Инженерные изыскания для строительства

1. Инженерные изыскания

2.

3.

Инженерные изыскания для строительства — работы, проводимые для
комплексного изучения
природных условий района, площадки, участка, трассы проектируемого
строительства, местных строительных материалов и источников
водоснабжения
и получения
необходимых и достаточных материалов для разработки экономически
целесообразных и технически обоснованных решений при проектировании
и строительстве объектов с учётом рационального использования и
охраны природной среды,
а также получения
данных для составления прогноза изменений природной среды под
воздействием строительства и эксплуатации предприятий, зданий и
сооружений.
Инженерные изыскания являются одним из важнейших видов
строительной деятельности, с них начинается любой процесс
строительства и эксплуатации объектов.
Комплексный подход, объединяющий различные виды инженерных
изысканий позволяет проводить разностороннее и своевременное
обследование строительных площадок, зданий и сооружений.

4.

Виды изысканий в строительстве
•инженерно-топографические;
•инженерно-геодезические;
•инженерно-геологические;
•инженерно-геофизические;
•инженерно-гидрометеорологические:
инженерно-гидрологические;
инженерно-метеорологические;
•инженерно-экологические
(мобилизационные работы; полевые работы; лабораторные; камеральные
работы);
•инженерно-геотехнические;
•изыскания грунтовых строительных материалов
(опытные полевые работы; обследование земляных сооружений при их
реконструкции);
•почвенно-геоботанические;
•землеустроительные и кадастровые работы;
•археологические;
•геофизические работы.

5.

6. Нормативные документы

• СНиП 11-02-96: «Инженерные изыскания для строительства.
Основные положения»
• СП 11-104-97: «Инженерно-геодезические изыскания для
строительства»
• СП 11-105-97: «Инженерно-геологические изыскания для
строительства» (части 1 и 2)
• СП 11-103-97: «Инженерно-гидрометеорологическиеические
изыскания для строительства»
• СП 11-102-97: «Инженерно-экологические изыскания для
строительства»
• Постановление Правительства Российской Федерации № 20 от
19.01.2006 г. «Об инженерных изысканиях для подготовки
проектной документации, строительства, реконструкции
объектов капитального строительства»
• Приказ Минрегионразвития России № 624 от 30.12.2009 «Об
утверждении Перечня видов работ по инженерным
изысканиям, по подготовке проектной документации, по
строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов
капитального строительства, которые оказывают влияние на
безопасность объектов капитального строительства»

7. СНиП 11-02-96 ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• Инженерные изыскания для строительства или отдельные их виды
(работы, услуги) должны выполняться юридическими и (или)
физическими лицами, получившими в установленном порядке
соответствующие лицензии на их производство (вступившие в
соответствующие СРО).
• Инженерные изыскания для строительства предприятий, зданий и
сооружений повышенного экономического, социального и
экологического риска (1-го уровня ответственности: уникальные
здания и сооружения, магистральные трубопроводы, сооружения
связи и др.) должны выполняться, как правило,
специализированными проектно-изыскательскими организациями
(по видам строительства), имеющими лицензии на выполнение
комплексных инженерных изысканий на территории Российской
Федерации, с привлечением в необходимых случаях других
исполнителей инженерных изысканий.

8.

Основанием для выполнения инженерных изысканий
является договор (контракт) между заказчиком и
исполнителем инженерных изысканий с неотъемлемыми
к нему приложениями:
техническим заданием,
календарным планом работ,
расчетом стоимости
и, при наличии требования заказчика, - программой
инженерных изысканий,
а также дополнительных соглашений к договору при
изменении состава, сроков и условий выполнения работ.

9.

