геоморфологических и сейсмических условиях и ранее выполненных инженерных изысканиях;

— об инженерно-геологическом строении площадки строительства с описанием в стратиграфической последовательности пластов грунта, их размеров, в плане и по глубине, геологического возраста, происхождения и классификации грунтов, выделенных инженерно-геологических элементах (ГОСТ 25100-2011)

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Инженерно-геологические изыскания для строительства

— о глубине залегания грунтовых вод, водоносных горизонтах и напоре подземных вод, отметок появившихся и установившихся уровней подземных вод, их амплитуды, сезонных и многолетних колебаниях, сведения о фильтрационных характеристиках грунтов, а также сведения о химическом составе подземных вод и их агрессивности по отношению к материалам подземных конструкций;

— о наличии специфических грунтов

-о наблюдаемых неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессах — карсте, оползнях, подтоплении, суффозии

— о физико-механических характеристиках грунтов;

— о возможном изменении гидрогеологических условий и физико-механических свойствах грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

На сегодняшний день одной из основных тенденций, характеризующих развитие цивилизации на нашей планете, является рост количества городов и плотности их населения наряду с увеличением общей численности населения на Земле. Между тем строительство оказывает одно из самых крупных негативных воздействий на биосферу.

Существенным аспектом развития строительной деятельности в условиях существующей городской застройки, особенно в крупных исторических городах, прежде всего в мегаполисах, является качественное  обеспечение  проектировщиков и строителей необходимой информацией об особенностях сложившейся урбосистемы и прогноз ее развития при строительстве нового или реконструкции старого объекта. Важнейшими параметрами, определяющими надежность, безопасность и качество реализуемого строительного проекта в данном случае являются данные инженерно-геологических, гидрометеорологических и инженерно-экологических изысканий.

Особенности инженерно-геологических изысканий для строительства в Москве.

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Москва, как крупнейший мегаполис, расположенный в исключительно неблагоприятной географо-климатической обстановке, в силу различных, в том числе и социально- экономических причин, подвергает- экономических причин, подвергается сейчас интенсивному строительному воздействию. Объемы строительства, необходимость уплотнения городской среды за счет развития высотного строительства и освоения подземного пространства существенно осложняют задачи проектировщиков и изыскателей.

Сложность инженерно-геологических условий в Москве определяется, прежде всего, тем, что в строении грунтовой толщи, служащей основанием возводимых подземных сооружений и высотных зданий, принимает участие сложно переслаиваемый комплекс четвертичных отложений различных свойств, генезиса и литолого-петрографической принадлежности. Коренные породы, которые принципиально должны были быть представлены отложениями меловой, юрской и каменноугольной систем, в силу значительного воздействия эрозионной деятельности ледника и р. Москвы, в ряде случаев не имеют строгой стратиграфической выдержанности. Поэтому четвертичные отложения могут непосредственно залегать на разрушенной кровле карбоновых известняков, обладающих невысокими деформационно-прочностными свойствами и способностью к развитию карстово- суффозионных процессов. Еще более сложными являются гидрогеологические условия, что связано с процессами вертикально-направленной фильтрации из приповерхностных водоносных горизонтов из-за значительных утечек из водонесущих коммуникаций, и барражного эффекта при строительстве метрополитена и различных подземных сооружений.

Сложной является  и  гео-экологическая обстановка, практически еще в малой степени изучена применительно к подземным и высотным сооружениям.

В целом можно определить, что Москва находится в крайне сложных инженерно-геологических, гидрогеологических, гидрологических и экологических условиях, что подтверждено многолетними работами ряда крупнейших изыскательских и научно-исследовательских организаций в части обеспечения проектирования и строительства сооружений всех уровней ответственности.

Для того чтобы проектируемые здания и сооружения были безопасными, экономичными и отвечали экологическим требованиям, разработаны  Московские городские строительные нормы со специальными разделами по обеспечению подземного и высотного строительства.

Необходимость выполнения инженерно-геологических изысканий для строительства.

Особенности изменения свойств геологической среды в мегаполисе.

