Інженерно-геологічні дослідження — включають різні способи вивчення ґрунтів і гірських порід у зв'язку з будівництвом та іншою техногенною діяльністю. Лабораторні інженерно-геологічні дослідження, зокрема, включають випробування ґрунтів на несучу здатність (визначення опору стисненню), розмокання, випробування порід на набухання, розтягнення, ущільнення, зсув.
Загальний опис Інженерно-геологічні дослідження проводяться для обґрунтування проектування різних видів будівництва, експлуатації родовищ корисних копалин, а також для здійснення інших інженерних заходів. Головними задачами інженерно-геологічних та геодинамічних досліджень є:
• вивчення геоструктурних, геоморфологічних та гідрогеологічних умов і сучасних геологічних процесів;
• визначення властивостей гірських порід для забезпечення ефективного проектування і нормальної експлуатації інженерних споруд.
Під час інженерно-геологічних досліджень вивчаються розповсюдження, склад, умови залягання, походження, вік, товщина, інженерно-геологічні властивості гірських порід та підземних вод, а також сучасні геологічні та інженерно-геологічні процеси. Явища і процеси, які стали результатом взаємодії геологічного середовища з інженерною спорудою, носять назву інженерно-геологічних.
Під час інженерно-геологічних досліджень потрібно одержати геологічні дані для оцінки місця будівництва споруди, для вибору й розрахунків її конструкції та встановлення режиму експлуатації. Для проектування захисних заходів необхідно виявити сучасні геологічні процеси, що загрожують будівлям, спорудам і комунікаціям. Результати інженерно-геологічних досліджень повинні забезпечувати можливість кількісного прогнозування їхньої взаємодії з середовищем, а саме: можливі величини просідань будівель і споруд; фільтраційні втрати води із каналів та водосховищ; розмір руйнування (переробки) берегів рік, водосховищ і морів та ін. Слід також враховувати ефективність захисту тієї території, де будуть розташовані об'єкти будівництва від руйнівної дії сучасних геодинамічних процесів.
Характерною особливістю вивчення гірських порід з інженерно-геологічною метою є оцінка їх здатності протидіяти механічному, фізичному та іншим видам впливу. При цьому визначення водопроникності порід, їх здатності зберігати і, відповідно, змінювати свої властивості, коли вони стають об'єктом інженерної діяльності людини, є однією з основних задач.
Процес проектування поділяється на низку послідовних стадій, специфічних під час різних видів будівництва залежно від складності спорудження і можливості використання під час проектування типових конструкцій: вибір місця для будівництва; розробка принципових вимог і методів робіт як під час зведення споруд, так і під час їх експлуатації; визначення заходів щодо покращення інженерно-геологічного використання місцевості.
Для вирішення цих питань проводяться підготовчі, польові та камеральні інженерно-геологічні роботи. Підготовчі роботи включають вивчення району за архівними, фондовими та літературними джерелами, а також організацію робіт і підготовку до виїзду в поле.
До польових робіт входять: інженерно-геологічна зйомка, бурові й гірничорозвідувальні роботи в поєднанні з геофізичними, ландшафтно-геологічними, радіаційними та іншими методами досліджень, а також дослідні польові, лабораторні та камеральні роботи. Лабораторні роботи передбачають вивчення складу, стану і властивостей гірських порід, визначення агресивності та корозійних властивостей підземних вод відносно до металевих і бетонних конструкцій.
Камеральні роботи полягають в обробці матеріалів польових досліджень і в складанні звітів (висновків). Для інженерно-геологічної характеристики гірських порід дуже важливим є встановлення їх приналежності до певних геологічних формацій, структурних поверхів, геолого-генетичних комплексів, інженерно-геологічних груп і більш дрібних підрозділів порід (залежно від детальності вивчення), підземних вод і сучасних геодинамічних процесів.
