Гідрогеологічні дослідження 1

Не менше двох третин біосфери планети становить вода, а в цілому вода на Землі займає об'єм понад півтора мільярда кубічних кілометрів. Тобто з водою як з основним природним багатством і в той же час стихією значною сили слід рахуватися, оскільки вона пронизує практично всі пласти грунту, складаючи таким чином грунтові води чималої потужності. Вивченням і освоєнням водних ресурсів займається гідрогеологія, мета якої зберегти це природна речовина і використовувати всі корисні якості, звести нанівець її руйнівні властивості. Вивчення і систематизація всіх характеристик води, пошук і облік нових родовищ прісної води, допомога при інженерному будівництві та організація грамотної меліорації - ось основні завдання, які стоять перед гідрогеологією як перед наукою.

Вода несе життя, але їй під силу і руйнівна діяльність, навіть самі тверді породи не в змозі встояти перед безперервним напором води. Що вже говорити про штучних спорудах, що зводяться людиною - при неправильній оцінці впливу на ту чи іншу наземну конструкцію (фундамент або підземна споруда) можна очікувати негативного впливу з боку ґрунтових і поверхневих вод.

Все це говорить про те, що необхідно проводити інженерно-геологічні вишукування. Гідрогеологічні дослідження в складі інженерно-геологічних вишукувань виконуються для виявлення взаємодії проектованого об'єкта з геологічним середовищем, визначення залягання підземних вод, їх властивостей і стану, прогнозу процесу підтоплення, вивчення впливу підземних вод на інтенсивність розвитку геологічних і інженерно-геологічних процесів (карст, суфозія, зсуви, пученіє і ін.), зміни властивостей ґрунтів під впливом підземних вод.

На етапі проектування необхідно вивчити гідрогеологічні умови на майданчику будівництва. Вплив підземних вод може бути настільки значним, що змінить докорінно проект будівлі або споруди. Недооцінка або невірний прогноз такого впливу можуть призвести до плачевних результатів: затоплення підземної частини будівлі, руйнування частини фундаменту і втрати будівлі цілком, в зв'язку з неможливістю його експлуатації. Методи визначення гідрогеологічних параметрів ґрунтів і водоносних горизонтів встановлюються, виходячи з умов їх застосовності, з урахуванням стадії розробки документації, характеру і рівня відповідальності проектованих будівель і споруд, а також складності гідрогеологічних умов.

Необхідно визначати агресивність підземних вод для вибору матеріалів, використовуваних при будівництві (бетону, арматури, трубопроводів і газопроводів). Через свого хімічного складу вода може більше або менше впливати на руйнування тих чи інших типів матеріалів. Правильні рішення при виборі матеріалів забезпечують довговічність споруди.

Дослідно-фільтраційні роботи на майданчику будівництва виконуються з метою отримання гідрогеологічних параметрів і характеристик для розрахунку дренажів, водознижувальних систем, протифільтраційних завіс, водотоку в будівельні котловани, колектори, тунелі, фільтраційних витоків з водосховищ і накопичувачів, а також для складання прогнозу зміни гідрогеологічних умов. При виявленні горизонтів підземних вод свердловинним методом виробляються досвідчені відкачки для з'ясування напрямку руху підземних вод і змінами їх рівня в точках спостереження в різні або певні проміжки часу.

Паралельно вивчення підземних вод виникає необхідність захисту від них, і в цьому випадку основну роль грають дренажні системи. Особливо вони важливі при плануванні та організації будівельних робіт, коли результати попередньої їм гідрогеологічної розвідки території вказують на необхідність застосування дренажу. Основним завданням дренажної системи є безперервне зниження рівня підземних вод до прийнятного показника для запобігання негативного впливу вологи на підземні частини споруд, зокрема, фундаменти. Щоб уникнути підтоплення будівель рівень підземних вод повинен бути нижче основи будівлі не менш ніж на півметра, оптимальної ж величиною буде 1 метр. Однак для великих будівель глибина підземних вод від основи будови повинна бути не менше 3-4 метрів для більш високого рівня захисту від руйнівного впливу вологи. Виходячи з масштабів будівництва і показань розвідки, власне, і виробляються гідрогеологічні розрахунки найбільш оптимального розташування дренажних систем щодо поземних вод.