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Инженерно-геологические изыскания для строительства

По расчетам сотрудников коммунального и дорожного хозяйства Москвы около 60% загрязненной снежной массы попадает в снег плавильные пункты, а далее в канализационную сеть, на выходе из которой стоки очищаются на станциях водоочистки. Но на своем пути к очистным сооружениям в зимний период соли успевают частично проникать в грунты и грунтовые воды города за счет утечек. Кроме того, до 40% солей , напрямую поступает в почву и геологическую среду города.

Объемы поступающих в геологическую среду города солей весьма внушительны. В 2000–2005 гг., когда еще применялась техническая соль, и были разрешены перевалка снега на газоны и сброс снега в реки, в геологическую среду Москвы ежегодно попадало свыше 200 тыс. тонн хлоридных солей Na и K. В 2005–2009 гг., когда уже запретили перевалку убранного снега на обочины и сброс его в реки, техническую соль в основном заменили на твердые жидкие против гололедные реагенты,  а около 60% загрязненной  снежной массы стали отправлять на снег плавильные пункты , поступление хлоридов в геологическую среду города все же остается большим — 50–110 тыс. тонн в год.

Оценки Д.М. Хомякова  показывают, что максимальное поступление хлорид-иона в почву за один зимний сезон составляет до 0,68 кг/м2 в результате применения жидких против гололедных реагентов  и до 1,8 кг/м2 в результате применения твердых против гололедных реагентов. Это соответствует уровню, характерному для засоленных почв. Несмотря на то, что хлорид-ион обладает высокой миграционной способностью и сам практически не сорбируется почвой, он участвует в общем геохимическом балансе перераспределения солей и их компонентов. В итоге воздействие остатков реагентов на геологическую среду мегаполиса вызывает  существенный  геологический риск, схема формирования которого показана на рис. 5.

Схема процесса развития опасных инженерно-геологических процессов

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Как видно из данной схемы, следствием загрязнения почв является последующее загрязнение подпочвенных грунтов и грунтовых вод, что затем вызывает различные негативные процессы и явления. При этом в первую очередь меняется химико-минеральный состав грунтов — они переходят в категорию засоленных, в их составе появляются новые химические компоненты, ранее отсутствовавшие. Обменный комплекс дисперсных глинистых грунтов, включая почвы, насыщается ионами Ca2+, а в поровый раствор переходят ионы Na+, K+, Mg2+ и др. При этом поровый раствор почв и других грунтов становится неравновесным — пересыщается ионами Сa2+,

Na+ и Сl-. Эти компоненты поступают в грунтовые воды, меняя их химический состав, — они становятся существенно хлоридными, щелочными и минерализованными, а также содержат, загрязнения нефтепродуктами и иными компонентами.

Во время активного снеготаяния весной  элюирование солей из почв и грунтов не происходит, так как талая вода тоже загрязнена оставшимися с зимы солями , а ее поверхностный и дренажный сток происходит достаточно быстро. Кроме того, весенние талые воды увеличивают область рассеяния солей в пространстве геологической среды города, попадая в малые реки, овраги и т.п. Вымывание солей из почв возможно только во время летних и особенно осенних дождей, да и то лишь в верхнем слое.

Изменения в химическом составе грунтов и грунтовых вод, в свою очередь, влияют на изменение структуры грунтов . В дисперсных грунтах ( глинах, суглинках и супесях ) при засолении, происходит объединение частиц за счет процессов сжатия или подавления двойного электрического слоя. При этом формируются крупные агрегаты, и увеличивается размер межагрегатных и межчастичных пор, что приводит  к увеличению  фильтрационной проницаемости грунтов в целом. В результате толщи грунтов, которые ранее рассматривались как водоупорные, при определенном засолении  переходят в категорию водопроницаемых.

Трансформация  структуры и состава грунтов и грунтовых вод вызывает также существенное изменение всего комплекса их свойств: химических, физических и физико-механических. Прежде всего изменяется в сторону увеличения параметров химическая агрессивность грунтов по отношению к металлам и бетону. Если для исходных природных грунтов коррозионная активность по отношению к стали составляет около 0,35 мг/см2 в сутки, то для остатка реагентов на обочинах дорог эта величина  от 0,22 до 0,35 мг/см2 в сутки, то есть остается довольно высокой (по сравнению с коррозионной активностью талой снеговой воды, для которой она составляет менее 0,2 мг/см2 в сутки).