В договоре (контракте) сторонами указываются юридические адреса и
банковские реквизиты заказчика и исполнителя инженерных изысканий и
устанавливаются:
- состав, объемы, этапность и сроки выполнения изыскательских работ;
- порядок определения стоимости работ на основе расчетов договорной
цены;
- состав изыскательской продукции, сроки и вид ее представления;
- условия сдачи и приемки работ с оформлением сторонами акта сдачиприемки;
- перечень отчетных материалов выполненных изыскательских работ,
передаваемых в государственные территориальные фонды;
- особые условия, определяющие обязательства сторон;
- порядок установления и возмещения причиненного ущерба;
- ответственность и обязательства сторон, устанавливающие
возмещение причиненного ущерба;
- порядок внесения необходимых изменений и дополнений к договору
(контракту);
- сроки действия договора (контракта).

10.

Техническое задание на выполнение инженерных изысканий
для строительства составляется заказчиком, как правило, с
участием исполнителя инженерных изысканий. Техническое
задание подписывается руководством организации
(заказчиком) и заверяется печатью.
Техническое задание на выполнение инженерных изысканий
может выдаваться как на весь комплекс инженерных
изысканий, так и раздельно по видам инженерных изысканий
и стадиям проектирования.
В случае если исполнитель инженерных изысканий и
заказчик представляют одну проектную (проектноизыскательскую) организацию, техническое задание
подписывает со стороны заказчика главный инженер
проекта (ГИП) и утверждает руководитель (заместитель
руководителя) организации.

11.

Программа инженерных изысканий является внутренним
документом исполнителя инженерных изысканий.
При отсутствии требования заказчика о включении программы
инженерных изысканий в состав договора (контракта)
допускается взамен программы составлять предписание на
производство инженерных изысканий.
Программа инженерных изысканий должна полностью
соответствовать техническому заданию заказчика и
содержать его требования, принятые к выполнению
исполнителем инженерных изысканий.

12. Стадии инженерных изысканий

Стадии инженерных изысканий
Инженерные изыскания для строительства с
целью обоснования предпроектной
документации;
Инженерные изыскания для подготовки
обоснований инвестиций в строительство
(стадия ТЭО);
Инженерные изыскания для строительства с
целью разработки проекта;
Инженерные изыскания для строительства с
целью разработки рабочей документации;
Инженерные изыскания в период
строительства, эксплуатации и ликвидации
объектов.

13.

Изыскательская продукция должна передаваться заказчику в виде
технического отчета о выполненных инженерных изысканиях,
оформленного в соответствии с требованиями нормативных
документов и государственных стандартов Минстроя России,
состоящего из текстовой и графической частей и приложений (в
текстовой, графической, цифровой и иных формах представления
информации).
Структуру и содержание технического отчета о выполненных
инженерных изысканиях для строительства (состав и содержание
разделов, графических и текстовых документов) необходимо
устанавливать в соответствии с требованиями настоящих
строительных норм, технического задания заказчика и с учетом
положений сводов правил на производство инженерных изысканий,
характера (вида) строительства, отраслевой специфики и уровня
ответственности проектируемых сооружений, сложности природных
условий и размера территории объекта строительства, этапа (стадии)
предпроектных и проектных работ.

14. Инженерно-геологические изыскания

15.

16.

Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать
комплексное изучение инженерно-геологических условий района
(площадки, участка, трассы) проектируемого строительства, включая:
- рельеф,
- геологическое строение,
- геоморфологические и гидрогеологические условия,
- состав, состояние и свойства грунтов,
- геологические и инженерно-геологические процессы,
- изменение условий освоенных (застроенных) территорий, с
- оставление прогноза возможных изменений инженерно-геологических
условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с
геологической средой
с целью получения необходимых и достаточных материалов для
проектирования, строительства и эксплуатации объектов.

17.

