ГОСТ Р 55945-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Общие требования к инженерно-геологическим изысканиям и исследованиям для сохранения объектов культурного наследия

6. Проведение инженерно-геологических изысканий

и исследований на участках размещения отдельных памятников

(элементарных ИПТС)

 

6.1. Инженерно-геологические изыскания и исследования элементарных ИПТС выполняют для воссоздания, приспособления, реставрации объектов культурного наследия, а также в случае проведения временной консервации и противоаварийных работ.

6.2. При проведении инженерно-геологических изысканий и исследований необходимо учитывать следующие особенности исторических территорий:

- наличие локальных техногенных изменений строения и свойств грунтов основания, полей напряжений в грунтовом массиве, гидрогеологических, гидрогеохимических условий на отдельных участках, различия в видах и величинах нагрузок на фундаменты;

- широкое распространение техногенных грунтов, обладающих специфическими свойствами (в том числе грунтов культурного слоя, представляющего археологическую ценность);

- сложное строение подземного пространства в районах существующих и существовавших ранее подземных сооружений, погребенных фрагментов несохранившихся сооружений, древних коммуникаций;

- повышенные требования к качеству определений показателей физико-механических свойств грунтов в связи с повышенной чувствительностью сооружений к деформациям оснований.

6.3. Результатом исследований является разработка рекомендаций по стабилизации или ликвидации неблагоприятных условий существования исторических сооружений.

6.4. При инженерно-геологических изысканиях для сохранения объектов культурного наследия необходимо дополнительно к работам, рекомендуемым [5] 4.2, часть I, обследовать грунты основания фундаментов здания. При этом объем изысканий может быть существенно сокращен за счет использования материалов изысканий прошлых лет (при условии, что они полноценны, не устарели, а здание не имеет деформаций). Обследование грунтов оснований следует выполнять в комплексе с обследованием фундаментов зданий.

6.5. Предусмотренные программой состав и объемы инженерно-геологических работ могут подлежать корректировке с учетом состояния здания, уточненного по результатам анализа собранных материалов и данным рекогносцировочного обследования.

6.6. Состав инженерно-геологических изысканий для элементарных ИПТС и общие технические требования к выполнению отдельных видов работ и комплексных исследований следует устанавливать согласно [4] с учетом:

а) особенностей намечаемых работ по сохранению объектов культурного наследия;

б) инженерно-геологических условий участка проведения производственных работ и их изменений за время освоения исследуемой территории;

в) объема и качества имеющихся фондовых изыскательских материалов.

6.7. Сбору и обработке материалов изысканий прошлых лет, помимо сведений, регламентируемых [4], подлежат:

а) топографические планы прошлых лет с нанесенными подземными коммуникациями;

б) материалы по вертикальной планировке и инженерной подготовке территории, технической мелиорации грунтов основания и их закреплению, усилению фундаментов;

в) сведения о типах, размерах фундаментов существующих зданий и сооружений, о наличии подвалов, подземных сооружений;

г) сведения по истории застройки участков и смежных территорий с целью выявления старых фундаментов, участков с грунтами, уплотненными ранее существовавшей застройкой;

д) сведения о ретроспективных деформациях объектов культурного наследия и проведенных ранее ремонтно-реставрационных работах;

е) данные обследований (в разные годы) технического состояния объектов культурного наследия в пределах границ изучаемой площадки, включая данные об их деформациях;

ж) сведения об осуществлявшейся ранее инженерной защите территории, зданий и сооружений от опасных геологических процессов, в том числе от подтопления, и ее эффективности;

и) данные о режиме и технологии производственных процессов для установления факторов, отрицательно воздействующих на грунты основания (утечки из водонесущих коммуникаций, затопление подвалов, формирование высолов);

к) сведения о загрязнении геологической среды промышленными стоками и твердыми отходами, о наличии дренажной сети и ее состоянии;

л) сведения о наличии наблюдений за уровнем и составом подземных вод, за деформациями и осадками зданий и сооружений в пределах изучаемой территории или вблизи ее границ.

6.8. На территориях исторической застройки следует выполнять ретроспективный анализ развития застройки (изучение материалов историко-археологических и историко-архитектурных исследований) для выявления существующих и существовавших подземных сооружений, подвалов, фундаментов снесенных зданий, колодцев, оборонительных рвов, подземных выработок, тоннелей, инженерных коммуникаций, старых кладбищ. Следует также выполнять ретроспективный анализ развития поверхностной инфраструктуры, инженерно-геологических условий территории, палеорельефа (наличие погребенных оврагов, русел ручьев, прудов, стариц рек и др.).

