Виды инженерных изысканий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Киевский национальный университет строительства и архитектуры

Кафедра инженерной геодезии

Реферат

На тему

Виды инженерных изысканий

Выполнила: Росик Юлия

студентка группы ГД-31

Проверил: доц. Гуляев Ю.Ф.

Киев - 2011

Строительство всех видов сооружений производится по проектам, требующим знания ряда вопросов экономического и технического характера.

Поэтому составлению проекта предшествуют инженерные изыскания, т.е. обширный комплекс полевых, камеральных и лабораторных работ, имеющих целью изучение условий строительства и эксплуатации будущего инженерного сооружения.

Программа инженерных изысканий включает в себя экономические, инженерно-геодезические, инженерно-геологические, гидрологические, почвенные, климатологические, изыскания месторождений местных стройматериалов, обследование существующих инженерных сооружений и сбор исходных данных для составления проекта организации строительства и смет. геодезический почвенный экономический климатологический

Инженерно-геодезические изыскания проводятся для получения материалов, необходимых при проектировании и строительстве инженерных сооружений.

К инженерно-геодезическим изысканиям относятся:

1) изучение топографических условий района будущего строительства;

2) сбор и анализ материалов ранее выполненных геодезических работ: триангуляции, полигонометрии, нивелирных и съемочных сетей, топографических съемок;

3) создание новых плановых и высотных геодезических сетей;

4) создание съемочного обоснования;

5) топографические съемки;

6) трассировочные работы;

7) различные разбивочные и съемочные работы при других видах изысканий:

- инженерно-геологических (буровые и горнопроходческие разведочные работы, электроразведка, сейсморазведка, магнитная разведка, гравиметрическая разведка, поиск стройматериалов);

- гидрогеологических;

- гидрологических и т. д.

Инженерно-геодезические изыскания ведутся с соблюдением требований и рекомендаций нормативных документов Главного управления геодезии и картографии.

По каждому объекту строительства составляют программу инженерно-геодезических изысканий, в которой, кроме сведений о топографо-геодезической изученности территории, должно быть дано обоснование предполагаемых видов геодезических и топографических работ, дан проект основных геодезических работ с расчетом точности, рекомендована методика измерений, инструменты и очередность работ. К программе прилагаются схемы и картограммы дающие возможность установить местоположение объекта и основное содержание и объем топографо-геодезических работ.

Как известно, возводимое сооружение должно быть прочным, устойчивым, должна обеспечиваться его долговременная безаварийная эксплуатация. Чтобы выполнить эти требования, необходим всесторонний учет природных условий на месте будущего строительства. Кроме того, глубокое изучение местных условий способствует сокращению сроков и стоимости строительства.

Инженерная геология изучает горные породы и геологические процессы в связи с инженерной деятельностью человека -- строительством инженерных сооружений.

Уровень современной строительной техники весьма высок и строительство сооружений практически возможно в любых инженерно-геологических условиях. Однако для преодоления неблагоприятных условий необходимо их глубокое изучение. Недостаточное изучение инженерно-геологических условий, а иногда игнорирование их при проектировании и строительстве приводит к авариям и полному разрушению сооружений.

В ходе инженерно-геологических изысканий и при последующем составлении заключения необходимо получить четкое представление о геологическом строении местности и, в частности, о стратиграфии, тектонике, литологии и физико-геологических явлениях изучаемой местности.

Знание стратиграфии позволяет геологу выяснить генезис и историю образования слоев и характер залегания, целесообразно назначить места закладки геологических выработок и в итоге дать правильную оценку пород как основания сооружения.

Изучение тектоники горных пород и их основных свойств позволяет получить важные сведения о разрывных нарушениях (сбросах, сдвигах), весьма опасных для большинства сооружений.

Необходимость знания геодезистом основных сведений из инженерной геологии диктуется тем, что геодезист, как и специалисты других профилей, принимает участие в отыскании наилучшего места для сооружения, в строительстве сооружения и в наблюдениях за ним в процессе его эксплуатации. Без знания основ инженерной геологии геодезист испытывает затруднения при выборе мест и глубины закладки исходных геодезических знаков и знаков на сооружении при организации наблюдений за деформациями сооружений.

Не зная задач и техники выполнения геологоразведочных работ, геодезист не имеет возможности сознательно отнестись к требованиям точности и методам привязочных работ. Знание основ инженерной геологии дает возможность геодезисту технически грамотно вести съемочные -- топографические работы, отражать на планах (картах) элементы ситуации и рельефа, позволяющие геологу сделать косвенные суждения о виде пород и характере их напластования. Внедрение в практику геологических работ аэрофотосъемки в сочетании со спектральной и другими видами съемки также углубляет контакт между геологическими исследованиями и геодезическими работами.

