Дополнительные технические требования

4.2.1. Состав инженерно-геологических изысканий в районах распространения просадочных грунтов и общие технические требования к выполнению отдельных видов работ и комплексных исследований следует устанавливать в соответствии с СП 11-105-97 (часть I, раздел 5) и настоящим Сводом правил.

4.2.2. Сбору и обработке подлежат материалы изысканий прошлых лет и другие архивные, фондовые и литературные источники в соответствии с пунктом 5.2 СП 11-105-97 (часть I) и п. 4.1.9 настоящего свода правил, содержащие сведения и данные об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях исследуемого района, в том числе:

сведения о геоморфологических условиях территории и об участках современного и древнего интенсивного увлажнения, а также участках, подвергающихся слабому промачиванию (водоразделы и их склоны, высокие речные террасы и т.п. с наиболее потенциально просадочными грунтами);

сведения о свойствах просадочных грунтов, о развитии и внешних проявлениях просадочности грунтов — характерных формах микрорельефа: просадочных блюдцах, просадочных трещинах вдоль каналов и других сооружений (распространение, формы, размеры). При сборе этих сведений рекомендуется максимально использовать аэрокосмоматериалы, в том числе снимки, выполненные в разные годы, для выявления динамики просадочного процесса;

сведения, позволяющие выполнить стратификацию геологического разреза на основе региональной схемы оледенения при многоярусном строении толщи просадочных грунтов;

сведения об опыте изысканий и строительства, связанного с опытным замачиванием толщ просадочных грунтов в разных условиях их залегания, статических испытаний свай с замачиванием просадочных грунтов; об источниках искусственного обводнения толщ просадочных грунтов (включая утечки из водонесущих инженерных коммуникаций), о состоянии и характере деформаций существующих зданий и сооружений на исследуемой территории.

По результатам сбора и обработки сведений, данных и материалов изысканий прошлых лет рекомендуется составлять схематические карты распространения просадочных грунтов с выделением (по возможности) территорий с предположительно различными типами грунтовых условий по просадочности.

Если между окончанием изысканий и началом проектирования разрыв во времени составляет более двух лет, возможность использования материалов изысканий прошлых лет зависит от происшедших в этот период изменений состояния и свойств просадочных грунтов под воздействием различных факторов, в том числе техногенных.

Состав и объем дополнительных изыскательских работ по уточнению материалов инженерно-геологических изысканий в связи с давностью их получения следует устанавливать по результатам рекогносцировочного обследования исследуемой территории.

4.2.3. Дешифрирование аэро- и космоматериалов следует выполнять в соответствии с п. 5.3 СП 11-105-97 (часть I); при этом основное внимание должно быть уделено:

уточнению используемых топографических карт в части выявления новых техногенных объектов (каналов, водохранилищ, карьеров и др.);

изучению геоморфологических условий территории с выделением крупных форм и элементов рельефа (водоразделы, склоны, террасы, овраги, балки и др.);

выявлению микроформ рельефа, генетически связанных с просадочными явлениями, (просадочные блюдца, просадочные трещины вдоль каналов, водохранилищ, отстойников и других водоемов).

По материалам дешифрирования следует составлять предварительную геоморфологическую карту, подлежащую уточнению при наземных обследованиях.

4.2.4. При маршрутных наблюдениях в процессе рекогносцировочного обследования и инженерно-геологической съемки следует фиксировать признаки просадочности лессовых грунтов.

При обнаружении и описании просадочных блюдец, подов, провальных оврагов, антропогенных (техногенных) форм — просадочных трещин и террас вокруг водохранилищ, по берегам каналов и других водоемов следует устанавливать их частоту (густоту) распределения на единицу площади, приуроченность к определенным формам рельефа и геоморфологическим элементам, форму и размеры в плане и по глубине, наличие и виды растительности, свидетельствующие о времени образования указанных форм.

При описании лессовых просадочных грунтов в естественных и искусственных обнажениях толщ лессовых пород (в балках, оврагах, по берегам водохранилищ, в карьерах, выемках и пр.) следует выделять отдельные горизонты лессов и разделяющих их лессовидных суглинков и погребенных почв, изучать и описывать с зарисовками и фотографированием: цвет грунтов и характер его изменения по разрезу; текстурные особенности (столбчатость, слоистость, наличие и характеристика формы, размеров, глубины проникновения кротовин, крупных корнеходов, червоходов и их количество на единицу площади, состав и плотность заполнителя); структурные особенности (гранулометрический состав; наличие макропор — их размеры и количество на единицу площади), наличие включений и новообразований (известковистых, железистых, выцветы и скопления солей, интенсивность вскипания от 10 %-ной соляной кислоты); влажность грунтов, характер контактов между отдельными слоями (горизонтами) грунтов, наличие следов их криогенного нарушения, ископаемые остатки флоры и фауны.