Засоление грунтов ведет к уменьшению  их электрического сопротивления и  к увеличению электропроводности. При этом в грунтах  возрастает  скорость  миграции блуждающих электрических токов, попадающих в геологическую среду при контактах  с кабельными электрическими сетями подземных электрических коллекторов и кабелей . Это и способствует увеличению показателей  коррозионной электрохимической агрессивности грунтов, возрастает   интенсивность коррозионной агрессивности грунтовых толщ на городской территории к металлам, в  подземных трубопроводах и коллекторах. В результате все чаще происходят протечки вод и технических стоков из многочисленных коммуникаций, что ведет к развитию комплекса негативных и опасных инженерно-геологических процессов (к подтоплению, к  размывам пластов, выщелачиванию, и др.).

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Рост фильтрационной проницаемости почв и коренных грунтов в целом инициирует  в них увеличение процесса обмена влаги. В связи с этим преимущественно увеличивается опасность проявления на территории города процессов  развития карстовых полостей и суффозии.  Механическая суффозия наиболее опасна при инфильтрации грунтовых вод на участков толщ, сложенных песчаными  грунтами, под которыми залегают толщи карбонатных заарестованных пород . Поэтому ряд  случаев  активизации суффозии в различных регионах Москвы   связан только с этим процессом. Если активизация процесса суффозии происходит  вследствие протечек воды из коллекторов, то этот процесс  может привести к формированию размыва  водоупорного слоя грунтов, что чревато образованием провалов. Такие случаи не раз фиксировались на территории Москвы.

Вместе с этим увеличение  фильтрационной проницаемости грунтов  способствует и развитию процесса подтопления на территории города. Как известно, в Москве и других крупных мегаполисах в последние десятилетия наблюдается устойчивое увеличение  подтапливаемых территорий. Этот процесс вызван многими причинами  техногенного характера, среди которых большую роль играет увеличение фильтрационной проницаемости грунтов за счет активной антропогенной деятельности и техногенного засоления.

Геология для строительства особо опасных и технически сложных объектов

 Геология со строительством две неразрывные части одного целого. Чтобы построить сооружение для гражданских либо промышленных целей, необходимо знать характеристики местности и грунта, на котором будет возведение объекта. Отдельную категорию в строительстве занимают особо опасные и нестандартные по строительству объекты. Геологические изыскания для строительства особо опасных и технически сложных объектов регулируется градостроительным кодексом, статьей 48.1. «Особо опасные, технически сложные и уникальные объекты».

Предприятия, предоставляющие услуги по геологическим работам, обязательно должны получать специальные разрешения и допуски.

Если Ваш будущий объект строительства подпадает, под какую-либо из этой категорий, необходимо будет провести геологические изыскания на этом участке и по их итогам получить Технический отчет. Главным отличием этих объектов является то, что они относятся к I-му уровню ответственности и геологические исследования здесь обязательны. Объем и перечень работ определяется исходя из степени сложности будущего сооружения, геологии участка строительства. Существует программа геологических изысканий, в которой учитываются нормативные требования по объекту (устройство фундамента и т.д.). Далее программа геологических исследований проходит согласование в специальных государственных экспертных органах.

Заказчик предоставляет техническое задание для начала проведения геологических изысканий. Так же необходимо будет провести топографическую съемку территории под будущее строительство, после которой будут обозначены границы проектируемого объекта. Затем изучаются архивные материалы, производится бурение скважин, проходят испытания грунтов на месте строительства (штамповые методы, зондирование), после которых, грунт исследуется в лаборатории. Подводятся итоги по материалам полевых работ.

Для примера рассмотрим особенности геологических изысканий особо опасного объекта — метрополитена. Благодаря проекту под названием «Метро», геология Москвы была полностью изучена. Сегодня можно даже попасть на экскурсию «Московское метро глазами геолога».

