Основные задачи и состав инженерных изысканий на закарстованных территориях

4.1. Закарстованные территории Пермского края характеризуются специфическими природными и техноприродными условиями инженерных изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. При изысканиях на этих территориях следует руководствоваться действующими нормативными документами (включая ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]), соответствующими рекомендациями (руководством) и научно-технической литературой, содержащей важные сведения о карсте исследуемой площади и методические разработки по его изучению и оценке.

4.2. При оценке устойчивости закарстованных территорий в первую очередь (помимо литологического типа карста) изучаются основные условия карстообразования и определяющие его факторы:

- гипсометрическое положение и геоморфологическая обстановка,

- тектоническое и геолого-литологическое строение,

- тип гидродинамического профиля, наличие и мощность зон циркуляции карстовых вод, их связь с водами других водоносных горизонтов и поверхностными, химический состав вод,

- гидрогеологические параметры водоносных горизонтов и грунтов зоны аэрации,

- встречаемость полостей, разрушенных и ослабленных (карстом и сопутствующими ему процессами) зон, их положение в разрезе и устойчивость,

- наличие поверхностных карстопроявлений, пещер и гротов, их особенности и закономерности распространения,

- тип, частота и размеры современных карстовых деформаций земной поверхности (табл. 4.1 и табл. 4.2) и другие количественные показатели карста и закарстованности (прил. Е ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]),

- физико-механические свойства грунтов.

Особое внимание обращается на возможность (наличие) техногенной активизации карста.

В соответствии с этим (а также техническим заданием заказчика) в программе работ определяются основные цели и задачи изысканий с учётом этапов освоения и использования территории. Предпочтение (в зависимости от степени изученности и сложности природных условий территории) должно отдаваться инженерно-геологическим изысканиям в две-три стадии или технико-экономическому обоснованию, переходящему в стадию рабочего проекта для отдельных объектов.

4.3. Программой инженерно-геологических изысканий определяется оптимальное сочетание видов и методов исследований и последовательность их выполнения. Как правило, в состав изысканий входят:

- участие в разработке технического задания на производство изысканий,

- сбор, систематизация, анализ и обобщение материалов исследований прошлых лет (включая научно-технические публикации),

- изучение аэрокосмофотоматериалов (обычно при их наличии (ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]),

- инженерно-геологическое (карстологическое) обследование (рекогносцировка),

- наземные геофизические работы,

- бурение карстологических скважин с геофизическими исследованиями их,

- гидрогеологические исследования,

- полевые испытания грунтов (при необходимости и эффективности),

- лабораторные и экспериментальные (в этом числе моделирование) исследования,

- стационарные наблюдения (как элемент карстомониторинга),

- обследование существующих зданий и сооружений, включая грунты их оснований,

- камеральная обработка материалов и составление технического отчёта.

Инженерно-геологические изыскания должны выполняться на добротном (кондиционном) инженерно-топографическом плане и сопровождаться инженерно-геодезическими, а при необходимости инженерно-гидрометеорологическими (СП 11-103-97 [приложение 2, п.26]) и инженерно-экологическими (СП 11-102-97 [приложение 2, п.25]) изысканиями.

4.4. Как правило, на закарстованных территориях Пермского края инженерно-геологические изыскания для строительства должны проводиться специализированными организациями, имеющими лицензию (опыт) на выполнение комплексных (инженерно-геологических, геодезических, гидрометеорологических и инженерно-экологических) изысканий.

4.5. Особое внимание при изысканиях следует уделить сбору информации (ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]), оценке кондиционности топо-геодезических материалов, инженерно-карстологическому обследованию (в том числе с использованием заранее разработанной анкеты опроса местного населения) – видам, способным существенно оптимизировать методы и объёмы инженерно-геологических изысканий.

4.6. Геофизические исследования карста являются одним из наиболее экономичных и экологичных видов инженерно-строительных изысканий. Эффективность их на территории Пермского края доказана. Обычно используются методы электро- и сейсморазведки. Отказ от выполнения геофизических работ должен быть обоснован в программе изысканий.

4.7. Проходка горных выработок (преимущественно скважин) – основной и определяющий прямой способ оценки закарстованности карстовых массивов и оценки карстоопасности строительных площадок. Количество карстологических (опорных, контрольных, специальных) скважин определяется стадией проектирования (в соответствии с техническим заданием), сложностью природных и геотехнических условий, масштабом картирования и уровнем ответственности зданий и сооружений и обосновывается, как и другие виды и объёмы работ, программой изысканий. Ориентировочное число их рекомендуется ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]. Размещение скважины устанавливается обычно по результатам карстологической рекогносцировки и наземных геофизических работ.

