Предложения по поводу регламентации максимально допустимых расстояний между точками наблюдений при проведении инженерно-геологических изысканий

Согласно ч. I СП 11-105-97 [7], количественному нормированию при выполнении инженерно-геологических изысканий подлежат 3 характеристики: расстояние между горными выработками (табл. 6.1,7.1,7.2,8.1,8.3), глубина горных выработок (табл. 7.2, 8.2, 8.3; п. 8.5-8.7) и количество образцов из одного инженерно-геологического элемента (п. 7.16, 8.19).
Глубина горных выработок является самой обоснованной характеристикой, поскольку она достаточно строго рассчитывается методом послойного суммирования исходя из размеров, глубины заложения фундамента и давления под ним (прил. 2 к СНиП 2.02.01-83* [5]).
Менее обоснованным является указанное в документе [7] минимально необходимое количество образцов (6 штук), отобранных из одного инженерно-геологического элемента (ИГЭ), которое было принято исходя из общих статистических соображений практически «на глазок». Такое количество изучаемых проб в большинстве случаев гарантирует от грубых ошибок, но лишь при общей постановке вопроса. В зависимости от изменчивости свойств в пределах одного ИГЭ может оказаться, что в однородных грунтах достаточно и 3 образцов, а в неоднородных даже выборка из 6 проб даст значительную погрешность в определении прочностных или деформационных характеристик, что приведет к ошибкам в расчете фундамента. Здесь важно подчеркнуть, что рассчитанная величина погрешности в явном виде показывает, в каком «коридоре» может находиться нормативная характеристика при различной доверительной вероятности. При желании всегда можно уменьшить величину этого «коридора», увеличив количество определений. Другими словами, точность определения показателя и количество образцов всегда можно регулировать исходя из известных статистических зависимостей [8].
И совершенно необоснованными являются приведенные в документе [7] расстояния между горными выработками. Их величины впервые были записаны более полувека тому назад в «Нормах и технических условиях проектирования естественных оснований зданий и промышленных сооружений» (НиТУ 127-55) [2]. Этот документ был составлен специалистами по строительному проектированию, и приведенные в нем расстояния между выработками были взяты из опыта проектирования и строительства. Ни о какой привязке к геологическим условиям или учете статистической погрешности при установлении геологического разреза речи тогда не было. Требования НиТУ 127-55 с небольшими непринципиальными изменениями перекочевали в СНиП 1.02.07-87 [4], а оттуда — в СП 11-105-97 (ч. I) [7], также с некоторыми изменениями, принятыми волевым образом.
Особенно большим и необъяснимым изменениям подверглись расстояния между выработками по трассам линейных сооружений. Например, для трасс воздушных линий электропередачи и связи с напряжением до 35 кВ вместо 500 м стало 1000-3000 м, а для линий с напряжением свыше 35 кВ вместо 300 м опять было записано 1000-3000 м, что никак не было обосновано, и, соответственно, при построении геолого-литологических разрезов по осям таких трасс возможны любые ошибки. Но ведь проектировщики воспринимают границы между слоями на геолого-литологическом разрезе как нечто безошибочно установленное. Например, если на разрезе граница между слабым и прочным грунтом показана на глубине 4,0 м, то заложение фундамента проектируется именно на этой глубине. И если реальные границы между слоями в итоге будут обнаружены на другой глубине (например, 2,5 или 5,5 м), то изыскателей будет ждать рекламация, вплоть до штрафных санкций. Конечно, в определении положения таких границ погрешности неизбежны, но они бывают тем больше, чем больше расстояния между скважинами при изысканиях. И если заказчик (проектировщик) хочет получить более точный разрез, то он должен согласиться с уменьшением этих расстояний (то есть с увеличением количества скважин). Увы, за точность надо платить.
К сожалению, заказчики, стремясь к экономии, часто сокращают количество скважин, не всегда понимая, что они при этом теряют. Но ведь и инженеры-геологи не показывают величину погрешности в отрисовке границ слоев геологического разреза в зависимости от масштаба съемки и расстояния между скважинами. Если бы заказчики знали об этих погрешностях, они задумались бы, нужны ли им более дешевые, но менее точные результаты изысканий.
