Иллюстрация: устье скважины и извлечённый при бурении грунт.
Коротко. Инженерно-геологический разрез показывает расположение грунтовых слоёв по линии скважин. Его строят по данным бурения, описания образцов и испытаний. Схема помогает проектировщику сопоставить грунтовые условия с глубиной и положением будущего фундамента.
Геологический разрез — это схематический рисунок строения верхней части земной коры в вертикальном разрезе, тогда как инженерно-геологический разрез по линии скважин позволяет выделить прослойки грунта одинакового количества лет, состав вещества, физические и механические показатели и другие ИГЭ. В первом варианте все слои разреза указываются цветом, в случае строительных работ используют черно-белые условные знаки.
Графический материал необходим для исследования грунтового основания, чтобы определить возможность капитального строительства, назначить тип фундамента и рассчитать каркас будущего здания.
Одной из базовых частей инженерно-геологических изысканий является бурение скважины для геологического разреза, разработка и документирование горных выработок. По итогам результатов буровых работ составляются колонки для каждой скважины. Эти сведения объединяют в инженерно-геологические или гидрогеологические разрезы, используя при оценке общей геологии территории строительства и отдельных участков, выбора слоев для несущего основания и изучения водоносных горизонтов.
Структура и этапы геологического разреза
По окончании полевых работ наступает черед камеральных, в процессе которых обрабатываются результаты исследований. Все сведения, занесенные в буровой журнал, анализируют, ведь каждая скважина дает понятие о наличии той или иной породы и при соединении их в разрез, составляется описание территории.
В профильных компаниях применяют общий план построения геологического разреза по скважинам:
- определяют масштаб по горизонтали и вертикали
- изображают рельеф участка
- по двум сторонам очерчивают шкалу высот
- наносят колонки скважин, с указанием линии слоя
- при помощи кривой соединяют границы пластов между скважинами
- указывают уровень грунтовых и подземных вод.
Для подтверждения строительного проекта бурение проводят таким образом, чтобы в итоге получился геологический разрез конкретной территории, а не рандомно просверленные скважины. Профессионально составленный чертеж геологического разреза по скважинам позволяет судить об уровне залегания слоев и пород, разновидности грунта, его пригодности к застройке.
Инженерно-геологический разрез и его особенности
Если сравнивать с обычным геологическим разрезом инженерный подразумевает отображение не только слоев, но и указывает на состав грунта, возраст слоя, его физические и механические характеристики, и химический анализ воды. На схеме обозначаются усредненные значения всех параметров.
В инженерно-геологическом разрезе по скважинам, наряду с местом расположения, диаметром, глубиной и датой бурения, обязательно указывают:
- расположение геологических построений
- глубину залегания тектонических слоев и их месторождение
- геоморфологию участка
- гидрогеологическую структуру
- экзогенные процессы.
Разрез с полным описанием инженерно-геологических изысканий наиболее полно отображает условия и возможность строительно-монтажных работ, данные обозначают условными знаками. В частности на карте отображают:
- горные выработки (исксственное углубление на поверхности или в недрах земли)
- инженерно-геологические слои
- характеристика залегания пород
- возраст грунтов
- прогнозирование водоносных горизонтов
- место для забора проб воды и грунта.
Вся эта информация полноценно отображает реальные условия для возведения строений и нивелирует проблемы, связанные с геологией.
Последовательность построения геологического разреза
Следуя инструкции, становится понятно, как построить геологический разрез по скважинам пошагово:
- обозначить пределы предполагаемого разреза с выступом на 1-3 м за внешние границы скважины
- указать верхние точки устья скважин
- соединить верхние значения скважин кривой, изображая форму рельефа местности в виде схемы
- в левой части чертежа построить черно-белую шкалу, в которой откалиброваны высотные точки скважин и глубина бурения
- следуя данным из журнала выработок для каждой из скважин нанести точки и отложить от них прямые от точки нижней поверхности слоя
- соединить отметки подошв геометрической кривой
- проставить отметки нижней поверхности слоев по каждой скважине
- нанести прямую линию, обозначающую актуальный уровень залегания грунтовых вод
пунктирной линией обозначить планируемый подъем уровня грунтовых вод, - воспользовавшись информацией из инженерно-геологических исследований
пронумеровать кривые линии, обозначающие слои грунтового основания - обозначить вертикальным разрывом состояние грунта (степень трещиноватости, выветрелости и пр.)
- проставить на разрезах предполагаемый возраст горной породы или грунта.
Графически построение инженерно-геологического разреза по скважинам не отличается от стандартного геологического разреза по грунтовым слоям, но к чертежам прилагают таблицу основных характеристик, где указывают плотность, несущую способность под штамповой нагрузкой, показатели удельного сцепления, водонасыщение, пористость, углы трения, модуль деформации грунтов в основании под пятном застройки.
Эти сведения являются определяющими при выборе типа фундамента, необходимости усилить или заменить грунтовое основание. Этот пример инженерно- геологического разреза по скважинам позволяет понять, как создается чертеж, а также проанализировать все возможные риски для будущего строительства, чтобы исключить их на этапе планирования котлована.
Стратиграфическая колонка
Согласно действующим регламентам проектировщик должен уметь, как делать геологический разрез по скважинам в виде чертежа, так и составлять таблицу с добавочными сведениями, одновременно изображая последовательность напластований горных пород, то есть составлять стратиграфическую колонку. В таблице указывается геологический возраст грунта или породы, базовые свойства, включая физико-механические характеристики и прочие параметры. Для составления таблицы понадобится подробно проанализировать и изучить особенности литосферы и уметь идентифицировать ее принадлежность к определенной эпохе.
Программное обеспечение для построения схемы
Построить геологический разрез можно на бумаге в виде чертежа, но этот способ постепенно уходит в прошлое и большинство современных проектировщиков пользуются специальной программой с удобным интерфейсом и богатой базой данных. Если обнаружены оползневые разрезы с нарушением залегания слоев программа для построения геологического разреза по скважинам не используется.
Конструктор выбирает определенный состав грунта, назначает мощность слоя, закладывает необходимые технические характеристики и после введения предельных границ, далее программа автоматом выстроит кривую линию между введенными ранее точками, учитывая площадь непосредственно самой линзы, уровень грунтовых вод и прочие данные.
Грамотное построение геологического разреза по линии скважин базируется на методике экстраполяции и интерполяции, где детально анализируются отметки подошвы каждого из слоев.
К отчету, согласно с назначением, дополнительно прилагают стратиграфическую колонку, физико-механические свойства грунта для основания. Инновационные технологии делают возможным целиком исключить разработку чертежей на бумаге вручную, воспользовавшись специальным программным обеспечением.