4.8. Гидрогеологическими исследованиями выявляют: распространение и условия залегания водоносных горизонтов и пластов в покровных, карстующихся и подстилающих их отложениях с оценкой обстановки их питания, транзита и разгрузки; наличие гидродинамических зон циркуляции карстовых вод и тип гидродинамического профиля; взаимосвязь между водоносными горизонтами и поверхностными водами; уровенный и температурный режим вод, их химический состав и агрессивность к карстующимся породам; влияние (в том числе возможное) техногенных факторов на изменение гидрогеологических условий; гидрогеологические параметры водовмещающих пород (водоносных горизонтов) и грунтов зоны аэрации (включая зону вертикальной нисходящей циркуляции).

Для решения задач применяются опытно-фильтрационные работы (откачки, наливы и нагнетания воды и воздуха, в том числе поинтервальные), индикаторные способы, лабораторные методы, гидрогеологические расчеты по эмпирическим и теоретическим уравнениям, стационарные наблюдения, геофизические исследования.

Оценку интенсивности выщелачивания (карстовой денудации) и агрессивности вод к карстующимся породам рекомендуется проводить по положениям «Руководства по инженерно-геологическим изысканиям …» (1995) [приложение 2, п.47], экспериментальными лабораторными исследованиями растворимости пород, изучением системы равновесия подземные воды-карстующиеся породы с использованием (для сульфатных пород) методики В.П.Зверева, трансформированной ВерхнекамТИСИЗом (ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]) для условий пресных и солоноватых вод, обычно встречаемых на закарстованных территориях Пермского края.

4.9. Стацинарные наблюдения (по существу главный элемент карстомониторинга) за основными условиями карстообразования, формирующими их факторами (включая техногенные), динамикой карстопроявлений следует проводить не только на территориях сильно закарстованных (более 100 карстовых воронок на 1км2) и неустойчивых и объектах повышенного уровня ответственности, но и в случаях двух-трехстадийного проектирования на участках репрезентативных и ключевых для карстовых районов края.

Комплекс стационарного слежения обычно включает гидрогеологические и гидрологические (обеспеченные основными метеоданными) наблюдения за режимом подземных и (при необходимости) поверхностных вод, геодезический контроль за осадками земной поверхности и грунтов покровной толщи, изменениями параметров поверхностных карстопроявлений и за деформациями зданий и сооружений.

Продолжительность наблюдений не менее гидрологического года, по итогам которого (как и по промежуточным данным) принимается решение (совместно с Заказчиком) об их эффективности, продолжении, оптимизации и возможном расширении объектов изучения, включая техногенные составляющие формирования техноприродных условий развития карста и его активизации.

Геодезические наблюдения проводятся в соответствии с положениями СП 11-104-97 [приложение 2, п.27] и ГОСТ 24846-81 [приложение 2, п.4].

Может быть эффективно использование геофизических методов, в частности для оценки состояния и устойчивости грунтов покровной толщи, по отслеживанию мест разгрузки и утечек вод, их перетоков и изменений минерализации.

Обязательно периодическое (особенно в весенне-летний период) обследование территории с опросом местных жителей по специально разработываемым анкетам.

Вопрос о целесообразности стационарных наблюдений обыкновенно ставится в начальном этапе изысканий и обосновывается в специальной программе работ, корректируется по существенным результатам. Специфика и разнообразие наблюдений достаточно отражены в «Руководстве по инженерно-геологическим изысканиям …» (1995) [приложение 2, п.47].

4.10. Камеральная обработка получаемых материалов проводится постоянно, начиная с их сбора, составления программы изысканий и выполнения (при необходимости) предварительной рекогносцировки. При завершающей обработке производится уточнение и доработка предварительных (в том числе полевых и лабораторных, полученных от Заказчика и Проектировщика) материалов, выполнение расчетов, составление текстовых, табличных и графических приложений, написание текста технического отчета с оценкой карстоопасности исследуемой территории и прогнозом возможных изменений инженерно-геологических (геотехнических) условий (с учетом техногенных воздействий на карстообразование) и рекомендациями по выполнению противокарстовых мероприятий в соответствии со стадией разработки предпроектной и проектной документации, требованиями СНиП 11-02-96 [приложение 2, п.10] и ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32].

Аттестация устойчивости территории (при отсутствии прямых показателей интенсивности карстовых деформаций и их параметров - табл. 4.1 и табл. 4.2) может быть выполнена по косвенным данным, в частности по основным количественным характеристикам карста и закарстованности: плотности карстовых воронок, площадному и объемному коэффициентам поверхностной закарстованности, показателям плотности карстовых полостей, геофизическим параметрам и др. (прил. Е ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]).