6.9. На основании анализа собранных материалов следует производить оценку сложившейся природно-техногенной обстановки, динамики и характера техногенных изменений инженерно-геологических условий, а также уровня информативности материалов изысканий прошлых лет и возможности их использования в дальнейших работах.

6.10. Состав и объем инженерно-геологических изысканий следует устанавливать по результатам анализа собранных материалов, а также по данным конструктивного и архитектурного обследования объекта и рекогносцировочного обследования исследуемой территории.

6.11. В задачу рекогносцировочного обследования дополнительно к требованиям [5] 5.4, часть I, входят:

- выявление дефектов планировки территории, развития заболоченности, подтопления, просадок поверхности земли и других проявлений изменения геологической среды;

- визуальный внешний осмотр и фотографирование наружных и внутренних стен зданий и сооружений с целью определения конструктивных элементов, имеющих деформации, оценки характера деформаций и установления их причин;

- съемка деформаций объектов культурного наследия, находящихся на территории исторической застройки (деформационная съемка трещин в конструкциях, определение осадок и кренов, выявление обрушений и вывалов кладки);

- установление наличия и состояния подвалов, подземных галерей, технических подполий в обследуемых зданиях, траншей, котлованов, отвалов грунта рядом с обследуемыми зданиями и сооружениями;

- определение мест расположения и состояния систем водоснабжения и отопления, ливневой канализации, дренажей, водопонизительных систем, противофильтрационных устройств, гидроизоляции и отмосток;

- установление засыпанных оврагов, свалок, карьеров, ручьев с указанием ориентировочной мощности насыпных грунтов. В процессе рекогносцировочного обследования следует отмечать выходы и скопления производственных и сточных вод, места слива нефтепродуктов и других загрязняющих веществ.

При рекогносцировочном обследовании следует проводить опрос жителей и работников служб эксплуатации об имевших место аварийных ситуациях.

6.12. Виды и способы проходки горных выработок должны обеспечивать возможность детального обследования грунтов основания ниже подошвы фундамента и отбора образцов для определения показателей физико-механических свойств грунтов, находящихся в зоне сжатия.

Проходка горных выработок на исторической территории должна иметь археологическое сопровождение. Заключение о результатах археологического сопровождения включают в отчетные материалы изысканий и археологические условия исторической территории.

Выбор вида горных выработок производят в соответствии с [4] с учетом условий подъезда и размещения бурового и горнопроходческого оборудования, полевых установок и устройств для испытания грунтов в стесненных условиях существующей застройки (в том числе в подвальных помещениях), размещения строительных котлованов, мест возникновения аварийных ситуаций, а также условий залегания, состава и состояния грунтов, наличия подземных вод, опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

6.12.1. Местоположение, количество и глубину проходки горных выработок устанавливают в программе работ с учетом требуемой детальности изучения инженерно-геологических условий исследуемой территории на соответствующем этапе (стадии) разработки предпроектной и проектной документации.

6.12.2. При бурении скважин в стесненных условиях (особенно в подвальных помещениях) рекомендуется использовать малогабаритные установки, отвечающие требованиям шумозащиты, пылезащиты и газозащиты людей.

6.12.3. Во всех пройденных шурфах необходимо выполнить описание грунтов под фундаментами и контактов фундаментов с грунтами, произвести фотографирование и (или) зарисовку (развертку) стенок шурфа в масштабе 1:20 или 1:50. Глубина шурфов, расположенных около фундаментов, как правило, не должна превышать глубины заложения подошвы больше, чем на 0,5 - 1,0 м. При глубине шурфов до 1,5, от 1,5 до 2,5 м и более 2,5 м рекомендуемая площадь сечения составляет соответственно 1,25, 2,0 и 2,5 м². Из каждой разновидности грунта непосредственно из-под подошвы фундамента и с противоположной стенки шурфа необходимо отобрать монолиты для лабораторного изучения физических, физико-химических и физико-механических свойств грунтов.

6.12.4. В шурфах рекомендуется проводить исследования грунтов методами статического (вертикального, наклонного, горизонтального), динамического (вертикального, горизонтального) или электродинамического (вертикального) зондирования малогабаритными зондами с применением разных модификаций геофизических методов.