В процессе маршрутных наблюдений следует документировать выходы источников подземных вод, заболоченность, глубину стояния воды в колодцах с целью установления распространения и глубины положения зеркала подземных вод, определяющих нижнюю границу толщи просадочных грунтов.

При обследовании состояния существующих зданий и сооружений, деформированных в результате просадки грунтов, следует собирать сведения о характере и величине деформаций грунтов и фундаментов зданий и сооружений, источниках замачивания грунта (удаленность, продолжительность замачивания), конструкции, фундаментов, характере вертикальной планировки, системе и состоянии ливневой канализации и водонесущих инженерных сетей, наличии и эффективности работы дренажных систем, экранировании поверхности территории, противопросадочных мероприятиях (уплотнение, в том числе с предварительным замачиванием, закрепление грунтов основания и др.). При наличии искусственного орошения следует обследовать систему и состояние оросительной сети, устанавливать режим поливов и пр.

4.2.5. Виды и способы проходки горных выработок в толщах просадочных грунтов должны дополнительно обеспечивать возможность выявления и описания их структурных и текстурных особенностей, соответствующих естественным условиям залегания.

Бурение скважин следует осуществлять без применения промывочной жидкости или подлива в скважину воды.

Предпочтительным является ударно-канатное бурение кольцевым забоем (буровыми стаканами).

Допускается использование колонкового способа бурения скважин без промывки и подлива воды в скважину («всухую») укороченными рейсами (не более 50 см), при небольшой скорости вращения бурового инструмента (до 60 об/мин) и равномерном давлении на забой.

Вибрационный и шнековый способы бурения непригодны для изучения просадочных грунтов.

При необходимости взятия образцов грунтов с ненарушенной структурой из скважин, проходка которых осуществляется ударно-канатным способом, рекомендуется не доходить бурением до предполагаемой отметки отбора монолита на 1 м. Добуривание скважины до отметки отбора монолита грунта следует осуществлять задавливанием тонкостенных грунтоносов.

Отбор монолитов грунтов из скважин следует осуществлять задавливанием тонкостенных грунтоносов, при этом допускается использование одноударного способа с предварительной зачисткой забоя скважины.

Для детального изучения строения толщи просадочных грунтов, повышения качества отбора монолитов и надежности характеристик грунтов, определяемых при лабораторных исследованиях, рекомендуется проходка горных выработок в виде шурфов или дудок, а также расчисток естественных обнажений и искусственных выемок.

Проходку шурфов (дудок) и отбор из них монолитов необходимо осуществлять на площадках II типа грунтовых условий при проектировании зданий и сооружений I-го уровня ответственности и, как правило, II-го уровня ответственности. Количество шурфов (дудок) устанавливается в программе изысканий.

При значительной мощности просадочных грунтов (более 15-20 м) шурфы или дудки следует добуривать скважинами.

Размещение и количество горных выработок определяется требуемой детальностью изучения инженерно-геологических условий исследуемой территории на соответствующем этапе (стадии) разработки предпроектной и проектной документации.

4.2.6. Геофизические исследования рекомендуется применять для расчленения и изучения толщ просадочных грунтов, определения контуров замачивания, выявления мест утечек из водонесущих коммуникаций и т.п.

Для расчленения толщи лессовых грунтов рекомендуется применять вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ, ВЭЗ МДС), электропрофилирование (ЭП) в сочетании с сейсмоакустическими методами. Указанные методы должны быть увязаны с бурением для получения опорных разрезов, их интерполяции и экстраполяции по площади.

На участках размещения опытных котлованов с замачиванием просадочных грунтов и в местах испытаний грунтов штампами с длительным замачиванием для определения контура замачивания по площади и по глубине, а также оценки характера его изменения во времени, рекомендуется применять метод вертикального электрического зондирования с охватом прилегающей территории на расстояние не менее двукратной величины мощности просадочной толщи.

Электроразведочные методы, в частности, метод естественного электрического поля, применяются также для выявления и оконтуривания участков утечек воды из подземных коммуникаций при расположении объекта строительства на застроенной территории или в непосредственной близости от нее.