Первая станция метро была  открыта 15 мая 1935 года. Во время предварительного изучения грунтов, и в последующем строительстве специалисты получили большое количество данных об особенностях строении Москвы. На низких глубинах находятся глина и известняки (каменноугольный возраст), образованные морем, которое со временем ушло. Поверхность известнякового слоя неровная, он пронизан водой и сильно размыт. Потом здесь была суша (пермский, триасовый). В Москве и Подмосковье в юрский период протекали реки, глубина которых могла достигать более 100 метров, образовались глиняные отложения и пески. Затем было еще меловое море, после его ухода, на континенте начали образовываться реки, озера и дельты. Верхний слой был очень интересен для археологов и требовал особенно детального изучения с их стороны. Здесь находился культурный слой (мостовые из бревен, участки брусчатки, и остатки жилых строений).

К 2020 году наш самый красивый в мире метрополитен обещает 267 действующих станций, как подземных, так и наземных. Если вдуматься в эти масштабы, то станет ясно, что под Москвой находится еще один подземный город, которым ежедневно пользуются по 8 млн. человек. Каждая станция имеет индивидуальные особенности, самая главная для геологов – это глубина ее заложения. К неглубоким относятся станции, заложенные на глубину около 20 метров. В современное время приоритетом пользуется неглубокое заложение, потому что это экономит время при строительстве. Все это показывает сложность работы геологических изысканий в этом направлении.

Не так давно произошел случай, когда в Москве вгоняли сваи в землю без согласования с геологами и высшими инстанциями. Это было на участке зеленной ветки возле станции «Войковская». Тогда свая столба для наружной рекламы насквозь прошла через вагон едущего поезда под землей. Пострадали невинные люди. Этот вопиющий случай наглядно демонстрирует, какие опасности могут возникать. На плечах геологов лежит большая ответственность, ведь на основании их заключений делаются выводы на счет многих тонких моментов в будущем строительстве.

ООО «Геодата» имеет большой опыт в этой непростой области геологии, включая проведение геотехнических  изысканий для строительства.

Одной из важных составляющих инженерно-геологических изысканий являются буровые работы при инженерно-геологических изысканиях. Основная задача бурения — изучение геологических характеристик, а также состава литосферы данной местности, взятие проб грунта для определения свойств и характеристик.

Способы разрушения грунтовых пород:

  • Механический. (Подразумевает под собой использование специальных механических машин, гидравлических аппаратов).
  • Физический. (Достигается при помощи воздействия огня или взрывчатых устройств).
  • Химический. (Использование ядовитых газов, щелочей, кислоты, разрушающей породу).

Для безопасного бурения местности используют механическое разрушение: ударное и вращательное.

Ударно- канатное бурение

Подразумевает под собой разрушение горных пород вследствие погружения  в грунт коронок — специальных устройств для бурения, на конце которых находится полый буровой наконечник. Ударное бурение делится на кантовое и штанговое. Кантовое бурение характеризуется наличием специального троса, приводящего в действие механизм бурения. Штанговое бурение осуществляется при помощи специальных металлических штанг, больше похожих на стержни крепления. Штанговое бурение можно проводить, как с промывкой скважины, так и без нее. При ударном бурении происходит отбор проб горной породы на все сечение, осуществляется сплошным забоем. При наличии насыщенных водой грунтов при  ударно-канатном  бурении прочистка забоя осуществляется при помощи специального инструмента — желонка.

Вращательное бурение производится путем среза пласта грунта или раздавливания горных пород в специальном забое. Для этого используются режущие коронки.. Вращательное бурение бывает роторным или колонковым. Принцип роторного бурения весьма прост и применяется в том случае, когда скважину можно пройти сплошным забоем. Колонковое бурение характеризуется движением долота по кольцу и использование специального пустотелого цилиндра-основания, внутри которого и сохраняется колонка породы. При использовании вращательного бурения применяют твердые сплавы веществ, алмазную пыль, специализированную буровую дробь из стали или чугунки.

