Защо е наложително, задължително и полезно да се извършват конкретни инженерно-геоложки, геотехнически и хидрогеоложки проучвания за всеки строителен обект. Какво могат да ни спестят като разходи от строителството и какви рискове за бъдещото съоръжение могат да предотвратят?

Строителството е сложен процес, който изисква детайлно планиране и анализ, за да се гарантира безопасността, устойчивостта и икономическата ефективност на дадено съоръжение. Един от най-важните етапи преди започването на строителните дейности е извършването на инженерно-геоложки, геотехнически и хидрогеоложки проучвания. Тези изследвания дават критична информация за характеристиките на почвата, подпочвените води и възможните геоложки рискове. Свойствата на земната основа имат пряко влияние върху стабилността и дълготрайността на всяко строително съоръжение. Различните почвени и геоложки условия могат да доведат до сериозни проблеми, които увеличават разходите за строителство, поддръжка и ремонт. Пренебрегването им може да доведе до сериозни конструктивни проблеми, неочаквани разходи, опасни аварии, инциденти и дори до загуба на човешки живот!

Какво представляват инженерно-геоложките проучвания?

Инженерно-геоложките проучвания имат за цел да се определят структурата, състава и физичните свойства на подземните пластове, като посредством последващи лабораторни анализи и/или полеви опити се получават и якостно-деформационните и компресионни показатели на почвите. Отчита се също и нивото на подземните води, техният характер, режим, агресивност спрямо бетон и желязо. Определят се физико-геоложките явления и процеси в района и тяхното влияние върху бъдещото съоръжение, прави се оценка на сеизмичността на строителната площадка. Получената информация при проучването е от съществено значение за оценка на показателите на строителните почви, стабилността на терена и предоставя най-важната информация за фундирането на обектите, на базата на която в последствие се извършва проектирането на строителството.

Защо инженерно-геоложките проучвания трябва да се изпълняват конкретно за зоната под всеки строителен обект?

Основна задача на инженерно-геоложкото проучване е определянето на почвените показатели за зоната на конкретния проучван обект, защото в по-голям район показателите се изменят и варират в широки граници. Много често в площадките на два съседни обекта, дълбочината на залягане, дебелината на отделните пластове и техните геотехнически показатели се различават значително, а понякога дори един пласт е заменен с друг, което може драстично да промени дълбочината на фундиране и разходите. Извършвайки инженерно-геоложко проучване за конкретния обект, проектирането ще бъде изпълнено на базата на конкретните геоложки условия с точните почвени показатели и дълбочини, които да гарантират устойчивото проектно състояние на съоръжението и допустимите слягания.

Как провеждането на инженерно-геоложки проучвания може да спести до 40% от разходите за строителство?

Както вече стана ясно, извършвайки инженерно-геоложко проучване за конкретния обект, проектирането ще бъде изпълнено на базата на конкретните геоложки условия с точните почвени показатели и дълбочини, които да гарантират устойчивото проектно състояние на съоръжението и допустимите слягания. Това ще се отрази пряко на размера на фундаментите, количеството бетон, арматура и работа, които ще са точно оразмерени според конкретните почвени условия, което от своя страна ще оптимизира разходите за строителство с до 30-40%, докато проучването рядко надвишава 0,1% от тях! Също така до минимум се свежда рискът от наличие на скрити слаби пластове и зони под бъдещите фундаменти, които биха застрашили състоянието на бъдещото съоръжение!

Често срещана “вредна” практика е инвеститорите да използват инженерно-геоложки доклад от съседен или близък обект и не предприемат изследване на техния имот. Недостатъкът и рискът в това е, че ползваната информация отговаря на състоянието на почвите в конкретната изследвана зона, а не на зоната на бъдещото строителство. Както вече стана ясно, почвените условия варират и то особено силно в алувиални отложения в крайречните райони (в каквито всъщност са устроени повечето населени места!). А вероятността ползваният доклад от съседния обект да е написан също на базата на друго проучване на негов съседен обект, е много висока! В този случай се получава, че ползваните от конструктора почвени показатели почти по всяка вероятност изобщо не отговарят на действителността! Което от своя страна води до:

• Презапасяване от страна на конструктора с коефициент на сигурност и работа с по-ниски от реалните почвени показатели, което означава много повече бетон и стомана, по-големи фундаменти;
• Вероятност от наличие на слаби почви в зоната под бъдещите фундаменти, което би застрашило стабилността на сградата;
• Риск от срутване на строителния изкоп при проектиране на укрепването на откосите с неточни почвени показатели, което пряко застрашава стабилността на съседни сгради и инфраструктура. Разходите по отстраняването тези аварии често надвишава цената на целия строителен обект!
• Геоложки изненади при откопаване на изкопа, спиране на строителството и промяна на проекта в движение, което са непредвидени големи разходи. Много често инвеститорите вече имат сключени договори за продажба с бъдещи собственици, а това директно ще рефлектира като повишение на разходите и загуби за тях;
• Огромни разходи по ремонти и отстраняване на аварии по вече построена сграда, която започва да се руши поради лоша земна основа.
• Неочаквано слягане и пукнатини в сградата;
• Деформации и нестабилност на фундамента;
• Влияние на водите върху бетонните и металните конструкции, което ускорява корозията и намалява експлоатационния живот на съоръжението.

В крайна сметка спестяването на около 500 до 5,000 лв средна цена за проучване почти винаги води до генериране на 50,000 до 500,000 лв средно допълнителни разходи на етап строителство, в зависимост от вида на сградата!

Каква е дълбочината под земната повърхност и нивото на фундиране, до която трябва да се достигне при инженерно-геоложките проучвания?

Дълбочината на проучването за обекта е съобразена с вида и размерите на бъдещото съоръжение и е необходимо да премине така наречената „зона на взаимодействие“ между фундаментите и почвата, в която се развиват сляганията и деформациите. Тази зона се определя от инженер-геолозите на база формата и размерите на фундаментите и на съоръжението, очакваните натоварвания, вида на преминатите почви и терена. Най-често дълбочината на проучване достига от 3-4 м до 2-3 пъти ширината на фундаментите под котата на бъдещия изкоп. Да, точно така – най-важната зона за проучването започва от дълбочината на полагане на фундаментите (не от земната повърхност) и завършва до дълбочина 2-3 пъти тяхната ширина!

С каква техника се извършват инженерно-геоложките проучвания?

В повечето случаи проучването се извършва посредством сондажна машина. Този специализиран метод се използва за извършване на дълбочинни проучвания на земната основа и нивото на подземните води, като позволява извличането на цилиндрични проби от почвите. Тези проби, наречени ядки, предоставят информация за структурата, състава и физическите свойства на подземните пластове, като посредством последващи лабораторни или полеви анализи се получават и якостно-деформационните и компресионни показатели на почвите. В определени случай в зависимост от условията и целите на проучването, проучвателното сондиране може да бъде заменено от направата на шурфи с багер. Този метод е с по-малки разходи, но е ограничен от възможностите на машината – дълбочината на проучване е до няколко метра, както и извличането на ненарушени проби за последващ лабораторен анализ е затруднено.

Защо е изключително рисковано и нерентабилно инженерно-геоложкият доклад да бъде изготвен само по геоложки карти, без оглед и опробване на терена?

Геоложките карти обикновено са в много едър мащаб, съставени за да дадат по-обща представа за видовете на почвите и скалите в обширни райони. На такъв едър мащаб е невъзможно да се изобразят с точност геоложките граници в план. Тези карти са създавани в миналото по ограничен брой данни и проучвания и не пресъздават с голяма точност геоложките граници. Както вече казахме, на терен обичайно в границите на дори 20-30 м почвените пластове прохождат от един в друг, появяват се и изчезват лещовидни тела от тини, прахови пясъци и други особени почви. Геотехническите показатели дори на един и същ пласт се изменят на такива разстояния, както и в дълбочина. Още повече – на геоложките карти е отразена обобщена представа за подповърностния първи слой, а не детайлният разрез в дълбочина. Всичко това води до вече описаните по-горе рискове и загуби за инвеститорите, ако проектирането не се осъществява на базата на конкретни реални геоложки проучвания.