Состав геофизических исследований, объемы работ (расстояние между профилями, количество точек), тип применяемых установок следует устанавливать в программе изысканий, исходя из необходимой детальности изучения инженерно-геологических условий на соответствующем этапе (стадии) проектирования и особенностей геоэлектрического разреза и существующего опыта.

4.2.7. Из комплекса полевых методов исследований грунтов рекомендуется использовать статическое зондирование, пенетрационный каротаж, испытания грунтов штампами, замачивание грунтов в опытных котлованах и испытания свай.

Статическое зондирование и (или) пенетрационный каротаж грунтов рекомендуется применять для расчленения толщи просадочных грунтов на отдельные слои, различающиеся прочностью и плотностью, и для оценки пространственной изменчивости свойств просадочных грунтов. По данным статического зондирования с определением сопротивления грунта погружению конусу зонда при естественной влажности и в водонасыщенном состоянии может быть установлено предварительное значение относительной просадочности грунтов.

Испытания грунтов штампами следует проводить в соответствии с ГОСТ 20276-85:

по схеме «одной кривой» (в одном шурфе или дудке) — для определения модуля деформации просадочных грунтов природной влажности и относительной деформации просадочности при заданном давлении;

по схеме «двух кривых» (в двух шурфах или дудках) — для определения модуля деформации просадочных грунтов природной влажности и в водонасыщенном состоянии (после замачивания), начального просадочного давления и относительной деформации просадочности при различных давлениях.

Испытания грунтов штампами для определения относительной деформации просадочности по схеме «одной кривой» рекомендуется выполнять с замачиванием при заданном давлении равном сумме давлений от собственного веса водонасыщенного грунта и дополнительного давления от сооружения (в пределах проектируемых зданий и сооружений), или при природном давлении водонасыщенного грунта (вне пределов проектируемых зданий и сооружений).

Модули деформации уплотненных просадочных грунтов при испытаниях штампами следует определять, как правило, при природной влажности и в водонасыщенном состоянии, с учетом возможного замачивания.

Статические испытания свай в просадочных грунтах для определения их несущей способности следует проводить при проектировании зданий и сооружений на свайных фундаментах с учетом возможного замачивания оснований зданий и сооружений в период эксплуатации. Испытания рекомендуется осуществлять с площадным или локальным замачиванием грунта согласно ГОСТ 5686-94 (п.п. 4.6 и 4.7).

Испытания свай с длительным площадным замачиванием следует проводить: для особо ответственных зданий и сооружений; при массовой застройке на вновь осваиваемых и малоизученных территориях с грунтовыми условиями II типа по просадочности; при отсутствии опыта строительства на застраиваемой территории и результатов ранее выполненных статических испытаний свай в аналогичных условиях.

При необходимости определения сил негативного трения по боковой поверхности сваи следует проводить соответствующие испытаний свай по специальной программе, с учетом п. 8.5.2. ГОСТ 5686-94.

4.2.8. Замачивание толщ просадочных грунтов в опытных котлованах рекомендуется проводить на вновь осваиваемых малоизученных территориях массовой застройки при необходимости уточнения: типа грунтовых условий по просадочности, глубины с которой происходит просадка грунта от собственного веса, начального просадочного давления, а также оценки эффективности применения метода уплотнения просадочных грунтов предварительным замачиванием.

Опытные котлованы, в которых предусматривается длительное (в течение 1-3 месяцев) замачивание грунтов, следует сооружать с размерами сторон, равными величине просадочной толщи (но не менее 15´15 м), глубиной 0,2-0,4 м, с устройством дренирующих скважин (при толщине слоя просадочных грунтов более 10 м) глубиной не менее 0,4 и не более 0,8 просадочной толщи, а также — поверхностных (по 2-4 поперечникам через 2-4 м одна от другой) и глубинных марок (через 2-3 м по глубине) в пределах котлована и за его пределами (на расстоянии двукратной величины просадочной толщи).

В процессе опытного замачивания следует фиксировать количество заливаемой воды и осадки глубинных и поверхностных марок во времени по результатам их нивелирования. После завершения опытного замачивания просадочных грунтов (достижения условной стабилизации просадки грунтов в котловане) следует определять продолжительность проявления просадки (в сутках) и скорость ее развития (см/сутки).

При замачивании просадочных грунтов с поверхности дна котлована рекомендуется определять контур замачивания грунта в плане и по глубине.

Допускается выполнять опытное замачивание грунтов по ускоренной схеме при соответствующем обосновании.

