Инженерно-геофизические изыскания: определение, методы, применение

Инженерно-геофизические изыскания (ИГИ) – это комплекс работ, направленный на изучение геологического строения участка с использованием геофизических методов. Эти методы позволяют получить информацию о геологической среде без бурения большого количества скважин, что значительно сокращает затраты и время на проведение инженерных изысканий. ИГИ являются важной частью предпроектных работ, необходимых для безопасного и надежного строительства.

Что такое инженерно-геофизические изыскания?

Инженерно-геофизические изыскания, в отличие от традиционных геологических работ, основанных на бурении и лабораторных исследованиях грунтов, применяют физические методы для изучения геологической среды. Эти методы позволяют оценить различные физические свойства грунтов и горных пород, такие как электрическое сопротивление, упругие свойства, плотность, радиоактивность и другие. Анализ полученных данных позволяет составить представление о геологическом строении участка, определить наличие опасных геологических процессов и оценить пригодность территории для строительства.

Зачем нужны инженерно-геофизические изыскания?

Инженерно-геофизические изыскания необходимы для решения широкого круга задач при проектировании и строительстве различных объектов:

• Оценка геологического строения участка: Определение литологического состава грунтов, мощности слоев, глубины залегания скальных пород и уровня грунтовых вод.
• Выявление опасных геологических процессов: Обнаружение карстовых полостей, оползней, просадок, пучинистых грунтов и других геологических опасностей.
• Определение физико-механических свойств грунтов: Оценка прочности, деформируемости, водопроницаемости и других характеристик грунтов, необходимых для расчета фундаментов и других строительных конструкций.
• Поиск подземных коммуникаций: Обнаружение трубопроводов, кабелей, коллекторов и других подземных сооружений, которые могут представлять опасность при проведении строительных работ.
• Контроль качества строительства: Оценка степени уплотнения грунтов, выявление зон разуплотнения и контроль качества строительных материалов.
• Реконструкция и мониторинг зданий и сооружений: Оценка состояния фундаментов, выявление дефектов и мониторинг изменений геологической среды.
• Оценка экологической обстановки: Определение зон загрязнения грунтов и грунтовых вод.

Основные методы инженерно-геофизических изысканий

Существует множество геофизических методов, которые могут быть использованы при проведении инженерно-геофизических изысканий. Выбор метода зависит от поставленных задач, геологических условий и особенностей изучаемого объекта. Наиболее распространенные методы:

1. Электроразведка

Электроразведка основана на изучении электрических свойств грунтов и горных пород. Различные методы электроразведки позволяют определять удельное электрическое сопротивление грунтов, которое зависит от их литологического состава, влажности, пористости и других факторов. Методы электроразведки широко используются для:

• Определения литологического состава грунтов и мощности слоев.
• Поиска зон повышенной влажности и засоленности.
• Выявления карстовых полостей и зон трещиноватости.
• Поиска подземных коммуникаций.
• Оценки степени загрязнения грунтов.

К основным методам электроразведки относятся:

• Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ): Метод, позволяющий определять изменение удельного электрического сопротивления грунтов с глубиной.
• Электротомография (ЭТ): Метод, позволяющий получить двух- и трехмерное распределение удельного электрического сопротивления грунтов.
• Метод вызванной поляризации (ВП): Метод, основанный на изучении поляризационных свойств грунтов.

2. Сейсморазведка

Сейсморазведка основана на изучении распространения упругих волн в грунтах и горных породах. Различные методы сейсморазведки позволяют определять скорость распространения упругих волн, которая зависит от плотности, упругости и трещиноватости грунтов. Методы сейсморазведки широко используются для:

• Определения глубины залегания скальных пород.
• Оценки степени трещиноватости скальных пород.
• Выявления зон разломов и тектонических нарушений.
• Определения упругих характеристик грунтов, необходимых для расчета фундаментов.
• Оценки сейсмической опасности территории.

К основным методам сейсморазведки относятся:

• Метод преломленных волн (МПВ): Метод, основанный на изучении времени пробега преломленных упругих волн.
• Метод отраженных волн (МОВ): Метод, основанный на изучении времени пробега отраженных упругих волн.
• Сейсмическая томография: Метод, позволяющий получить двух- и трехмерное распределение скоростей распространения упругих волн.

3. Георадарное обследование (георадиолокация)

Георадарное обследование (георадиолокация) основано на излучении и приеме электромагнитных волн радиолокационного диапазона. Метод позволяет получать изображения геологического разреза в режиме реального времени. Георадарное обследование широко используется для:

• Поиска подземных коммуникаций.
• Обнаружения карстовых полостей и пустот.
• Определения глубины залегания грунтовых вод.
• Оценки состояния дорожных покрытий.
• Обнаружения объектов, скрытых под землей.