Общая задача инженерно-геологической съемки -- оценка инженерно-геологических условий места предполагаемого строительства. Основной итоговый документ съемки -- инженерно-геологическая карта, но одновременно с получением карты съемка позволяет более рационально решить ряд важных проблем, как, например, выбор состава, методики и последовательности проведения разведочных работ, полевых и лабораторных испытаний грунтов и др.

По степени детальности инженерно-геологические съемки можно разделить на обзорные масштабов 1:200000 и менее, мелкого масштаба 1:100000--1:50 000, среднего 1:25 000--1:10 000, крупного 1:5000--1:1000. Выбор для съемки того или иного масштаба зависит от типа сооружения, стадии проектирования, сложности и размеров участка съемки.

Геодезическая основа инженерно-геологической съемки -- топографическая карта того же масштаба, что и масштаб съемки или более крупного, или аэросъемочные материалы (фотосхемы, фотопланы). Геологическая основа обзорных и мелкомасштабных инженерно-геологических съемок -- общегеологическая карта.

Наземная инженерно-геологическая съемка ведется путем проложения маршрутов, равномерно покрывающих всю изучаемую территорию. Маршруты заранее проектируют на карте или аэросъемочным материалам, а в ходе полевых работ уточняют. На каждом маршруте намечают точки наблюдений и съемку ведут последовательно от точки к точке.

Плановое и высотное положение точек наблюдений устанавливают (в зависимости от масштаба съемки) одним из следующих способов: по картам, топопланам или аэроснимкам -- по контурам местности, полуинструментально, инструментально -- проложением тахеометрических, теодолитных, нивелирных, барометрических ходов к ближайшим пунктам геодезической основы или точкам трассы. Состав наблюдений по маршруту достаточно разнообразен и подвержен некоторым изменениям в зависимости от типа сооружения и стадии проектирования.

Объектами наблюдений по маршруту съемки являются: почвы, растительный покров, геоморфологические особенности рельефа, естественные обнажения и искусственные выработки, водотоки, водоемы, места выходов подземных вод, участки, подверженные физико-геологическим процессам, существующие инженерные сооружения, месторождения строительных материалов.

В ходе инженерно-геологической съемки производятся геофизические исследования грунтов, намечаются места закладки геологоразведочных выработок.

При изучении источников подземных вод особое внимание обращается на глубину залегания, тип и мощность водоносного горизонта, его дебит, на характер питания и режим. Обследование существующих сооружений позволяет на примере их конструкции, удельных нагрузок на грунт, по деформациям (трещинам), установить степень надежности основания и прочности фундаментов, выявить влияние гидрогеологических условий и многое другое.

Завершающий этап инженерно-геологической съемки -- камеральная обработка, в ходе которой все собранные сведения и материалы сначала наносят на полевую рабочую карту, а затем после увязки и согласования всех элементов нагрузки составляют окончательную карту. К картам прилагаются зарисовки и фотографии, разрезы разведочных выработок, геолого-литологические профили, таблицы лабораторных анализов физико-механических свойств грунтов.

Инженерно-геологическую съемку рекомендуется производить в комплексе с геологической, что позволяет исключить перекрытие и повторяемость работ.

Существенный недостаток наземной инженерно-геологической съемки состоит в медленном темпе производства работ. Для устранения этого недостатка стали применять воздушный транспорт. Весьма часто для обследования районов съемки используют самолеты и вертолеты.

Очевидно, что аэрометоды целесообразно использовать лишь при изысканиях больших по площади объектов строительства или на значительных по длине трассах. В последнем случае применять аэрометоды может быть особенно полезно, так как по ходу трассы геологические условия могут существенно меняться.

Съемка ведется или маршрутами или площадями, в мелком, среднем или крупном масштабах в зависимости от вида сооружения, стадии проектирования и сложности участка.

В ходе съемки на карту наносят и дают описание поверхностных водоемов и рек, естественных источников -- родников, мочажин; искусственных выработок -- колодцев, шахт, разведочных выработок. При описании водных источников по возможности указывают глубину залегания подземных вод, их дебит и химический состав, меженные расходы воды в реках и т. п. При наличии достаточно густой сети выработок на гидрогеологических картах могут быть показаны в виде гидроизогипс и гидроизопьез горизонт грунтовых и подземных вод, их напор.

При гидрогеологической съемке и составлении гидрогеологической карты полезно использовать материалы аэрофотосъемки и геоботанических обследований.

В процессе гидрогеологической съемки ведутся разведочные работы. При этом бурят неглубокие (10--15 м) скважины; для определения дебита воды в скважинах производят пробные откачки.