Эффективными методами изучения строения фундаментов и контакта фундамент-грунт являются: склерометрия, алмазное сверление фундаментов с последующей телеметрией ствола скважины. В процессе алмазного сверления устанавливают материал кладки фундамента, его состояние (определяют по керну) и отметку заложения фундамента.

6.12.5. Проходка шурфов является наиболее эффективным методом изучения фундаментов объектов культурного наследия, их размеров, степени сохранности, структуры и элементного состава, наличия и состояния деревянных элементов (свай, лежней), контакта фундаментов с грунтовым основанием на глубину не менее 0,5 м. Определяют ширину верхнего обреза и подошвы фундаментов, глубину заложения, состав и состояние связующего, наличие, материал и состояние гидроизоляции, фундаментных вод.

Конструкцию, материал и состояние фундаментов во вскрытых шурфах должны исследовать специалисты организации, имеющей лицензию на осуществление данных работ и опыт обследования строительных конструкций.

6.12.6. Исследование и опробование грунтов ниже подошвы фундамента производят с помощью скважин, которые следует бурить со дна шурфа либо вблизи него.

6.12.7. Ликвидацию всех выработок проводят в соответствии с требованиями нормативных документов и по согласованию с владельцами территории. По окончании работ скважины должны быть затампонированы, а шурфы засыпаны с послойным уплотнением. Нарушенные при изысканиях покрытия отмосток, гидроизоляцию пола, защитных слоев, предохраняющих грунты основания и фундаменты, необходимо восстановить после завершения работ.

6.13. Дополнительно изучение основания рекомендуется выполнять с поверхности территории геофизическими методами. Геофизические исследования рекомендуют для решения следующих задач:

- поиска пустот, древних эрозионных врезов, захороненных конструкций (старых фундаментов), погребенных древних колодцев, свалок, захоронений, заброшенных коллекторов и др. коммуникаций;

- расчленения разреза, в том числе разделения толщи грунтов на слои с различной степенью уплотнения и упрочнения под фундаментами и вне их пределов;

- определения сечения и глубины погружения свай;

- выявления и оконтуривания участков утечек воды из подземных коммуникаций на застроенной территории или в непосредственной близости от нее.

В связи с насыщенностью застроенных площадок подземными коммуникациями и электрокабелями, наличием вибрационных помех возможность и условия применения электроразведочных и сейсморазведочных методов следует обосновывать в программе работ.

Следует использовать помехоустойчивую низкочастотную аппаратуру, специальные фильтры, не пропускающие наиболее вероятные частоты стабильных помех (в частности, частоты 50 герц), практиковать работу в ночное время суток.

Помимо традиционных геофизических методов на застроенных территориях может быть использован метод радиоволнового зондирования с помощью георадара - переносного импульсного радиолокатора, позволяющего осуществлять разделение сред с различной диэлектрической проницаемостью по отраженному сигналу.

Аномальные зоны, выявленные по данным геофизических исследований, следует подтверждать и корректировать другими методами исследования (шурфованием, бурением, зондированием).

Состав геофизических исследований, объемы работ (сеть, количество точек), тип и размеры применяемых установок следует устанавливать в программе изысканий, исходя из детальности изучения инженерно-геологических условий на соответствующем этапе (стадии) проектирования и особенностей геоэлектрического разреза.

6.14. Полевые методы исследования грунтов, применяемые в соответствии с [4], [6], могут быть использованы в полном объеме и при инженерно-геологических изысканиях для ИПТС.

Зондирование грунтов рекомендуется применять для выделения различных по плотности и прочности зон под фундаментами зданий и сооружений и вне их пределов, геотехнического контроля за усилением оснований зданий и сооружений в ходе проведения этих работ, оценки пространственной изменчивости свойств грунтов. Допускается выполнение зондирования в горизонтальном и наклонном направлениях из шурфов для выявления неоднородностей грунтов основания под существующими фундаментами (пустот, разложившейся древесины старых деревянных свай и т.п.). Для зондирования в стесненных условиях рекомендуется использовать малогабаритные установки.

Для расчета возможных деформаций основания существующего здания от проектируемых дополнительных нагрузок следует выполнять определение показателей деформационных свойств грунтов в основании существующих зданий и сооружений, расположенных в зоне влияния нового строительства (реконструкции). При этом следует учитывать, что допустимые предельные значения деформаций существующего здания по ГОСТ Р 55567 меньше указанных в [8], приложение Ж, для нового строительства.

