Геология - что это? Нужна ли она или нет? А если да, то как ее сделать правильно?

Геология - что это? Нужна ли она или нет?
А если да, то как ее сделать правильно?

Периодически встречаю вопросы по геологии. И судя по количеству вопросов понимаю, что у многих каша в голове с терминами. Нередко мои коллеги путают геологию с геодезией и наоборот.

Давайте разбираться в терминологии и сути. Для чего что нужно?
Геология - Наука, изучающая строение и историю отложений Земли. [От греческого γη̃ (гео)— земля и λόγος (логос) — учение]
Геологией часто называют инженерно-геологические изыскания или сокращенно (ИГИ). И это вовсе не наука о строении Земли.

Изыскания - Исследование местных условий, необходимое для составления подробного плана работ и для предварительного вычисления стоимости строительства зданий, сооружений.
Таким образом «геология» (ИГИ) - исследует состав грунтов в месте предполагаемого строительства зданий и сооружений.

Кроме состава (перечня слоев) грунтов и глубины их залегания (мощности слоя) изучаются физико-механические свойства каждого слоя и его состав, а также наличие или отсутствие воды или степени влажности.

Например, в песке могут быть камни разного размера (фракции). А в глине могут быть частицы песка разного размера от крупных до пылинок. Собственно размер частичек и их соотношение (количество к общему объему) позволяет определить что у нас под ногами: песок, супесь, суглинок или глина.

В зависимости от размеров частиц грунта, расстояния между частицами (плотности) и наличия воды определяется максимальное давление (нагрузка), которую способен нести грунт.

У песка - размер частичек (песчинок) может быть несколько мм, а у глины размер частичек сотые и тысячные доли мм, поэтому они слипаются друг с другом, особенно при наличии воды.

Наглядный пример.
Представьте вы на пляже на берегу озера или реки, где песок под ногами. Если вы наступаете на песок он немного продавливается и выдавливается сбоку из-под вашей ступни. При этом ваша нога не проваливается дальше определенной глубины. На глубину продавливания влияет размер песчинок (фракция), форма песчинок (угол трения) плотность песка и степень влажности.
Теперь вы подходите к кромке воды и там тот же самый песок, только водонасыщенный (между песчинками есть вода). Вес вашего тела не изменился. Но как только вы наступаете на мокрый песок он начинает продавливаться (выползать) сбоку от вашей ступни сильнее, чем на сухом песке. Если вы останетесь стоять на месте, то ваша нога начнет погружаться глубже и глубже, пока ступня полностью не скроется в воде и песке.

Идем дальше...
«Геодезия» - точное измерение поверхности Земли (или участка Земли) для отображения земной поверхности на планах и картах (топография). [ От греческого geōdaisía, от gē — Земля и dáiō — делю, разделяю].
На самом деле выполняют геодезическую топосъемку участка. Геодезия - это более общее название.
Топосъемка (топографическая съемка), точное измерение поверхности Земли, служащее для установления географических границ, ТОПОГРАФИИ ландшафтов и для подготовки площадок под строительство зданий и сооружений.
Топография (от греческого tо́pos — место и grapho — пишу) научно-техническая дисциплина, занимающаяся географическим и геометрическим изучением местности путём создания топографических карт. Карт рельефа на определенной местности.

Ну как разобрались с терминами? Стало более понятнее?

Двигаемся дальше...

Так зачем нужна геология?

Если вы устраиваете огород, строите сарай, парник или что-то подобное - вообще не нужна!

Геология нужна тогда, когда нужно ответить на вопрос:

«если в это конкретное место (на земельном участке) мы приложим нагрузку в несколько сотен/тысяч тонн (в виде дома, здания), то что произойдет с этой частью грунта»?

Продавит ли его эта нагрузка? Возможно здание выдавит грунт по бокам как в примере выше с песком. Не получится ли так, что здание накренится (наклонится) в какую-либо сторону? Будет ли устойчиво это здание? Не треснет ли здание на части из-за того, что какая то часть фундамента окажется в подвешенном состоянии? Есть ли в грунте вода, которая при замерзании увеличится в объеме и поднимет здание зимой (морозное пучение)?

Это достаточно общие вопросы. Для «чайника».
Инженеру геологические изыскания (геология) нужны в первую очередь, чтобы определить несколько важных параметров:
  • величину расчетного сопротивления грунта R0 (сколько тонн нагрузки может воспринять 1 м2 грунта без изменения физических свойств). Здесь предварительно задаются геометрические размеры будущего фундамента (ширина, длина, а также мероприятия по подготовке основания (отсыпка, уплотнение основания под фундамент и т.п.);
  • глубину сжимаемой толщи грунта (до какой глубины будет сжиматься грунт, если приложить на его поверхность нагрузку в виде здания);
  • плотность слоев грунта (коэффициент пористости) (для того чтобы посчитать осадку здания - на какую величину в см продавится грунт, в том числе под собственным весом без изменения своей структуры);
Фото с сайта fb.ru - пучение грунта создает на поверхности бугры

Пучинистый грунт - рассеяный, раздробленный (дисперсный) грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда.

____________________
  • глубину промерзания грунта и степень его пучинистости. Чем больше расстояние между частицами грунта, тем на большую глубину он промерзнет. Инженер определяет глубину заложения подошвы фундамента;
  • водонасыщение (влажность). Нужен ли дренаж для фундамента и поможет ли он? В случае плывуна (мелкого песка с водой с небольшой плотностью) придется замещать его на более твердый грунт и искусственно понижать уровень воды;
  • показатели прочности грунта: удельное сцепление (с, кгc\см2) и угол трения (φ, град.) (обычно для песчаных и глинистых грунтов). Какую нагрузку способен нести грунт. По углу трения можно определить угол откосов котлована и размеры насыпей;
Параметров в отчетах ИГИ может быть больше, я указал даже не все основные, чтобы не забивать вам голову новыми терминами.

На этом этапе каждый собственник будущего здания САМ должен ответить на вопрос: нужна ли ему «геология»?

  • Да, если он хочет сократить риски строительства и возможного разрушения здания в процессе строительства и его эксплуатации.

    Понимает, что стоимость затрат на инженерно-геологические изыскания ничтожны по сравнению со стоимостью предстоящих вложений.
  • Нет, если и так куда есть на что потратить деньги и вообще вон сосед построил сарай и он стоит почти не покосился.

    Надеюсь, что с вопросом: «Нужна ли геология»? более менее разобрались.
В следующей статье расскажу, что делать перед тем как вызвать геологов на участок. А если у вас есть вопросы - напишите!

Рекомендую прочитать другие статьи