В состав инженерно-геологических изысканий входят:
- сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет;
-дешифрирование космо-, аэрофотоматериалов и аэровизуальные
наблюдения;
-маршрутные наблюдения (рекогносцировочное обследование);
-проходка горных выработок;
-геофизические исследования;
-полевые исследования грунтов;
-гидрогеологические исследования;
-сейсмологические исследования;
-сейсмическое микрорайонирование;
-стационарные наблюдения;
-лабораторные исследования грунтов и подземных вод;
-обследование грунтов оснований существующих зданий и
сооружений;
-камеральная обработка материалов;
-составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;
-оценка опасности и риска от геологических и инженерногеологических процессов;
-составление технического отчета.

18.

19.

маршрутные наблюдения

20.

проходка горных выработок

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

Бурение скважин

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

геофизические исследования

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

полевые исследования грунтов

44. Полевые методы испытания грунтов

Зондирование
Штамповые испытания
Испытания свай нагрузками
Испытания прессиометром
Испытания дилатометром

45. Полевые испытания грунтов зондированием:

• статическим
• динамическим
Испытание грунтов статическим
зондированием проводят с помощью
специальной установки, обеспечивающей
вдавливание зонда в грунт.

46.

Статическое зондирование является одним из наиболее
эффективных методов испытания грунтов в условиях их
естественного залегания. Метод статического зондирования
основан на вдавливании испытательного зонда в грунт
статической нагрузкой.

47. Динамическое зондирование

Осуществляют погружением зонда,
забиваемого молотом постоянного веса,
падающим с постоянной высоты с постепенно
возрастающим количеством ударов. Этот
метод наиболее эффективен для выявления
характера напластований, определения слоев
с однородными физико-механическими
характеристиками и для их сравнения, а
также для определения плотности песчаных и
консистенции глинистых грунтов.

48.

49. Штамповые испытания

В полевых условиях исследование деформационных
свойств грунтов производится поэтапным нагружением
жестких штампов, установленных в породах, которые
будут находится в пределах сферы взаимодействия с
сооружением, и заключается в измерении осадок штампа
от каждой ступени нагрузки, а также в изучении
характера деформации во времени, Испытание пород
штампами связано с монтажем тяжелого оборудования,
специальной подготовкой грунтов к испытаниям, на
изучение характера осадки требуется значительное
время. Поэтому испытания пород штампами
производится лишь на последних стадиях инженерногеологических исследований под строительство, когда
выбрано место "посадки", определены габариты
сооружения, передаваемые на грунты нагрузки, тип и
глубина заложения фундамента.

50.

Штамповые
испытания выполняются для
определения следующих
показателей
деформируемости грунтов:
• модуля деформации для
крупнообломочных,
глинистых и органноминеральных грунтов;
• характеристик
просадочности для
глинистых грунтов при
испытаниях с замачиванием.

51.

Во время строительства здания и после ввода его в эксплуатацию
песчанистые и глинистые грунты под его основанием уплотняются под
действующей на них статической нагрузки от постройки. Такие уплотнения
грунта могут быть значительными и должны учитываться на стадии
проектирования объекта. Количественной характеристикой сжимаемости
грунтов считают модуль общей деформации E0 (МПа), или модуль
деформации. Наиболее точный способ определения несущей способности
грунтов в полевых условиях - испытания штампами.

52. Существуют разные конструкции установок, позволяющие выполнять штамповые испытания. Схема распространённой установки испытания

грунтов статическими нагрузками представлена на рисунке ниже, где 1штамп, 2- гидравлический домкрат, 3- индикаторная установка, 4продольная упорная балка, 5- винтовые анкерные сваи.

53.

Штампы выполняются в шурфах с минимальным сечением 1.5x1.5 м, в
буровых скважинных диаметром 325 мм, в дудках диаметром 0.9 м, в шахтах,
штольнях, в котлованах. При испытаниях на глубинах до 6 м и низком уровне
грунтовых вод предпочтение отдаётся шурфам; при проведении опыта на
глубине от 6 до 20 м. Если уровень грунтовых вод находится выше точки
испытаний штампом, то опыт выполняют в скважине.

54.