Регіональні інженерно-геологічні дослідження Головною задачею під час вивчення регіональних інженерно-геологічних умов вважається виявлення як існуючої, так і можливої взаємодії природних явищ із інженерними спорудами. Регіональні інженерно-геологічні дослідження проводяться для вивчення великих територій із метою встановлення усіх важливих геологічних факторів, що визначають їх інженерно-геологічні умови. Регіональні закономірності встановлюються для правильного планування і розміщення окремих видів будівництва з урахуванням розповсюдження порід із різними інженерно-геологічними властивостями.
До геологічних факторів, що визначають регіональні інженерно-геологічні умови, належать: геологічна будова території (з виділенням формацій, геолого-генетичних комплексів та інженерно-геологічних груп гірських порід), структура, умови залягання й склад порід, гідрогеологічні та геоморфологічні особливості, сучасні геологічні процеси.
Виділення геологічних формацій, які відбивають загальні закономірності формування і розподілу певних груп гірських порід, проводять з урахуванням історії геологічного розвитку території. Виділяють геолого-генетичні комплекси гірських порід за їхнім складом. Характеризуючи комплекси осадових порід, необхідно звертати увагу на співпідпорядкованість й співвідношення різних петрографічних видів порід у кожному комплексі, на гранулометричний склад порід, їх колір, шаруватість, вологість і карбонатність, а також на характер їх вивітрювання та тріщинуватості.
Під час регіонального інженерно-геологічного вивчення території велику роль відіграє характеристика гідрогеологічних умов, зокрема глибина залягання водоносних горизонтів, які мають інженерно-геологічне значення, напори й режим їх рівнів, хімічний склад води (зокрема, її агресивність), вплив підземних вод на геологічні процеси й явища (карст, суфозія, зсуви, селі). Під час оцінки регіональних інженерно-геологічних умов необхідно вивчати і геоморфологічні фактори: характер рельєфу, його зв'язок зі складом гірських порід, історію формування та вік. Дуже важливим є також з'ясування закономірності поширення та характеру розвитку геодинамічних процесів, і особливо — сучасних.
Регіональні інженерно-геологічні дослідження супроводжуються проведенням інженерно-геологічної зйомки, складанням інженерно-геологічних карт та карт районування.
ПРОЕКТУВАННЯ ТА ОРГАНІЗАЦІЯ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ І ГЕОТЕХНІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Інженерно-геологічні та геотехнічні дослідження проводяться для обґрунтування проектування гідротехнічних, іригаційних та осушувальних споруд; промислового і комунального будівництва; будівництва метрополітенів, тунелів; планування і реконструкції міст, залізничних, автомобільних шляхів та інших об'єктів. На різних етапах проектування ці дослідження супроводжуються буровими, гірничими, геофізичними, геохімічними, топографо-геодезичними, маркшейдерськими роботами. Інженерно-геологічні роботи поділяються на інженерно-геологічне картування, інженерно-геологічні зйомки, інженерно-геологічні пошуки і багаторічні стаціонарні спостереження (моніторинг), пов'язані з вивченням геологічних процесів.
Інженерно-геологічні (геотехнічні) дослідження проводяться за програмою і за проектом робіт, складеними відповідно до технічного завдання на проведення досліджень. Програму і проект робіт складають керівник та головні виконавці. Безпосередньому складанню програм і проектів передує збір і вивчення літературних, фондових і архівних матеріалів за районом робіт і, відповідно до завдання, визначають строки, черговість, склад, обсяги і методику робіт, а також площу, яку належить вивчити, вказують масштаб проведення зйомочних робіт, наводять коротку характеристику геологічної будови, а також основні результати дешифрування наявних аерофотоматеріалів. У проекті визначають також склад й обсяги необхідних гірничо-бурових, геофізичних, геохімічних та інших видів робіт, а також викладають методику їх проведення. Проект повинен бути коротким, чітким, ясним і містити необхідні відомості для складання кошторисних розрахунків. Обов'язковою частиною проекту є кошторис, який складають на увесь обсяг робіт за «Довідником укрупнених норм для проектування геологорозвідувальних робіт». Для проведення інженерно-геологічних робіт організують загін, партію або експедицію, залежно від розмірів території і обсягу досліджень. Основною виробничою одиницею, яка виконує інженерно-геологічні роботи, є інженерно-геологічна партія. Багаторічні роботи з вивчення інженерно-геологічних процесів (зсувів, карсту, суфозії та ін.) проводяться на постійних або тимчасових дослідних станціях. Для складання зведених регіональних інженерно-геологічних карт і нарисів організовуються тематичні партії. Інженерно-геологічні партії та станції можуть бути об'єднані в експедиції.