Основни проблеми, свързани със земната основа:

1. Набъбване на почвите

Някои видове почви, като глинестите, притежават свойството да набъбват при наличие на влага и да се свиват при изсъхването им. Често напрежението на набъбване може да бъде много голямо – достатъчно да надвиши товара от сградата и дори да я повдигне! Това води до:

• Вертикални и хоризонтални деформации на конструкциите;
• Разрушаване на фундаменти и настилки;
• Поява на пукнатини в стените и подовете.

2. Пропадане на почвата

Пропадането се случва при разтворими или нестабилни почви, както и при наличие на кухини под земната повърхност. Изследва се в полеви и лабораторни условия, при които се определя обем на макропори и начален товар на пропадане. В северна България голямо разпространение има льосът, който бързо пропада при намокряне. Основните щети включват:

• Неравномерно слягане на сградите;
• Повреди в тръбопроводи и инфраструктура;
• Разрушаване на пътни настилки и мостови конструкции.

3. Втечняване на почвите

Втечняването е процес, при който наситени с вода песъчливи почви губят своята носимоспособност при земетръс или динамично въздействие и вибраци. Това води до:

• Срутвания и наклоняване на сгради;
• Загуба на устойчивост на пътни и железопътни съоръжения;
• Разрушаване на подземни конструкции.

4. Свличания на земни и скални маси

Свлачищата се появяват в зони с нестабилни почви, големи наклони и високо съдържание на влага. В свлачищни райони се извършват специализирани инженерно-геоложки проучвания. Понягога привидно стабилни терени могат да се окажат стари свлачища, които се активизират при претоварване и овлажняване в следствие на ново строителство. Те могат да причинят:

• Пълно унищожаване на сгради и пътища;
• Повреда на водоснабдителни и канализационни системи;
• Прекъсване на комуникации и електроснабдяване.

5. Наличие на тини и много слаби почви

Тези почви имат ниска носимоспособност и висока компресируемост, което води до:

• Деформации на фундаменти и строителни конструкции;
• Увеличени разходи за земно укрепване;
• Уязвимост на сградите при сеизмични събития.

6. Високи подпочвени води и голям водоприток в строителния изкоп

В строителството все по-често се налага изпълнение на строителни изкопи, подземи обекти или инфраструктурни проекти, които попадат частично или изцяло под статичното ниво на подпочвените води. Положението на водното ниво е задължителен етап от инженерно-геоложките и хидрогеоложките проучвания. Това е сериозен проблем, който ако не бъде предвиден или решен предварително, сериозно ще забави, оскъпи или дори прекрати бъдещото строителство. Най-удачното решение е проектиране и изграждане на водопонизителна система, която разумно бързо, ефикасно и надеждно да понижи водното ниво за периода на строителство или при някои случаи дори за целия експлоатационен срок на съоръжението.

Методи за справяне с лоша земна основа.

В много случаи при инженерно-геоложките проучвания се установяват слаби почви или неблагоприятно напукани скални масиви, чиито якостни и деформационни показатели са по-ниски от необходимите за осигуряване на експлоатационното състояние на сградите и съоръженията. Тогава на помощ идват геотехническите методи за заздравяване на строителни почви и стабилизиране на слаби скални масиви, които играят критична роля в строителството на сгради, пътища, мостове и други инженерни съоръжения.

Заключение

Инженерно-геоложките, геотехническите и хидрогеоложките проучвания са критично важна стъпка при проектирането на всяко строително съоръжение. Те не само гарантират безопасност и дълготрайност, но и водят до значителни икономии и намаляване на разходите за инвеститорите чрез предотвратяване на бъдещи проблеми в съоръженията и оптимизиране на строителните решения за конкретната установена земна основа. Пренебрегването им може да доведе до сериозни последици, включително загуби на средства, време и човешки животи. Следователно, инвестицията в такива проучвания е не просто препоръчителна, а абсолютно задължителна за успешното реализиране на всеки строителен проект.

Фирма „Хидрогеология и инженерна геология“ ЕООД извършва и анализира пълният набор от инженерно-геоложки и хидрогеоложки проучвания. Нашата мисия е да предоставяме прецизни и надеждни инженерно-геоложки и хидрогеоложки услуги на най-разумни цени, които подпомагат нашите клиенти в реализирането на техните проекти. Aко имате нужда от инженерно-геоложко и хидрогеоложко проучване, не се колебайте да се свържете с нас навреме!