Предварительно подготавливают площадку установки
штампа. Штамп необходимо установить строго горизонтально.
Для текучепластичных и текучих глинистых пород штамп
устанавливают в выемку сорок-шестьдесят сантиметров. Размер
выемки в поперечнике не должен превышать диаметр штампа
большее чем на десять сантиметров. Стенки выемки нужно
укреплять. В случае затруднений с планировкой грунта под
штампом устраивают подушку из мелкого или средней крупности
маловлажного песка толщиной 1÷2 см для глинистых и 5 см –
для крупнообломочных пород. Песчаную подушку толщиной 2-3
см укладывают и при испытании просадочных пород с
замачивание; такая подушка обеспечивает дренирование воды в
породу. Породу в месте испытаний необходимо оградить от
поверхностных вод, а зимой защитить от промерзания. Сложно
устанавливать штамп в водонасыщенных песках, где в
результате подсоса песка порода на забое скважины
разуплотняется, а в скважине создаётся песчаная пробка. В
таких случаях бурение в основании скважины ведется малым
диаметром. Когда штамп установлен монтируют устройство для
его нагрузки, закрепляют анкера и подключают измерительную
систему.

55.

Испытание проводится плавным приложением нагрузки к штампу. Нагрузка на грунт
производится ступенями давлений от 0.025 до 0.5÷0,1 МПа в зависимости от
показателя консистенции для глинистых грунтов и плотности для песчаных грунтов.
Необходимо выполнить не менее 4-х ступеней давления, соответствующих
природному PS на отметке испытания. В ходе испытания для каждой ступени нагрузки
должен строиться график осадки во времени. Отсчёты после приложения нагрузки
каждой очередной ступени берутся при испытании песчаных грунтов через каждые 10
минут в течение первого получаса и через каждые 15 минут в течение второго
получаса и далее каждые 30 минут до условной стабилизации осадки; и при испытании
глинистых грунтов – через каждые 15 минут в течение 1-го часа и 30 минут – в течение
второго часа, и далее через 1 час до условной стабилизации осадки.

56.

За условную стабилизацию осадки принимают приращение
осадки штампа, не превышающее 0.1 мм за время от 0.5 до 3 ч в
зависимости от плотности песчаных грунтов и показателя
консистенции для глинистых грунтов. Время выдержки каждой
предыдущей ступени давления не должно быть меньше времени
выдержки предыдущей ступени. По мере увеличения давления на
грунт увеличивается его осадка. Вначале осадка развивается
пропорционально прилагаемой нагрузке, но в какой-то момент она
может резко увеличиться при незначительном возрастании нагрузки.
Давление, при котором происходит подобное явление, называют
предельным (критическим), признаками которого являются:
• 1) выпирание грунтов из-под штампа и образование вокруг него
трещин (в случае испытание в шурфе);
• 2) резкое увеличение осадки при незначительном увеличении
нагрузки;
• 3) длительная (в течение 24 ч), не затухающая осадка.

57.

58.

На графике «нагрузка-осадка» этот момент отмечается
перегибом кривой. При достижении критического
давления Pкр испытание прекращается.
После окончания опыта производят разгрузку штампа, которая ведётся
ступенями вдвое большими, нежели нагрузка. После каждой ступени
разгрузки один час ведут наблюдения за деформациями грунтов.
Отсчёты берут через 30 минут. После снятия всей нагрузки эти
наблюдения продолжают в течение 3-х часов.
После окончания опыта из-под штампа берётся проба грунта на
влажность и плотности: выработка углубляется на глубину больше 2-х
м штампа для проверки однородности грунта.
В ходе проведения опыта ведётся следующая документация:
1) вычерчивается геологический разрез скважины с условным
местоположением штампа;
2) ведётся журнал проведения опыта;
3) составляются графики зависимости осадки от времени и осадки от
нагрузки;
4) составляется схема проведения опыта или прикладывается
фотоснимок смонтированной установки с обозначением отдельных
узлов.