Ускорение замачивания котлованов достигается устройством по периметру опытного котлована прорезей (или часто расположенных скважин) на всю или преобладающую часть (0,8) толщины слоя просадочных грунтов с засыпкой скважин и прорезей в грунте дренирующим материалом.

Испытания по замачиванию просадочных грунтов в опытных котлованах рекомендуется выполнять по специально разработанной программе с привлечением специализированной проектной организации, разрабатывающей проект объекта строительства, а при необходимости (значительной неоднородности толщ просадочных грунтов) и специализированной научно-исследовательской организации.

4.2.9. Гидрогеологические исследования при инженерно-геологических изысканиях следует выполнять для определения в полевых условиях водопроницаемости просадочных грунтов в зоне аэрации с целью оценки их фильтрационных свойств и, при необходимости, выбора мероприятий по устранению просадочных свойств (предпостроечное замачивание, физико-химическое закрепление). Опытно-фильтрационные работы следует осуществлять в соответствии с ГОСТ-23278-78 методом налива воды в шурф (с двухкольцевым инфильтрометром) на небольших глубинах (до 5-6 м) или наливом воды в скважины (на больших глубинах), а также нагнетанием воды в просадочные грунты через специальные зонды в процессе статического зондирования.

4.2.10. Стационарные наблюдения в районах распространения просадочных грунтов рекомендуется осуществлять за изменением режима подземных вод, динамикой изменения влажности просадочных грунтов и осадками (просадками) поверхности земли и грунтов оснований фундаментов.

Наблюдения ведутся с целью получения необходимой и достаточной информации для оценки степени опасности просадочных явлений, составления прогноза их дальнейшего развития, обоснования проекта защитных или иных мероприятий. Перечень наблюдаемых параметров, методика и частота наблюдений устанавливаются в программе работ.

Наблюдения за режимом подземных вод, при подъеме уровня которых происходит замачивание просадочных толщ снизу, а также за техногенными источниками замачивания просадочных грунтов сверху следует выполнять в соответствии с требованиями по их проведению в обычных условиях. Размещение наблюдательных пунктов должно производиться на участках существующих внешних техногенных источников замачивания грунтов, а также вблизи водонесущих коммуникаций и проектируемых зданий и сооружений с мокрым технологическим процессом.

Наблюдения за динамикой изменения влажности просадочных грунтов в зоне аэрации (по глубине и во времени) на характерных участках инфильтрации поверхностных вод, вблизи размещения наиболее ответственных зданий и сооружений I-го уровня ответственности выполняются геофизическими методами (электрометрия, радиоактивный каротаж) или путем определения влажности в лабораторных условиях по образцам грунтов, отбираемым в различные сезоны года из специально пробуренных для этих целей скважин.

Наблюдения за осадками (просадками) поверхности земли и грунтов оснований фундаментов осуществляются с применением поверхностных и глубинных марок в период строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

4.2.11. При лабораторных исследованиях просадочных грунтов, помимо природной влажности, плотности, границ текучести и раскатывания, деформируемости (в т.ч. просадочности) и прочности следует выполнять определения гранулометрического состава (при двух методах подготовки грунта к анализу), содержания воднорастворимых солей и органических веществ (особенно для горизонтов погребенных почв), водопроницаемости, а также определения специфических свойств: начального просадочного давления; при необходимости - начальной просадочной влажности и относительной деформации просадочности при различных нагрузках.

Для грунтов, подлежащих закреплению, в лабораторных условиях следует также определять химико-минералогический состав, емкость поглощения и состав обменных катионов, рН среды, а также прочностные и деформационные характеристики закрепленных грунтов.

При намечаемом уплотнении грунтов следует определять максимальную плотность (при оптимальной влажности) в соответствии с ГОСТ 22733-77. Метод лабораторного определения максимальной плотности.

Относительную деформацию просадочности при лабораторных исследованиях следует устанавливать в соответствии с ГОСТ 23161-78 (испытаниями по схемам «одной кривой» и «двух кривых»).

Для учета возможных послепросадочных деформаций рекомендуется выполнять единичные длительные компрессионные испытания с постоянной фильтрацией воды (компрессионно-фильтрационные).

Начальное просадочное давление следует определять по результатам компрессионных испытаний образцов грунтов по схеме «двух кривых» или (при необходимости получения более точных значений) по схеме «одной кривой» — по результатам испытаний серии образцов-близнецов грунтов при различных давлениях.