Итак, одной из задач, решаемых геологами в процессе инженерных изысканий, является установление положения поверхностей, разделяющих слои грунта. Практически то же самое делают и геодезисты, но применительно к поверхности земли. Нетрудно видеть, что буровые скважины выполняют ту же задачу, что и пикеты у геодезистов, позволяя установить отметки поверхностей в точках измерения. От того, что геодезисты имеют дело с одной видимой поверхностью, а геологи — с несколькими невидимыми, суть дела не меняется. Для проектирования удобно, чтобы результаты работы геодезистов и геологов были указаны на плане или разрезе с одинаковой точностью. Однако на деле только геодезисты показывают точность изображения поверхности на плане в явном виде (в виде горизонталей). Действительно, по плану с горизонталями можно установить, какова возможная погрешность в определении высотного положения любой точки на плане. Например, в соответствии с п. 2.14 ГКИНП-02-033-82 [1] на лесных участках местности, то есть на закрытых для прямого обозрения территориях, она равна 0,5 сечения горизонталей. При сечении 5,0 м погрешность в отображении рельефа может достигать ±2,5 м, при 2,0 м — ±1,0 м и т.д. Наибольшая точность достигается при составлении плана с горизонталями через 0,25-0,50 м. В этом случае возможная ошибка не будет превышать соответственно 12-25 см.
Инженеры-геологи же, к сожалению, никак не показывают точность определения высотного положения границ между слоями грунта на разрезах. Идеальным решением вопроса было бы принятие геологами правил, которым следуют геодезисты, выполняя подводную съемку с построением горизонталей невидимого дна водоемов, когда работа ведется по галсам (аналогам профилей в геологии) и по промерным точкам (аналогам скважин), располагаемым на определенных расстояниях по линиям галсов. В результате в геодезии отрисовывается рельеф невидимой поверхности дна (аналога границы между слоями).
Требования к русловым съемкам дна водоемов и водотоков приведены в табл. 1, соответствующей табл. 5.13 СП 11-104-97 [6]. Но соблюдение инженерами-геологами норм этой таблицы, которые обеспечили бы необходимую точность построения плана любой поверхности (в том числе поверхности земли, поверхности дна водоема или поверхности кровли любого геологического слоя на площадке изысканий), потребовало бы слишком большого объема буровых работ, не всегда экономически оправданного. Более приемлемыми для практического применения при инженерно-геологической съемке являются требования, приведенные в обязательном приложении Г к указанному документу [6] (табл. 2).
На основе нормативных требований, изложенных в табл. 2, была составлена табл. 3, в которой сечение горизонталей было преобразовано в погрешность определения положения поверхности слоя. При подготовке последней таблицы было сделано два типа допущений: (1) расстояния между горными выработками были приняты такими же, как для мензульной съемки, так как геолого-литологическое строение исследуемой толщи в некоторой степени зависит от видимого рельефа местности; (2) для расширения диапазона значений, взятых из табл. 1, в некоторых случаях была использована экстраполяция.
Преимущества использования табл. 3 заключаются в следующем.
1. При учете требований указанной таблицы проектировщику будут передаваться необходимые ему данные с указанием на ошибки, которые неизбежны при любом измерении или испытании. Пока что этот подход применяется только к показателям физико-механических свойств грунтов (когда из среднеарифметического значения показателя, определенного по результатам нескольких испытаний, вычитается погрешность для заданной доверительной вероятности). На основе табл. 3 такой же подход можно будет осуществлять по отношению к границам между слоями грунта и таким образом в явном виде указывать на то, что их положение на геологическом разрезе определено с ошибкой. Конечно, оно и раньше определялось с ошибкой, но строитель всегда мог предъявить изыскателю претензию (вплоть до штрафных санкций), не обнаружив указанного слоя точно на той глубине, которая показана на разрезе. При использовании же табл. 3 возможность такого исхода можно свести к минимуму, поскольку проектировщик получит данные, отражающие реальную ситуацию.