При изысканиях гидротехнических сооружений и для водоснабжения скважины бурят на большие глубины (до 100 м и более) и большим диаметром. Особое внимание в ходе бурения обращается на фиксацию каждого водоносного горизонта, на определение его мощности, запаса воды в нем и другие характеристики.

В основе гидрологических изысканий лежит наука, занимающаяся изучением водного режима рек и водоемов и именуемая гидрологией суши.

Гидрология суши тесно связана с климатологией, метеорологией, почвоведением, гидрогеологией, гидравликой, геодезией, математикой и другими науками. Без наличия необходимых сведений из гидрологии невозможно проектировать инженерные сооружения.

Расчет запасов водных ресурсов для снабжения городов и промышленных объектов, для орошения сельскохозяйственных угодий, выявление режима временных и постоянных водотоков для строительства мостов, плотин и гидростанций -- все это требует специальных многолетних наблюдений за уровнями воды, скоростью течения, расходами воды, определения направления струй и уклонов потока, учета наносов, химизма воды и многого другого. Для получения этих данных устраивают специальные водомерные посты и гидрометрические станции.

Гидрологические изыскания необходимы при строительстве многих сооружений, и особенно при проектировании мостовых переходов ц гидротехнических сооружений. Из большого и разнообразного комплекса гидрологических исследований на долю геодезиста обычно приходится производство крупномасштабных съемочных и нивелирных работ на территориях водомерных постов и гидрометрических станций, на створах плотин и участках переходов через реки, определение водосборных площадей, производство русловых съемок, устройство водомерных постов и организация наблюдений за уровнями; определение уклонов реки; измерение скоростей течения и направления струй потока. Перечисленные работы не отличаются какой-либо сложностью, однако сознательное, технически грамотное выполнение их требует от исполнителя знания некоторых теоретических вопросов из курса гидрологии.

Близкими для инженера-геодезиста являются вопросы, связанные с определением некоторых главнейших параметров сооружений, например проектной отметки моста, высоты плотины и др. Движущаяся вода обычно перемещает какое-то количество частиц грунта -- наносов. Учет наносов важен при назначении проектных уклонов оросительных и водопроводных каналов, которые в ходе эксплуатации должны обеспечивать неразмываемость и незаиляемость каналов, а также при определении так называемого мертвого объема водохранилища.

Роль и содержание экономических изысканий зависят от вида инженерного сооружения. Например, для промышленных объектов экономические изыскания предназначены: определить экономическую целесообразность размещения сооружения в данном месте с учетом обеспечения его сырьем, топливом, электроэнергией, водой, газом, а также выяснить условия реализации готовой продукции; определить наиболее выгодные пути и средства сообщения внутри района и условия примыкания к сети существующих дорог; установить возможность кооперирования объекта с существующими и строящимися предприятиями; выяснить перспективы расселения рабочих и служащих на период строительства и эксплуатации сооружения.

При проектировании объектов транспорта экономические изыскания дают возможность определить выгоднейший вид транспорта (автомобильный, железнодорожный, водный), установить наиболее рациональное прохождение трассы на местности, размеры грузовых и пассажирских перевозок, определить основные параметры сооружения.

Экономические изыскания при проектировании городов и рабочих поселков ведутся в несколько меньшем объеме, так как отпадает надобность в сборе сведений о сырьевой базе и потребителях продукции. Экономические изыскания на таких объектах должны определить численность населения и перспективы его роста, степень занятости, степень обеспеченности населения жилой площадью, установить степень и перспективы развития промышленности, транспорта, сети культурно-бытовых предприятий; наличие свободных территорий для возведения зданий и организации отдыха трудящихся и др.

Основной состав работ при экономических изысканиях -- это обследования и сбор материалов на район строительства, обработка, систематизация и анализ собранных материалов. Детальный перечень собираемых сведений, естественно, зависит от типа проектируемого сооружения, и в одних случаях (на автомобильных и железных дорогах) он сводится к получению данных о перспективных размерах грузовых и пассажирских перевозок, в других -- к сбору сведений о существующих промышленных предприятиях и их продукции, о возможности хозяйственной и технологической связи с ними, об энергоснабжении, о сырьевых ресурсах района, о путях сообщения, об условиях будущего строительства и подготовки к нему.

Подробный состав экономических изысканий при строительстве основных видов инженерных сооружений устанавливается специальными инструкциями.

Независимо от вида сооружения при экономических изысканиях необходимо выяснить условия обеспечения будущего строительства строительными материалами (цементом, песком, гравием, глиной, бутовым камнем) и элементами сборных конструкций, степень оснащения подрядных организаций механизмами и строительной техникой.

Сбор необходимых экономических данных обычно ведется в государственных плановых органах, министерствах, в статистических управлениях, а также на местах: в местных советах депутатов, в районных организациях, на существующих предприятиях, на транспортных узлах. Экономические сведения должны учитывать перспективы роста промышленного предприятия, роста численности и благосостояния населения городов и поселков, возрастания размеров перевозок по водным и сухим путям.