При проектуванні особливо складних об'єктів виконується моделювання, спеціальні гідрогеологічні роботи та дослідження. Дослідно-експлуатаційні відкачки виконуються для встановлення закономірностей зміни рівня і хімічного складу підземних вод в складних гідрогеологічних умовах. Дослідно-виробничі водозниження - для обґрунтування розробки проекту водопониження (постійного або тимчасового). Зводяться споруди та проводяться випробування дослідної ділянки дренажу. Також вивчаються процеси соле-і влагопереноса в зоні аерації, сезонного промерзання і здимання грунтів, водний і сольовий баланс підземних вод. Серед небезпечних геологічних процесів зустрічаються карст. зсуви. обвали. солифлюкция, сіли, кам'яні глетчери, геодинамічні та кріогенні процеси, переробка берегів річок, озер, морів і водосховищ, вивітрювання порід. Щоб вивчити динаміку розвитку небезпечних геологічних процесів ведуться стаціонарні спостереження. стаціонарні спостереження виконуються для прогнозу підтоплення, контролю за деформацією підроблених територій, осадкою і осіданням території, в тому числі внаслідок сейсмічної активності, визначення стану і властивостей ґрунтів, вирівняний, температурного і гідрохімічного режимів підземних вод, глибин сезонного промерзання і протаивания грунтів, вивчення опади, набухання і інших змін стану ґрунтів основи фундаментів будівель і споруд, спостереження за станом споруд інженерного захисту.

Стаціонарні спостереження проводяться в складних інженерно-геологічних умовах для відповідальних споруд, починаючи їх при вишукуваннях для передпроектної документації або проекту і продовжуючи при наступних дослідженнях. Якщо можливий розвиток небезпечних геологічних та інженерно-геологічних процесів, спостереження продовжують в процесі будівництва і експлуатації об'єктів (локальний моніторинг компонентів геологічного середовища).

При стаціонарних спостереженнях забезпечується отримання кількісних характеристик зміни окремих компонентів геологічного середовища в часі і в просторі, які повинні бути достатніми для оцінки і прогнозу можливих змін інженерно-геологічних умов досліджуваної території, вибору проектних рішень і обгрунтування захисних заходів і споруд.

Стаціонарні спостереження проводяться на спеціально обладнаних пунктах спостережної мережі, частина з яких рекомендується використовувати для спостережень після завершення будівництва об'єкта.

В якості найбільш ефективних засобів проведення стаціонарних спостережень використовуються режимні геофізичні дослідження - вимірювання, які здійснюються періодично в одних і тих же точках або по одним і тим же профілів, вимірювання з закріпленими датчиками і приймачами, а також режимні спостереження на спеціально обладнаних гідрогеологічних свердловинах.

Склад спостережень (види, розміщення пунктів спостережної мережі), обсяги робіт (кількість пунктів, періодичність і тривалість спостережень), методи проведення стаціонарних спостережень (візуальні та інструментальні), точність вимірювань слід обгрунтовуються в програмі вишукувань в залежності від природних і техногенних умов, розміру досліджуваної території, рівнів відповідальності будівель і споруд та етапи (стадії) проектування.

При наявності спостережної мережі, створеної на попередніх етапах досліджень, використовується вона ж і при необхідності здійснюється її розвиток, уточнюється частота спостережень, точність вимірювань і інші параметри відповідно до результатів вимірювань, отриманими в процесі функціонування мережі.

Тривалість спостережень вибирається не менше одного гідрологічного року або сезону прояву процесу, а частота спостережень забезпечується реєстрацією екстремальних (максимальних і мінімальних) значень зміни компонентів геологічного середовища за період спостережень.

МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ гідрогеологічних параметрів і ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТІВ і водоносних горизонтів ПРИ інженерно-геологічних вишукувань

Гідрогеологічні параметри і характеристики