59. Полевые испытания грунтов нагрузками на сваи

60.

Испытания проходят
вдавливающими,
выдергивающими или
горизонтальными нагрузками с
использованием анкерных свай
и испытательных стендов.
Целью данных испытаний
является проверка
соответствия фактической
несущей способности свай
расчетным нагрузкам,
принятым в проекте свайного
фундамента.

61.

62. Испытания грунтов прессиометром

63.

64.

Испытание происходит следующим образом: в
готовую скважину опускается камера прессиометра с
эластичными стенками, после чего данную камеру
заполняют водой (в случае использования
гидравлического прессиометра) и создают
определенное давление на грунт. После чего можно
определить деформационные свойства грунтов
(модуль деформации) с помощью мерного цилиндра.
В случае использования пневмоэлектрического
прессиометра метод определения модуля
деформации несколько отличается: его определяют с
помощью датчиков-преобразователей в выбранных 3ех точках центрального сечения снаряда под
определенным углом.

65.

Инженерно-геотехнические изыскания

66.

Инженерно-геотехнические изыскания для
строительства — работы, направленные на изучение
свойств грунтов и грунтовых массивов, используемых в
качестве оснований сооружений, среды для устройства
подземных сооружений, а также для оценки устойчивости
природных и антропогенных грунтовых массивов, склонов и
откосов. Как самостоятельный вид инженерных изысканий в
России введен относительно недавно. В 2006 году вышло
постановление Правительства Российской Федерации № 20
от 19.01.2006 г. «Об инженерных изысканиях для подготовки
проектной документации, строительства, реконструкции
объектов капитального строительства», где, в составе
инженерных изысканий был введен новый вид – инженерногеотехнические изыскания.

67.

Виды работ в составе инженерно-геотехнических изысканий, определены в
приказе Минрегиона России № 624 от 30.12.2009. В соответствии с этим
приказом, в составе инженерно-геотехнических изысканий выделяются
следующие виды работ:
•проходка горных выработок с их опробованием и лабораторные
исследования механических свойств грунтов с определением
характеристик для конкретных схем расчета оснований фундаментов;
•полевые испытания грунтов с определением их стандартных прочностных
и деформационных характеристик (штамповые, сдвиговые,
прессиометрические, срезные). Испытания эталонных и натурных свай;
•определение стандартных механических характеристик грунтов методами
статического, динамического и бурового зондирования;
•Физическое и математическое моделирование взаимодействия зданий и
сооружений с геологической средой;
•специальные исследования характеристик грунтов по отдельным
программам для нестандартных, в том числе нелинейных методов расчета
оснований фундаментов и конструкций зданий и сооружений;
•геотехнический контроль строительства зданий, сооружений и
прилегающих территорий.

68.

Необходимо отметить, что геотехнические изыскания, по
своей сути, не являются новым видом работ. Указанные
виды работ, входящие в состав геотехнических изысканий,
ранее выполнялись в составе инженерно-геологических
изысканий или по отдельным заданиям инженерами–
геологами, гидрологами, геофизиками – в зависимости от
конкретных целей и задач.
Инженерно-геотехнические изыскания (как правило,
дополнительно или в комплексе с инженерногеологическими изысканиями) выполняются в случаях:
•строительства объектов повышенного уровня
ответственности и уникальных объектов;
•строительство объектов с заглублением подземной части
более 10 м;
•строительство объектов в условиях плотной городской
застройки;
•строительство объектов на участках с развитием опасных
геологических и инженерно-геологических процессов.

69.

Инженерно-геотехнические изыскания позволяют решать
следующие задачи.
На предпроектной стадии геотехнических изысканий,
включая предварительное определение зоны влияния
проектируемого строительства на основе фондовых
материалов инженерных изысканий прошлых лет и
гидрогеологических изысканий на предпроектной стадии с
учётом концепции строительства:
•зона изменения гидрогеологических условий (глубина
залегания, качество подземных вод, гидрогеология);
•зона изменения напряженно-деформированного состояния
с учётом предварительной концепции ограждения котлована
и прогноза изменения гидрогеологических условий;
•расчетная сейсмичность участка строительства
(сейсмическое микрорайонирование).