По специфике количества применяемой энергии бурение делится на ручное и механическое. Вращательное бурение чаще всего осуществляется с промывкой скважины, в этом случае разрушенные породы выносятся на поверхность потоком воды или газа. Наиболее эффективными способами бурения на данный момент являются инструменты, сочетающие в себе вращательное и ударное бурение.

К таким современным аппаратам относятся различные гидроперфораторы, гидровибраторы и другие машины, обеспечивающие двойное воздействие на горную породу.

Физический и химический способ бурения пока что еще не до конца изучены и испытаны на всех видах пород, а потому применяются крайне редко и являются опасными и не подконтрольными человеческим силам.

Опытные работы при инженерно-геологических изысканиях подразумевают под собой изучение грунтов в их природном сложении с целью выявления деформационных характеристик. Для уточнения условий распространения и расчленения толщи грунтов на отдельные элементы используется также статическое зондирование.

Камеральная обработка материалов осуществляется в ходе всего процесса опытных работ, а не только по его завершению. Камеральная обработка материалов проводится с целью контроля за качеством производимых инженерно-геологических изысканий, а также для корректировки программы изысканий в ходе промежуточных результатов. В процессе камеральной обработки материалов систематизируются полученные сведения, разделяются на отдельные виды работ, формируются наглядные приложения и схемы для их последующего занесения в инженерно-геологический отчет.

Правильно подготовленная документация инженерно-геологических изысканий играет важную роль в успешном начинании, продвижении и завершении инженерных исследования. Без разрешения соответствующих правоохранительных органов строительство не продвинется ни на дюйм.

Завершающим этапом инженерно-геологических работ является составление инженерно-геологического отчета. В инженерно-геологическом отчете тщательно описывается вся проведенная работа, заносятся все анализы и сделанные на их основании выводы, формируется перечень основных опасностей и даются рекомендации по поддержанию территории в стабильном  состоянии.

Таким образом, инженерно-геологические изыскания являются сложным, но необходимым процессом изучения местности. Однако в руках настоящих профессионалов этот этап строительства пройдет быстро и незаметно, а главное даст вам чувство безопасности и уверенности в дальнейшей постройке.

Особенности геологического строения Москвы

Существует ряд дополнительных требований, предъявляемых в отношении состава изысканий при изучении особенностей геоморфологических условий на территории Москвы, а также палео- геодинамической ситуации. В число таких требований включены анализ формирования рельефного развития в рамках четвертичного периода. В особенности это касается эрозионных форм в виде речных долин рек, балок и овражных зон. Множество таких древних формирований оказались под слоем грунтов супесчаного и суглинистого типа. Современные объекты нередко засыпаются при проведении планирования без рассмотрения гидрогеологических особенностей.

Техногенную засыпку часто выполняют без требуемых мероприятий по отводу рельефа подземных вод за счет эрозионных форм. Это относится к мочажинам, нисходящим и восходящим родникам, ручьев по тальвегам оврагов (эпизодических и постоянно действующих, а также временных). В этом заключаются причины подтоплений подземных элементов сооружений, которые возведены на подобных участках. По бортам и тальвегу оврагов активизируются оползни, несущие конструкции зданий разрушаются. Изыскатели редко выполняют такой анализ. Именно поэтому здания оказываются «висячими», т.е. расположенными на крутых краях ранее засыпанных оврагов. Яркий пример – Дворец пионеров в Ростове Великом. Это здание испытало аварийные деформации в период эксплуатации.

Только в Москве погребенными под грунтом оказались свыше двух сотен рек и болот. Эту проблему следует решать в рамках строительного освоения подземного городского пространства. В таких обстоятельствах нельзя использовать востребованную технологию «стена в грунте», ведь при перекрытии водотока подземных вод образуются плавуны, а территория подтапливается. Предвидеть направление водотока в подобных ситуациях практически невозможно. Место вымывания дыры проявится только после того, как в нее что-то провалится. В направлении русла той или иной погребенной древней реки периодически сдвигаются оползни, формируя под землей плотины. Они заметно ослабляют несущие возможности грунта старой застройки города. Только в последние годы зафиксировано 240 картсово-суффозионных провалов. Это результат недостаточного анализа при изысканиях погребенного карстово-эрозионного рельефа местности.