2. Заказчики ради экономии стремятся к сокращению количества скважин, а изыскатели на сегодняшний день не могут в явном виде указать им на потери, которые будут вызваны такой «экономией». При использовании же табл. 3 характер взаимоотношений между заказчиком (проектировщиком) и исполнителем инженерно-геологических изысканий полностью изменится. Последний сможет согласиться с любым сокращением, предупредив заказчика о том, что в этом случае граница между слоями будет «гулять» в более широком диапазоне (что обязательно будет отражено в данных, передаваемых проектировщику) и что это, в свою очередь, может в итоге привести к переделке проекта и/или к сложностям при строительстве. Изыскатель предупредит, что уменьшение погрешности определения границ между слоями будет возможно только одним путем — при уменьшении расстояния между выработками, что увеличит стоимость изысканий.
3. Приведенные в табл. 3 максимально допустимые расстояния между горными выработками близки к расстояниям между точками исследований, рекомендуемым в приложении В.З Еврокода 7 (для промышленных и высотных зданий эти расстояния должны составлять от 15 до 40 м).
Необходимо подчеркнуть, что предлагаемый подход применим только при изысканиях для разработки проектной и рабочей документации (при масштабах съемки 1:5000 1:500). При этом не рекомендуется увеличивать расстояние между выработками, так как это может привести к ошибкам, неприемлемым при проектировании.
Для работы на предпроектных стадиях, которые не упоминаются в известном Постановлении Правительства РФ № 87 от 16.02.2008 г. № 87 [3], но существуют и еще долго будут существовать в реальности, по-видимому, можно сохранить требования табл. 6.1 ч. I СП 11-105-97 [7] (где, например, при масштабах 1:200 000— 1:100000 расстояния между скважинами могут достигать нескольких километров). Но при этом нужно сознавать, что разрезы, составленные в результате использования показанных в этой таблице расстояний между скважинами, не относятся к достаточно обоснованной документации и могут содержать большие ошибки в определении положения границ между слоями грунта.
Таким образом, в разд. 7 («Инженерно-геологические изыскания для разработки проекта») ч. I СП 11-105-97 [7] рекомендуется поместить пункт, где будет указано, что максимально допустимые расстояния между горными выработками (при наличии в техническом задании заказчика требований к допустимой погрешности определения положения границ между слоями грунта на геолого-литологических разрезах) следует принимать по таблице, соответствующей табл. 4 настоящей статьи.
Рекомендуется также поместить в указанный раздел [7] пункт о том, что в случае отсутствия в техническом задании заказчика требований к допустимой погрешности определения положения границ между слоями грунта на геолого-литологических разрезах количество выработок (и, соответственно, расстояния между ними) следует устанавливать по таблице, соответствующей табл. 5 настоящей статьи. (Например, при инженерно-геологической съемке масштаба 1:2000 и III категории сложности инженерно-геологических условий среднее расстояние между горными выработками в соответствии с табл. 5 составляет 65 м — тогда положение границ между слоями, согласно табл. 4, будет определяться с погрешностью ±1,0 м.) При этом в программе работ и в отчете об инженерно-геологических изысканиях следует указывать возможную погрешность (по высоте) определения границ между слоями, а на геолого-литологических разрезах все границы между слоями надо показывать в виде «коридоров», ограниченных пунктирными линиями, — возможных диапазонов положения этих границ.









Список литературы
1. ГКИНП 02-033-82. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1983 (посл. изм. в 2008 г.).
2. НиТУ 127-55. Нормы и технические условия проектирования естественных оснований зданий и промышленных сооружений. М.: Госстройиздат, 1955.
3. 0 составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию / Постановление Правительства РФ № 87 от 16.02.2008 г. № 87. М.: Правительство РФ, 2008.
4. СНиП 1.02.07-87. Инженерные изыскания для строительства. М.: Госстрой СССР, 1987.
5. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М.: Госстрой СССР, 1985.
6. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. М.: Госстрой РФ, 1997.
7. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ. М.: Госстрой РФ, 1999.
8. Черняк Э.Р. Об экспертизе результатов инженерных изысканий — хорошей и разной // Инженерные изыскания. 2009. № 1.

По материалам журнала "Инженерные изыскания №11/2011"
Каталог статей