Під час визначення необхідної кількості інженерно-геологічних партій для виконання того чи іншого обсягу розвідувальних інженерно-геологічних робіт слід враховувати: розмір території, на якій проводяться роботи; фактори, які визначають умови пересування по території робіт: рельєф; лісистість; наявність і стан доріг.
У складі інженерно-геологічних партій і станцій, які проводять декілька видів робіт, можуть бути організовані спеціалізовані загони. Під час експедиції зазвичай організують лабораторії для вивчення фізико-механічних та хімічних властивостей порід і складу підземних вод, а також ремонтно-механічні і матеріально-транспортні бази. До складу інженерно-геологічних експедицій можуть входити також спеціальні партії: геологічна, гідрогеологічна, геоморфологічна, геофізична, геохімічна, геоботанічна та ін.
Під час складання проекту робіт за результатами інженерно-геологічних досліджень для конкретних об'єктів необхідно вивчати наявний досвід проектування і будівництва. Основними задачами цього етапу є:
• з'ясування поширення, характеру, умов виникнення і припинення різних інженерно-геологічних процесів;
• прогноз інженерно-геологічних та геотехнічних процесів і явищ.
Для вирішення цих задач збирають відомості, що характеризують: 1) типи, матеріали, граничні глибини закладання фундаментів та інших підземних частин будівель і споруд різного призначення; 2) проектні та фактичні напруги у підошві будівель і забудов; 3) способи і методику проведення робіт під час будівництва та експлуатації підземних частин будівель і споруд, а також споруд, які зводяться із ґрунту (дамби, вали, греблі і т. ін.); 4) характер та розміри деформацій будівель та споруд, інженерно-геологічних комунікацій і земної поверхні в процесі будівництва та експлуатації (просідання, тріщини, псування гідроізоляції, засмічення дренажів, витрати води із водопровідної та водостічної мереж, а також із штучних водоймищ); 5) поведінку окремих комплексів порід під час розкриття їх будівельними виробками у різних умовах обводнення в різні сезони року; 6) стабільність профілів і типи укріплень ґрунтових ухилів (короткочасних і довгострокових) за різних режимів вологості та навантаження; 7) випадки агресивної дії підземних та поверхневих вод на бетонні споруди, а також випадки корозії підземних частин металевих конструкцій; 8) ускладнення під час будівництва та господарського використання території, що обумовлені інженерно-геологічними умовами або розходженнями між їх проектною оцінкою і фактичними даними.
Збір цих відомостей проводиться у різних геологічних та будівельних організаціях. Найбільш цікаві прояви інженерно-геологічних і геодинамічних процесів та явищ необхідно вивчати на місці, застосовуючи заміри, зарисовки і фотографування. При цьому бажано встановити причини їх виникнення та запропонувати методи локалізації та ліквідації. Для кожного зазначеного явища необхідно: а) позначити місце його виникнення з нанесенням на план чи карту (масштаб яких визначається задачею досліджень);
б) встановити їхній зв'язок із тим чи іншим комплексом порід;
в) вказати час виникнення та припинення інженерно-геологічних процесів і явищ;
г) навести джерела одержаної інформації.