У территорий, со схожими геоморфологическими параметрами рельефа и возраста его элементов имеется приблизительно одинаковые наборы пород геолого-генетических комплексов и их мощность. Речь идет о схожем уровне выветривания, разгрузке напряжений в породах. То же самое касается рисков склоновых и гравитационных, а также суффозионных, карстовых процессов, набухания высокодисперсных глинистых почв, просадки лессовидного грунта. За счет анализа соответствующих факторов возможно принимать проектные решения, которые предотвратят опасные проявления и нежелательные ущербные процессы. Итоги анализа помогут правильно расположить подземные коммуникационные магистрали строений в самих долинах и за их пределами. Подземное освоение эрозионно-расчлененных участков планировать расположение объектов следует по карт-схемам перемещения подземного и поверхностного стока четвертичных водоносных горизонтов. Нужны также прогнозная оценка возможных подтоплений и разработка мер по инженерной защите.

 Освоение подземного пространства в Москве с учетом стратиграфических особенностей пород

На территории Москвы важным фактором служат сложно построенные толщи дисперсных формирований. Особого внимания заслуживает однотипность литолого-генетических и петрографических видов пород с одинаковым уровнем литификации и равным уровнем гипергенно изменившихся проявлений разгрузки, а также выветривания, в том числе под влиянием техногенных причин. Если в районе взаимодействия построек расположены залежи пород из слабых дисперсных грунтов глинистого состава преимущественно с ионно-электростатической структурой молекулярного отношения, то необходимо проанализировать минеральный и вещественный состав грунтов и присутствующих примесей. Современная нормативная документация не регламентирует подобные изыскания. В этих обстоятельствах следует ориентироваться на подтвердившиеся ключевые закономерности эмпирического характера (подробнее в Основных закономерностях поведения слабых дисперсных грунтов).

Гидрогеологические различия геологического строения Москвы

Основными характеристиками грунтовых вод, проходящих по глинистым, песчаным и супесчаным формированиям геологических и генетических комплексов четвертичного типа в пределах промышленных территориий и в городах служат неоднородность по пространственным и временным паратметрам и переменчивость концентрации включений железистой, а также карбонатной природы и сульфатов. Исходя из результатов инженерных исследований, присутствие железистых компонентов на некоторых московских объектах варьируется в районе 36-21 000 мг/л, карбонатной составляющей и сульфатного элемента – в диапазоне от долей и до нескольких сотен мг/л.

ПДК по марганцу превышен в 5 десятков раз, в отношении железа – в 40 раз, для кадмия – пятикратно, серы – в 75 раз, фосфорного элемента – семикратно. Такой состав обеспечивает высокую агрессивность грунтовой воды в отношении бетонов, характеризующихся нормальной степенью плотности, а также железобетонным компонентам (СНиП 2.03.11-85). Важно учитывать, что на участках с техногенными подтоплениями риск перемен в несущей грунтовой способности оснований строений достигает 0,3 от общего показателя до подтоплений.

Самые многочисленные компоненты загрязнения грунтовых вод – ионы SO42- и HCO3-, Cl- и NO3-, NO2- и HPO42-, а также сульфидные формирования, сероводород, кремнекислота. То же самое относится к кальцию и натрию, магнию и марганцу, железу и мышьяку, тяжелым металлам и СПАВ, ПАВ и фенолам, нефтепродуктам и аминам и т.д. Бактериологические загрязнение обеспечивается микроорганизмами, относящимися категории кишечных палочек. Строительные работы на подобных участках требуют мер по предотвращению использования такой воды в целях водоснабжения. Нужно учесть эти факторы при обустройстве дренажных приспособлений, поскольку в течение 5-10 дней с момента начала использования дренажей рядом с ними формируются кольматационные зоны. Это связано с появлением гелевого компонента за счет выпадения осадка от соединений сульфатов карбонатов, железистых элементов. В подобных зонах грунта образуются «водяные мешки», которые периодически прорываются грязевыми потоками по откосам выемок, сторонам засыпанных оврагов с крутизной более 2 градус. Такое может произойти даже при проезде легкового автотранспорта.