4. Магниторазведка

Магниторазведка основана на изучении магнитного поля Земли и его аномалий. Метод позволяет определять магнитную восприимчивость грунтов и горных пород, которая зависит от их минерального состава. Магниторазведка используется для:

• Поиска металлических объектов под землей.
• Определения границ геологических структур.
• Выявления зон загрязнения грунтов.

5. Радиометрия

Радиометрия основана на измерении естественной радиоактивности грунтов и горных пород. Метод позволяет определять содержание радиоактивных элементов в грунтах, что может быть использовано для:

• Оценки экологической обстановки.
• Поиска полезных ископаемых.
• Определения границ геологических структур.

Этапы проведения инженерно-геофизических изысканий

Проведение инженерно-геофизических изысканий включает в себя следующие этапы:

1. Подготовительный этап: Сбор и анализ имеющихся архивных данных о геологическом строении участка. Разработка программы изысканий.
2. Полевые работы: Проведение геофизических измерений на участке. Выбор методов и параметров измерений зависит от поставленных задач и геологических условий.
3. Обработка и интерпретация данных: Обработка результатов геофизических измерений с использованием специализированного программного обеспечения. Построение геологических разрезов и карт.
4. Составление технического отчета: Оформление результатов изысканий в виде технического отчета, содержащего описание проведенных работ, результаты измерений, геологические разрезы и карты, а также рекомендации по проектированию и строительству.

Нормативные документы, регламентирующие проведение инженерно-геофизических изысканий

Проведение инженерно-геофизических изысканий регламентируется следующими нормативными документами:

• СП 47.13330.2016 “Инженерные изыскания для строительства. Основные положения” (Актуализированная редакция СНиП 11-02-96).
• ГОСТ 31842-2012 “Грунты. Полевые методы испытаний. Общие требования”.
• ГОСТ Р 56639-2015 “Геофизические работы при инженерных изысканиях для строительства. Общие требования”.
• Другие отраслевые нормативные документы.

Преимущества использования инженерно-геофизических изысканий

Использование инженерно-геофизических изысканий имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными геологическими работами:

• Экономия времени и средств: Геофизические методы позволяют получить информацию о геологическом строении участка без бурения большого количества скважин, что значительно сокращает затраты и время на проведение изысканий.
• Получение непрерывной информации: Геофизические методы позволяют получить непрерывную информацию о геологическом разрезе, в отличие от бурения, которое дает дискретную информацию только в точках бурения скважин.
• Изучение труднодоступных мест: Геофизические методы могут быть использованы для изучения геологического строения участков, расположенных в труднодоступных местах, где бурение скважин затруднено или невозможно.
• Оценка состояния существующих зданий и сооружений: Геофизические методы позволяют оценить состояние фундаментов и других конструкций существующих зданий и сооружений без проведения земляных работ.

Когда необходимы инженерно-геофизические изыскания?

Проведение инженерно-геофизических изысканий особенно рекомендуется в следующих случаях:

• Строительство на сложных геологических участках (карстовые, оползневые, подтопляемые территории).
• Строительство ответственных объектов (высотные здания, мосты, тоннели).
• Реконструкция и капитальный ремонт существующих зданий и сооружений.
• Поиск подземных коммуникаций.
• Оценка экологической обстановки.

Выбор компании для проведения инженерно-геофизических изысканий

При выборе компании для проведения инженерно-геофизических изысканий необходимо учитывать следующие факторы:

• Опыт работы: Компания должна иметь опыт работы в области инженерно-геофизических изысканий и положительные отзывы клиентов.
• Квалификация специалистов: Компания должна иметь в штате квалифицированных геофизиков и геологов, имеющих опыт работы с различным геофизическим оборудованием и программным обеспечением.
• Наличие современного оборудования: Компания должна располагать современным геофизическим оборудованием, позволяющим проводить изыскания с высокой точностью и надежностью.
• Наличие лицензий и сертификатов: Компания должна иметь все необходимые лицензии и сертификаты, подтверждающие ее право на проведение инженерных изысканий.
• Стоимость работ: Стоимость работ должна быть конкурентоспособной и соответствовать качеству предоставляемых услуг.

Заключение

Инженерно-геофизические изыскания являются важным этапом предпроектных работ, позволяющим получить информацию о геологическом строении участка без значительных затрат на бурение. Правильно проведенные инженерно-геофизические изыскания позволяют снизить риски при строительстве, обеспечить безопасность и надежность зданий и сооружений, а также оптимизировать затраты на проектирование и строительство. Выбор опытной и квалифицированной компании для проведения инженерно-геофизических изысканий является залогом успешного выполнения работ и получения достоверных результатов.