4.11. Оценка устойчивости территории строительства без достаточного изучения условий (включая техногенные), закономерностей развития и проявлений карста не допускается. Методы оценки (раздел 11 ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]) зависят от задач и стадии проектирования, устанавливаемых техническим заданием, природных и техноприродных условий, а также степени их изученности. При этом используются как качественные, так и количественные характеристики условий и факторов карстообразования, карста и закарстованности. Определяющими среди последних являются тип и среднегодовое количество карстовой деформаций (провалов) на единицу площади, площадная интенсивность и периодичность их образования, их средний и максимальный (двух-и трехсигмовый в зависимости от уровня ответственности зданий и сооружений) диаметр, средняя глубина и максимальный показатель глубинности, радиус кривизны и углы наклона поверхности в карстовых оседаниях, площадные и объемные показатели поверхностной закарстованности, плотности карстовых полостей, их заполненность и устойчивость и другие (в том числе геофизические) характеристики подземной закарстованности и интенсивности карста, включая агрессивность подземных вод к карстующимся породам.

4.12. Виды и объемы инженерных изысканий на закарстованных территориях Пермского края определяются не только стадией проектирования, сложностью природных и геотехнических (в зависимости от уровня ответственности зданий и сооружений) условий, их изученностью и площадью исследуемой территории, но и необходимостью (целесообразностью) строительства на отдельных участках (вариантностью освоения) и обоснованностью сроков проектно-изыскательских работ (особенно на стадии разработки предпроектной документации).

 

Табл. 4.1

Категории устойчивости территорий по интенсивности образования карстовых деформаций

и рекомендуемый характер застройки и противокарстовых мероприятий

Категория и условная характеристика устойчивости территории	Интенсивность образования карстовых деформаций, случай/км2 год	Рекомендуемый характер застройки и противокарстовых мероприятий (ПКМ) для категорий Б и В по среднему диаметру провалов (СНиП 22-02-2003)
I – очень неустойчивая территория	свыше 1.0	Строительство зданий и сооружений не рекомендуется
II - неустойчивая	св 0.1 до 1.0	Строительство зданий I и II уровней ответственности не рекомендуется, III уровня ответственности – с применением ПКМ при наличии обоснования целесообразности строительства
III – недостаточно устойчивая	св.0.05 до 0.1	Строительство зданий и сооружений III уровня ответственности с применением ПКМ, II уровня ответственности – при обосновании с применением ПКМ (в том числе геотехнических и конструктивных), I уровня ответственности обычно не рекомендуется.
IV – несколько пониженной устойчивости	св.0.01 до 0.05	Строительство зданий и сооружений III уровня ответственности с применением профилактических (в основном водорегулирующих) ПКМ, II уровня – с применением ПКМ (в том числе геотехнических и конструктивных), I уровня ответственности – то же, при наличии обоснования целесообразности строительства).
V – относительно устойчивая	до 0.01	Строительство зданий и сооружений III уровня ответственности с применением профилактических ПКМ, II уровня – то же и минимально необходимых конструктивных и геотехнических в зависимости от результатов инженерно-геологических изысканий, I уровня ответственности – с применением ПКМ (в том числе геотехнических и конструктивных).
VI – устойчивая территория	Образование практически исключается	Строительство зданий и сооружений без применения ПКМ.

Табл. 4.2

Категории закарстованных территорий

по средним диаметрам провалов

Категории территорий по средним диаметрам карстовых провалов	Средний диаметр карстовых провалов, м	Степень сложности конструктивной защиты зданий (Рекомендации по использованию.., 1987)
А	свыше 20	крайне затруднена или невозможна
Б	св. 10 ÷ 20	затруднена
В	св. 3 ÷ 10	достаточно сложна
Г	до 3	не применяется или применяется в ограниченном объёме

 

От сбора информации и карстологического обследования до детального изучения (с оконтуриванием горными выработками и геофизическими методами) карстовых полостей, моделирования карстово-суффозионных процессов и стационарных наблюдений (карстомониторинга) – столь значительна амплитуда комплексных инженерно-геологических изысканий и исследований. Оптимизация и эффективность их во многом определяются действенностью общей работы по «принципу тетраэдра», в вершинах которого находятся Заказчик, Изыскатель, Проектировщик и Строитель.

Особенности изысканий на разных этапах отражены в ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32] (разделы 7-10) и других нормативных документах. Как правило, инженерно-геологические изыскания для разработки проекта наиболее ёмки по объему, видам и содержанию. Особого внимания требуют изыскания на застроенных территориях (СП 11-105-97 Часть II [приложение 2, п.29]; раздел 10 ТСН 11-301-2004 Пермской области [приложение 2, п.32]), где нередко эксплуатируются здания и сооружения без использования противокарстовых мероприятий (Рекомендации по защите …, 1989 [приложение 2, п.45]).

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: