Геотехника как продолжение инженерно-геологических изысканий. Карстовые расчёты, прогноз осадок, рекомендации проектировщику.
01/
Геотехнические работы у нас разделяются на две группы. Первая — что делаем сами по результатам инженерно-геологических изысканий: расчёт устойчивости территории по карсту с определением диаметра возможной воронки (СП 499.1325800.2021), прогноз осадок основания, рекомендации по типу и параметрам свайного фундамента, рекомендации по конструкции ограждения котлована, программа геотехнического мониторинга деформаций окружающей застройки.
Вторая — численное моделирование грунтовых массивов в Plaxis с моделями Hardening Soil и Soft Soil Creep, расчёты скальных грунтов по Hoek-Brown. Здесь работаем в партнёрстве с расчётной лабораторией: входные параметры берём из нашей ИГИ (прессиометрия, трёхосные испытания, статическое зондирование), расчёт под нагрузки проектировщика выполняет специализированная команда. Так делали, например, на нескольких проектах в зоне «Москва-Сити», где требовалась геотехническая категория 3 по СП 22.13330.2016.
Прохождению МГЭ или ГГЭ по проектам категории 2–3
Геотехническому мониторингу окружающей застройки
Реконструкции ОКН с усилением фундаментов
Проектированию ограждения глубокого котлована
Расчёту карстовой опасности по СП 499.1325800
Обоснованию свайного фундамента и расчёту осадок
Состав геотехнических работ зависит от стадии проекта, геотехнической категории по СП 22.13330.2016 и требований экспертизы. На рядовом объекте III уровня ответственности часто достаточно расчётов и рекомендаций без численного моделирования. Уточняем объём после анализа задания проектировщика.
02/
Перечень — то, что входит в типовой набор работ. Состав на конкретном объекте формируем по геотехнической категории, классу сооружения и пожеланиям проектировщика.
Определение диаметра возможной карстовой воронки по СП 499.1325800.2021, категория устойчивости площадки по СП 22.13330.2016. Делаем самостоятельно.
Расчёт полных и дополнительных осадок методом послойного суммирования по СП 22.13330.2016 на базе параметров ИГИ.
Тип, длина, сечение и отметка заглубления свай, расчётные характеристики по СП 24.13330.2011 на основе статического зондирования и ИГИ.
Параметры для расчёта стены в грунте, шпунта Ларсена или свайных рядов по СП 248.1325800.2016, прогноз водопонижения.
Программа наблюдений за осадками окружающей застройки по СП 22.13330 §12: схема деформационных марок, циклы нивелирования, критерии допусков.
Расчёт НДС грунтовых массивов в Plaxis 2D/3D с моделями Hardening Soil, Soft Soil Creep, Hoek-Brown. Выполняется в партнёрстве с расчётной лабораторией.
Комплексный пакет: расчёт карста, прогноз осадок, параметры ограждения котлована, программа мониторинга и рекомендации по сваям — под МГЭ, ГГЭ или негосэкспертизу.
Модельные расчёты напряжённо-деформированного состояния грунтовых массивов в Plaxis 2D/3D с моделями Hardening Soil и Soft Soil Creep для дисперсных грунтов, по Hoek-Brown для скальных. Выполняется в партнёрстве с расчётной лабораторией, параметры берятся из наших инженерно-геологических изысканий.
Разработка программы наблюдений за деформациями окружающей застройки и возводимого объекта по СП 22.13330.2016 §12. Схема расстановки деформационных марок, цикличность нивелирования, критерии допустимых осадок.
Параметры для расчёта подпорных конструкций («стены в грунте», шпунта Ларсена, свайных рядов) по СП 248.1325800.2016. Коэффициенты бокового давления грунта, расчётные характеристики второй группы предельных состояний, прогноз водопонижения при экскавации.
Предложения по типу свай, их длине и сечению, отметке заглубления по инженерно-геологическим элементам. Расчётные характеристики бокового трения и удельного сопротивления под нижним концом по СП 24.13330.2011 на основе данных статического зондирования и лабораторных испытаний.
Расчёт полных и дополнительных осадок основания методом послойного суммирования по СП 22.13330.2016. Для уникальных сооружений и исторической застройки рядом — модельный расчёт в Plaxis Hardening Soil в партнёрстве с расчётной лабораторией.
Определение диаметра возможной карстовой воронки по гравитационному механизму и категории устойчивости площадки по СП 499.1325800.2021 и СП 22.13330.2016 табл. 6.16.
03/
В Москве и Подмосковье геотехнические задачи определяются двумя факторами: плотностью застройки и геологией. Плотность застройки даёт ограничения по влиянию строительства на соседние здания, поэтому требуются прогнозы дополнительных осадок и программа геотехнического мониторинга по СП 22.13330 §12. Геология — это переслаивание четвертичных аллювиальных и моренных грунтов с юрскими глинами и известняками каменноугольной системы, поэтому ниже отметки 20–40 м расчёт по карсту по СП 499.1325800.2021 требуется в большинстве районов с карстующимися породами.
Архивные карты карстово-суффозионной опасности (масштаб 1:10 000, 2-я редакция 2012 г.) делят территорию Москвы на категории — от неопасной (категория VI) до высокоопасной. Принадлежность площадки к категории мы определяем по архивным данным; для опасных категорий выполняем расчёт диаметра воронки по гравитационному механизму с привязкой к параметрам конкретных грунтов разреза.
Сложная инженерно-геологическая обстановка — техногенные насыпные грунты, высокий уровень подземных вод, плотная городская застройка. Необходимо дополнительное обследование коммуникаций и оснований соседних зданий.
Преимущественно глинистые и суглинистые грунты с прослоями торфа в пойменных зонах. Требуется учёт пучинистости и сезонного промерзания.
Песчано-глинистые грунты с близким залеганием грунтовых вод вблизи русла Сходни. Возможны линзы насыщенных водой пород.
Морено-флювиогляциальные отложения с прослоями песков и глин. Локально встречаются слабонесущие водонасыщенные грунты.
Глинистые грунты на основе моренных отложений. На отдельных участках возможны зоны проявления карстово-суффозионных процессов.
Песчаные и супесчаные грунты с включением торфяников в пониженных частях рельефа. Рекомендуется анализ деформативности.
Покровные суглинки на флювиогляциальных песках. Уровень грунтовых вод колеблется по сезонам, требуется длительный мониторинг.
Карстующие известняки на глубине 8–15 м, перекрытые моренными суглинками. Обязательна оценка карстовой устойчивости.
Озёрно-ледниковые отложения с включением слабонесущих грунтов. Близкий уровень грунтовых вод от поверхности.
Покровные суглинки и моренные глины с включением валунов. Требуется учёт пучинистости при выборе типа фундамента.
Известняковые отложения на глубине, перекрытые суглинками. Необходим анализ карстовой устойчивости и водопроницаемости пород.
Песчано-глинистые грунты с торфяными включениями в пойменной части. Грунтовые воды близко к поверхности, требуется гидроизоляция.
Озёрно-болотные и аллювиальные отложения. Слабонесущие грунты на отдельных участках могут потребовать свайного основания.
Моренные суглинки с включением валунов. Местами наблюдается морозное пучение, требуется углублённый расчёт фундамента.
Покровные суглинки на флювиогляциальных песках. Уровень подземных вод изменчив, рекомендуется длительный мониторинг.
Моренные суглинки и глины с включениями валунов. На пониженных участках встречается повышенная обводнённость грунтов.
04/
Базовые документы для расчётов фундаментов, прогноза осадок и оценки карстовой опасности. Полный список приводится в техническом отчёте.
Оформление расчётов под МГЭ, ГГЭ или негосэкспертизу.
Карстовые карты Мосгоргеотреста, региональные обзоры опасных процессов.
Данные по окружающей застройке для прогноза влияния.
Задание от проектировщика с нагрузками и схемой котлована.
Геотехническая категория по СП 22.13330.2016 определяет состав расчётов.
Нужны характеристики грунтов из ИГИ, без них расчёт не выполним.
Правила проектирования сооружений на закарстованных территориях. Методы расчёта диаметра карстовой воронки, классификация категорий устойчивости территории по интенсивности карстообразования.
Сооружения подземные. Правила проектирования. Расчёт ограждения котлована, водопонижение при экскавации, влияние на соседние сооружения.
Свайные фундаменты. Расчёт несущей способности сваи по боковому трению и расчётному сопротивлению под нижним концом, выбор типа свай для различных инженерно-геологических условий.
Основания зданий и сооружений. Главный свод правил для расчёта осадок, привязки геотехнических категорий, программы мониторинга (§12), оценки опасных процессов (табл. 6.16).
05/
Геотехнический расчёт мы делаем не в каждом проекте. Карст по СП 499.1325800 и прогноз осадок основания — самостоятельно. Численное моделирование в Plaxis с моделями Hardening Soil и Soft Soil Creep — обычно в связке с расчётной лабораторией-партнёром, на параметрах из нашей ИГИ.
06/
Все проекты
09/
Геотехника обязательна для сооружений 2-й и 3-й геотехнической категории по СП 22.13330.2016, площадок в потенциально опасных зонах по карсту, реконструкции ОКН с усилением оснований, глубоких котлованов рядом с застройкой и уникальных конструкций I уровня ответственности. Для рядовых объектов III уровня часто достаточно инженерно-геологических изысканий — проектировщик делает расчёт фундамента сам.