70.

На стадиях "Проект" и "Рабочая документация":
•обследование зданий и сооружений в предварительно вычисленной зоне влияния
проектируемого строительства.
•уточненное определение расчетной сейсмичности участка строительства;
•уточнение зоны влияния проектируемого строительства (гидрогеология,
гидрогеологические условия и напряженно-деформированное состояние) на
проектной стадии;
•лабораторные испытания грунтов при динамических нагрузках, при насыщении
водой;
•полевые и лабораторные испытания для определения физико-механических
свойств насыпных грунтов;
•прогноз изменения несущих свойств грунтов основания с учётом прогнозных
изменений гидрогеологических условий (степень водонасыщения и качество
подземных вод, гидрогеология);
•расчеты осадок и перемещений окружающих зданий и сооружений, ограждения
котлована, окружающего грунтового массива, строящегося здания от строительных
и эксплуатационных динамических и статических нагрузок;
•расчеты устойчивости естественных склонов, откосов искусственных насыпей и
выемок;
•расчеты устойчивости проектируемого здания с учётом возможности образования
карстового провала;
•геодезический мониторинг осадок и перемещений окружающих зданий и
сооружений.

71.

На стадии строительства:
•геодезический мониторинг перемещений ограждающих
конструкций, окружающих зданий и сооружений;
•мониторинг напряженно-деформированного состояния
основания и окружающего грунтового массива, несущих
конструкций подземной части;
•инструментальный мониторинг динамических воздействий на
грунтовый массив и на строящееся здание;
•оперативные расчеты напряженно-деформированного
состояния с учётом данных мониторинга;
•научное сопровождение строительства.
Для выполнения инженерно-геотехнических изысканий,
в соответствии с законодательство РФ необходимо иметь
допуск СРО на соответствующие виды работ. При этом
следует отметить, что геотехнические изыскания
выполняются, как правило, для объектов повышенного уровня
ответственности.

72.

Среди множества задач решаемых нами в ходе геотехнических изысканий,
наиболее востребованными в настоящее время являются:
•Геотехнический мониторинг:
Наблюдения за состоянием вновь строящихся или реконструируемых
зданий и сооружений;
Контроль изменения оснований и окружающего массива грунта;
Организация своевременного выявления отклонений в состоянии и
работе конструкций, включая геотехнический мониторинг на объектах
транспортного строительства (трубопроводы, резервуары, объекты
транспортной инфраструктуры, путепроводы, мосты, тоннели и пр.);
Наблюдения за состоянием существующей застройки, находящейся в
зоне влияния объекта нового строительства, включая (контроль
котлованов и сооружений в зоне влияния, контроль окружающей
территории при водопонижении и устройстве противофильтрационных
мероприятий);
Разработка мероприятий по предупреждению и устранению
возможных негативных последствий.

73.

•Испытания свай:
Статические испытания свай;
Динамические испытания свай;
Мониторинг состояния окружающей территории в ходе устройства
свайных фундаментов;
Контроль плотности и глубины свай с использованием геофизических
методов.
•Обследование фундаментов и грунтов основания при реконструкции
объекта, а именно:
при увеличении этажности объекта;
при установке в помещениях тяжелого производственного
оборудования (особенно при дополнительных динамических
нагрузках);
при увеличении нагрузки вследствие перепланировки и усиления
конструкций объекта и др.
Обследование фундаментов, грунтов основания, а также конструкций
зданий и сооружений для определения возможных причин
деформации.
•Мониторинг опасных геологических процессов (карстово-суффозионные,
подтопление, склоновые процессы, эрозионные процессы, склоновые
процессы).