При работе над проектом, описывающим защитные меры по грунтовой и подземной воде, нужно учитывать ряд факторов в виде:

  1. Количества горизонтов;
  2. Водообильности;
  3. Напоров;
  4. Уклонов поверхностей в разрезе пьезометрических уровней;
  5. Выщелачивающей агрессивности в отношении пород, металла, цемента;
  6. Разнообразие содержащихся соединений;
  7. Увеличенной концентрации соединений сульфатного состава, углекислоты в свободной форме, сухого остатка;
  8. Абсолютных уровней вскрытия;
  9. Условий для стокового отвода дренируемой жидкости.

В городской черте особенно опасны суффозионные и карстовые процессы, выражающиеся в появлении провалов поверхности. Такие случаи существенно усложняют работы по освоению приповерхностного третьего уровня, который необходим для формирования транспортной инфраструктуры. Самая опасная территория – «Ходынский участок» в пределах улиц Расплетина, Поликарпова, Маршала Соколовского, 1-го Хорошевского и Тепличного переулков, окраиной центрального аэродрома, проезда Новохорошевского и шоссе Хорошевского. Этот участок имеет площадь в 4-3 квадратных километра. Он стационарен в плане наблюдений за процессом оседания земной поверхности под действие суффозионных и карстовых явлений.

Итоги нивелирования высокой точности в 2003-2004 годах дают основания для предположений о завершении периода сниженной активности таких процессов, продолжавшегося последние несколько лет. Такие выводы можно сделать по стабильной активизации оседания земной поверхности, в 3 раза превышающей среднемноголетние показатели.

Благоприятные условия для процессов суффозионного и карстового характера существуют в пределах северо-западных границ Симоновского вала и Даниловской площади, по нижнему течению Москвы-реки. Процесс циркуляции на большей части холма нарушена, об этом свидетельствуют поверхностные проявления карста. Следствием стали провалы в Кремле.

Прогнозное исследование изменений геологических условий и инженерных нюансов, контроль рисков неблагоприятных последствий на данной территории требует наличия сведений по конструктивным и архитектурным особенностям параметрам строительства, а также их ретроспективных жизненных циклах, материалах, физических полях. В это понятие входят распределение естественного напряжения, магнитные поля. Нужна также информация о техногенных и природных нагрузках, существующих и прошлых. На основе таких данных создаются меры по инженерной защите.

Важно поэтапно исследовать парагенетические пары, выполнять мониторинг самих процессов, а также строений и сооружений, работ по формированию инженерных защитных комплексов. В 2004 году московские власти приняли документ, регулирующий проведение исследований геологических процессов в столице. Госзаказчиком мониторинга выступает Департамент природопользования и охраны окружающей среды. Такие мероприятия следует подбирать для различных участков индивидуально, с учетом строительного освоения, типов и этажности построек, разработки подземной части.

Среди участков с самой угрожающей ситуацией можно назвать зону от Ярославского шоссе до речки Яузы, вдоль Варшавского, Щелковского, Дмитровского шоссе и шоссе Энтузиастов, в Южном порту и Капотне, Мневниках. Имеются подтопления зданий в Лефортово. Под соборами Кремля произошло изменение влажности свай из дерева после возведения подземного бункера под Дворцом съездов. Объект имеет глубину в 18 м.

Последовательность мер мониторинга геологических процессов будет разрабатываться конкретно для определенного случая. Инженерные защитные комплексы будут основываться на данных, полученных при изучении функциональных особенностей деятельности на данном участке. Если эти условия будут соблюдаться, любой подземный участок реально застроить зданиями строго определенного типа. Обязательной частью работ станут меры защиты, зависящие от возможности опасных проявлений и рисков ущерба социального и экологического, экономического и морального характера. Будут учитываться и цели хозяйственного освоения подземных участков.