Инженерно-геологические изыскания — это данные о грунтах: бурение, статическое зондирование, лаборатория, сводные характеристики по ИГЭ. Геотехника — это расчёты по этим данным: карстовая опасность, осадки, параметры свай, ограждение котлована. Без ИГИ геотехнику не выполнить: параметры для моделирования берутся из полевых и лабораторных испытаний.
Сами делаем: расчёт карстовой опасности по СП 499.1325800, прогноз осадок методом послойного суммирования, рекомендации по сваям и ограждению котлована, программу геотехнического мониторинга. В партнёрстве с расчётной лабораторией — численное моделирование в Plaxis с моделями Hardening Soil, Soft Soil Creep и Hoek-Brown. Параметры для этих расчётов получаем на нашей лаборатории — трёхосные испытания, прессиометрия, статическое зондирование.
Расчёт выполняется, когда площадка по архивным картам масштаба 1:10 000 (2-я редакция 2012 г.) попадает в потенциально опасную зону (категории I–V по интенсивности карстообразования). Для неопасных зон (категория VI) в отчёте достаточно ссылки на архивные данные без расчёта диаметра воронки. Порядок расчёта — по СП 499.1325800.2021 и СП 22.13330.2016 табл. 6.16.
Нужны характеристики грунтов из ИГИ (или их выполнение), нагрузки от проектировщика по СП 20.13330, схема котлована и фундамента, данные по окружающей застройке, архивные карстовые карты Мосгоргеотреста. Для модельных расчётов (Plaxis HS, SSC) — дополнительно результаты трёхосных испытаний по схеме «нагрузка-разгрузка-нагрузка» и прессиометрии.
Это классификация сложности объекта для выбора методов расчёта: 1-я категория — рядовые объекты в простых инженерно-геологических условиях, достаточно аналитических расчётов; 2-я — сложные объекты или условия, требуется проверочный численный расчёт; 3-я — уникальные сооружения, глубокие котлованы или 4 водоносных горизонта, обязательно численное моделирование. Классификация выполняется по прил. Д СП 22.13330.2016.
Да, но в партнёрстве с расчётной лабораторией. Поддерживаем модели Hardening Soil и Soft Soil Creep для дисперсных грунтов, Hoek-Brown для скальных. Наша роль — подготовка входных параметров из ИГИ (трёхосные по методике HS, прессиометрия, статическое зондирование), организация выполнения расчётов и защита в экспертизе.
Документ по СП 22.13330.2016 §12, описывающий схему расстановки деформационных марок, цикличность нивелирования, критерии допустимых осадок для возводимого сооружения и окружающей застройки. Сам мониторинг (наблюдения во время строительства) обычно отдельная задача — мы разрабатываем программу, исполнение может вести геодезическая бригада заказчика.
Расчёт карстовой опасности — от 60 000 ₽, прогноз осадок — от 50 000 ₽, рекомендации по сваям — от 40 000 ₽, исходные данные для котлована — от 60 000 ₽, программа мониторинга — от 50 000 ₽. Численное моделирование в Plaxis — от 200 000 ₽ в связке с расчётной лабораторией. Полный пакет под МГЭ/ГГЭ — от 250 000 ₽. Цена зависит от геотехнической категории, класса сооружения и наличия собственных ИГИ.
Геотехнические расчёты сами по себе экспертизу не проходят — они входят в состав проектной документации (раздел КР и специальный раздел «Мероприятия по инженерной защите территории»). МГЭ, ГГЭ или негосэкспертиза проверяет проект комплексно — и обоснование фундамента, и оценку карстовой опасности, и программу мониторинга. При необходимости по договору участвуем в защите результатов и устранении замечаний.
Да, если у вас уже есть технический отчёт по ИГИ от другой организации. Мы анализируем его качество и пригодность для выбранного расчёта: для карста достаточно базовых характеристик ИГЭ, для Plaxis HS нужны трёхосные по продвинутой методике. Если данных не хватает — предложим добуривание или дополнительные испытания отдельным этапом.
Расчёт карста и прогноз осадок — от 5 рабочих дней при наличии исходных данных. Исходные данные для ограждения котлована и рекомендации по сваям — 7–10 дней. Численное моделирование в Plaxis — 2–4 недели с учётом лабораторных испытаний под HS и SSC. Полный пакет под экспертизу — от 4 недель. Сроки без ИГи не возможны: если изыскания выполняются с нуля — добавить 3–6 недель на поле и лабораторию.