По характеру экономические изыскания разделяют на проблемные и титульные.

Проблемными называют такой вид экономических изысканий, в которых рассматривается ряд вариантов, различных по направлению, но разрешающих одну общую народнохозяйственную задачу. Они часто ведутся без привязки сооружения к конкретному месту. Для дорог, например, без определения положения дороги и ее конечных пунктов (заданы могут быть лишь взаимосвязываемые экономические районы). При промышленном строительстве необходимость в проблемных изысканиях возникает в случаях проектирования сложных и крупных промышленных комплексов, когда прежде всего должны быть выяснены общие перспективы экономического развития района в целом.

Проблемные изыскания выполняются во внестадийный период, т. е. при составлении ТЭО.

Титульные или объектные экономические изыскания ведутся для проектирования конкретного сооружения -- титула с привязкой его к определенной местности: плотины -- к створу на реке, дороги -- к пунктам примыкания, промышленного или гражданского сооружения -- к выделенному участку территории. Экономические изыскания в этом случае должны охватить не только участок будущего строительства, но и прилегающие районы. Титульные экономические изыскания при двухстадийном проектировании ведутся преимущественно на стадии технического проекта с целью детального и комплексного изучения экономики района.

Для стадии рабочего проектирования экономические изыскания не проводятся и лишь в отдельных случаях здесь могут потребоваться некоторые уточнения ранее выполненных расчетов.

В ходе проектирования инженерных сооружений, особенно транспортных и гидротехнических, естественно, возникает несколько возможных решений проектной задачи, в большей или меньшей степени удовлетворяющих поставленным требованиям. Каждое из таких решений называют вариантом.

Довольно часто при изысканиях возникает от двух до пяти вариантов, а иногда и более. Сравнение таких конкурирующих вариантов позволяет находить наилучшее решение задачи. Привлекать большое число вариантов нецелесообразно, так как в этом случае преимущество одного варианта над другим часто оказывается несущественным, а расчеты по большому числу вариантов удлиняют сроки принятия окончательного решения.

Появление нескольких вариантов возможно как при проблемных, так и при титульных экономических изысканиях. В последнем случае их называют внутриобъектным сравнением вариантов.

Внутриобъектное сравнение вариантов обычно ведется по экономическим и техническим показателям. Экономические показатели варианта отражаются в сметной документации. Подсчет стоимости по каждому варианту ведется с учетом затрат на строительство и последующий период эксплуатации сооружения. При подсчетах стоимости строительства должны учитываться два основных вида затрат:

а) непосредственно на строительство сооружения или прямые затраты;

б) на другие работы, обусловленные строительством сооружения, или дополнительные затраты.

Прямые затраты складываются из стоимости рабочей силы, стройматериалов, готовых конструкций, расходов на транспорт, электроэнергию, эксплуатацию строительных машин и др. Они характеризуют, например, стоимость 1 м³ земляной плотины, 1 пог. км дороги, трубопровода, тоннеля.

Появление дополнительных затрат обусловлено тем, что возводимое сооружение приходит в соприкосновение с окружающей местностью и в той или иной мере воздействует на нее. Например, строительство плотины на реке ведет к образованию водохранилища, в зону распространения которого может попасть множество объектов, требующих их переноса, переустройства или защиты. Часть объектов, таких, как дороги, линии связи, линии электропередач, сельскохозяйственные угодья, при этом целиком утрачиваются. Все это наносит ущерб хозяйству, требует значительных дополнительных денежных затрат.

Размеры дополнительных затрат зависят от вида сооружения. Из приведенного выше примера очевидно, что при строительстве ГЭС дополнительные затраты могут быть весьма значительными. Роль дополнительных затрат при гидротехническом строительстве существенна еще и потому, что величина их в определенной мере влияет на основные параметры сооружения. Действительно, чем больше высота напора, тем больше мощность ГЭС. В то же время с увеличением высоты напора увеличивается, иногда очень резко, площадь затопления и, следовательно, увеличиваются дополнительные затраты. В этом случае только материалы экономических изысканий позволяют выбрать оптимальный вариант проектного напора ГЭС, т.е. одного из главных параметров гидротехнического сооружения.

Дополнительные затраты на других видах сооружений обычно меньше и влияние их на технические параметры сооружений не столь велико.

Список використаної літератури:

1. Климов О.Д. Основы инженерных изысканий. М., «Недра», 1974, с. 256.

2. Закатов П.С. Инженерная геодезия М., «Недра», 1976, с. 583

3. Левчук Г.П. Прикладная геодезия М., «Недра», 1981, с. 438

Размещено на Allbest.ru