Для выработки мер по защите инженерного характера исследуются парагенетически пары, состоящие из:

  1. Нагрузок техногенного характера в виде реакции геологических элементов – активизации либо нового образования процессов, ползучести грунтов глинистой формы, просадок в лессовидном грунте, подтоплений, эрозионных и оползневых, суффозионных и карстовых проявлений;
  2. Влияния геологических составляющих в виде реакции построек – подтопления фундаментов на фоне подтоплений, деформации и разрушения строений из-за сокращения несущей характеристики грунта;
  3. Влияния инженерных защитных мер.

В поведении грунтов слабого дисперсного типа существует ряд закономерностей. Они заключаются в:

  1. Появлении текучести при контакте с жидкостью у грунта с глинистой основой с любым минеральным составом, где на компоненты гипса, пиритовые и органические компоненты приходится больше 3%. В природе у них твердая консистенция. По откосам засыпанных оврагов с высотой более 7 метров и крутизной больше 2 градусов, по откосам строительных выемок появляются оползни. Вероятность опасных проявлений достигает 0,95. Здесь следует исключить возможность грунтового обводнения. На верхней части откосов создают дренаж полукольцевой формы. Он нужен для захвата поверхностной и подземной воды, ее вывода за границы откосов. При существенных отличиях в составе воды по концентрации компонентов железистой, сульфатной, карбонатной формы на поверхность и в дренаж попадает осадочный гель, фольматирующий породу и дрен на приповерхностной части. Соответственно, дренаж нужно проектировать в формате «обратного фильтра».
  2. песок пылевато насыщенного и пылеватого типа с высокой вод насыщенностью и концентрацией глинистых частичек выше 5% с монтмориллонитовым (смектитовым) составом получают плывунные характеристики при нагрузках. Появляются оползневые течения. То же самое относится к вод насыщенным дисперсным грунтам, содержащим защемленные соединения газообразного характера. В поровых водах они создают определенное давление;
  3. Грунты дисперсной природы с высокой пористостью, слабыми связями в структуре, небольшой влажностью и гидрофильностью, невысокой концентрацией компонентов глинистой формы, большим количеством крупной пыли быстро размываются при взаимодействии с жидкостью, проявляя просадочные характеристики.
  4. Для дисперсных грунтов, включающих карбонаты, железо и сульфатные элементы, характерно выщелачивание при контакте с жидкостью. При проникновении грунтовой или подземной воды появляются слабые прослойки с низкими несущими параметрами. К ним присоединяются сдвиги оползней вязкопластической формы. Такие защиты крайне сложно защищать из-за обтекания свай грунтовыми оползнями;
  5. Пески слюдистые, разнозернистые, сыпучие суффозионно неустойчивы. Их размывает вода, на откосах и овражных бортах происходит формирование оползней течения. Здесь сваи тоже неэффективны;
  6. Суглинки моренного типа при соединении с водой повышают уровень влажности на 10-20%, появляются зоны с невысокой степенью сдвига. Происходит сокращение угла трения внутри до 8 градусов (расчетная величина – 16 градусов), сцепление падает до 0,006 МПа (расчетная величина – 0.25 МПа). На откосах эти участки с наибольшей вероятностью подвергаются смещению грунтовых слоев и пакетных формирований, появлению блоковых оползней;
  7. Супеси с твердой консистенцией под влиянием факторов техногенной природы повышают уровень влажности на 4-6% и становятся текучими, выходя из-под фундамента строений и со сторон откосов. Так формируются оползни с вязкопластическим течением, углом по внутреннему трению в 6 градусов, показателем сцепления в 0,002 МПа;
  8. Для разнозернистых и пылеватых песков характерна суффозионная нестабильность. Пылеватые мелкие фракции выносятся к местам разгрузки подземной воды на косых поверхностях с градиентом потока в 0,01 и со скоростью 1 м/сут или больше. Градиенты появляются при серьезных ливнях, сбросах техногенной жидкости, аварий с утечками воды. В грунте формируется разуплотнение, возникают дополнительные предпосылки для осадки грунтов в основании строений.

 

ООО «Геодата»