Определения начальной просадочной влажности (минимальная влажность, при которой под действующим давлением проявляются просадочные свойства грунтов) в лабораторных условиях следует выполнять по результатам компрессионного сжатия 5-6 образцов-близнецов просадочных грунтов с различной влажностью (от природной до полного водонасыщения). Испытания по определению начальной просадочной влажности рекомендуется совмещать (в целях сокращения числа опытов) с определениями относительной деформации просадочности по схеме «двух кривых».

Модуль деформации просадочных грунтов в лабораторных условиях следует определять для грунтов природной влажности и в водонасыщенном состоянии.

Модуль деформации уплотняемых при строительстве просадочных грунтов следует определять при компрессионных испытаниях по образцам с максимальной плотностью при оптимальной влажности и в водонасыщенном состоянии.

Прочностные характеристики просадочных грунтов рекомендуется определять методами одноосного среза и трехосного сжатия при природной влажности и при полном водонасыщении. Проведение испытаний следует осуществлять в соответствии с ГОСТ 12248-96 по методикам, отвечающим условиям работы грунтов в основании зданий и сооружений или в массиве просадочных грунтов. При исключении замачивания и просадки толщи грунтов в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений при испытаниях следует применять метод консолидированного медленного среза образцов грунтов природной влажности после их предварительного уплотнения заданными вертикальными давлениями. При возможности замачивания и просадки толщи просадочных грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов следует применять метод консолидированного медленного среза образцов грунтов при полном их водонасыщении после предварительного уплотнения одним и тем же вертикальным давлением (определение максимальных значений прочностных характеристик водонасыщенных просадочных грунтов после завершения просадки).

Прочностные характеристики грунтов в процессе их просадки рекомендуется определять методом неконсолидированного быстрого среза на образцах грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние без предварительного уплотнения (определение минимальных значений прочностных характеристик при водонасыщении).

Прочностные характеристики уплотняемых при строительстве просадочных грунтов следует определять на образцах с заданной плотностью методом консолидированного медленного среза при оптимальной влажности и при полном водонасыщении образца.

Гранулометрический состав просадочных грунтов рекомендуется определять в соответствии с ГОСТ 12536-79 параллельно по двум методам подготовки грунта к анализу: гранулометрическому (с диспергацией - кипячением в воде с добавлением аммиака и растиранием грунта, а для грунтов, суспензия которых коагулирует при опробовании на коагуляцию, — растиранием грунта и добавлением пирофосфорнокислого натрия) и микроагрегатному (без диспергатора) по каждому образцу грунта, предназначенному для комплексного исследования физико-механических свойств. При использовании результатов анализа только для классификации просадочных грунтов по дисперсности рекомендуется применять ареометрический метод определения гранулометрического состава грунтов.

Содержание легкорастворимых солей в просадочных грунтах рекомендуется определять по результатам водных вытяжек из грунтов (при соотношении навески грунта к воде 1:5 и 3-5 минутном взбалтывании); наличие среднерастворимых солей (гипса) рекомендуется определять по результатам солянокислых вытяжек (при соотношении навески грунта к кислоте 1:50 и 5 минутном кипячении).

4.2.12. Обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений осуществляется после тщательного осмотра зданий и сооружений с выявлением произошедших деформаций и их документацией. Наиболее обычными и легко наблюдаемым видами деформаций являются трещины в стенах и перекосы дверных и оконных проемов. Рекомендуется устанавливать динамику их развития (например в связи с повышением уровня грунтовых вод).

Пункты обследования должны быть приурочены к местам наблюдаемых деформаций.

В составе работ следует предусматривать инженерно-геодезические наблюдения в соответствии с СП 11-104-97.

4.2.13. При камеральной обработке материалов инженерно-геологических изысканий и составлении технического отчета по результатам изысканий необходимо дополнительно к требованиям нормативных документов для обычных условий приводить прогноз возможных величин просадок толщ лессовых грунтов при предполагаемом напряженном состоянии с учетом прогнозируемого подъема уровня подземных вод и устанавливать значения специфических характеристик просадочных грунтов (относительной деформации просадочности при различных нагрузках, начального просадочного давления и начальной просадочной влажности).

4.2.14. При изысканиях в районах распространения просадочных грунтов следует предусматривать и осуществлять мероприятия, направленные на сохранение сложившихся геолого-гидрогеологических условий при проходке горных выработок, проведении опытно-фильтрационных и других работ (тампонаж скважин и засыпка шурфов глинистым грунтом с послойной трамбовкой, проведение полевых испытаний с замачиванием вне контуров проектируемых зданий и сооружений и т.п.) с целью предотвращения возможности возникновения или активизации процесса просадки.