6.15. Гидрогеологические исследования при инженерно-геологических изысканиях следует выполнять с целью изучения режима подземных вод, их температуры, химического состава, оценки фильтрационных свойств грунтов, в том числе для расчета консолидации грунтов основания под действием статических нагрузок от фундаментов, определения направления движения, градиентов и скорости движения подземных вод, наличия фундаментных вод, получения исходных данных для проектирования дренажных сооружений, а также определения возможных водопритоков в котлованы и разработки системы строительного водопонижения. Опытно-фильтрационные работы (откачки и наливы) следует осуществлять в соответствии с ГОСТ 23278.

Полевые опытно-фильтрационные работы, как правило, не следует выполнять в непосредственной близости от существующих сооружений во избежание дополнительных осадок фундаментов за счет снятия гидростатического давления при опытной откачке и замачивании грунтов при опытных наливах.

При опытно-фильтрационных работах внутри существующих зданий и сооружений, в стесненных условиях и при трудностях с подводом и отводом воды от скважины рекомендуется использовать метод вытеснения воды путем погружения тела фиксированного объема, метод отжатия уровня сжатым воздухом в герметически изолированной скважине, метод "тяжелой жидкости".

Оценку возможности подтопления площадки следует выполнять в соответствии с [5], часть II.

6.16. Обследование грунтов оснований существующих зданий следует выполнять в соответствии с [4]. Целью обследования являются: оценка возможных негативных последствий при реставрации существующего здания, а также от воздействия на него нового строительства (реконструкции, расширения) на прилегающих территориях и, при необходимости, получение данных для разработки мероприятий по обеспечению эксплуатационной надежности существующей застройки.

Обследование грунтов оснований объектов культурного наследия необходимо производить при их реставрации, приспособлении, проведении противоаварийных работ, а также в случаях, когда в прилегающей к ним зоне производят следующие виды работ (или возможны какие-то негативные воздействия):

а) проходка котлованов и траншей, прокладка подземных коммуникаций, пешеходных и транспортных тоннелей ниже глубины заложения существующих фундаментов, особенно с применением водопонижения и без крепления стенок котлованов и траншей;

б) строительство новых зданий, вызывающих дополнительные напряжения, перераспределение напряжений и перемещения грунта в активной зоне фундаментов существующих зданий;

в) работы по устройству стен в грунте, устройство шпунта или свай вблизи существующих зданий с передачей на их основание динамических нагрузок;

г) динамические воздействия от авто- и железнодорожного транспорта, линий метрополитена, оборудования, устанавливаемого в сооружениях и промышленных установках, расположенных вблизи существующих зданий.

6.17. Стационарные наблюдения (мониторинг) выполняют с целью оперативного слежения за состоянием объектов культурного наследия в процессе производства реставрационных работ и в период проведения археологических раскопок, а также при проведении строительных работ в непосредственной близости от охранной зоны объекта культурного наследия.

6.18. Лабораторные исследования грунтов следует выполнять в соответствии с [4], при этом исследования грунтов, залегающих под фундаментами зданий и сооружений, следует производить с учетом техногенных воздействий, которым они подвергаются (длительные, часто переменные статические и динамические нагрузки, замачивание сточными водами с содержанием различных химических компонентов).

Модуль деформации и прочностные характеристики грунтов в лабораторных условиях следует определять с учетом фактического напряженного состояния в основании существующего здания или сооружения для грунтов природной влажности и в замоченном состоянии, с использованием для замачивания растворов и жидкостей, аналогичных по составу возможным утечкам из технологических линий существующего производства.

Для оснований, сложенных мелкими или пылеватыми водонасыщенными песками или глинистыми грунтами текучей консистенции, испытывающих вибрационные воздействия, определяют динамическую устойчивость на вибростабилометрах или другом аналогичном оборудовании в диапазоне частот от 1 до 100 Гц, соответствующих колебаниям, вызываемым промышленным оборудованием, тяжелыми колоколами, транспортом, строительными работами.

Отбор образцов при опробовании грунтов следует выполнять из каждой разновидности грунтов в зоне влияния фундамента и вне ее пределов. При этом необходимо учитывать, что все грунты, оказавшиеся в зоне влияния техногенных воздействий, в той или иной мере меняют свое напряженное состояние и свойства, вследствие чего в пределах одного инженерно-геологического элемента, выделенного ранее, ко времени проведения реставрационных работ, реконструкции может возникнуть несколько новых элементов, различающихся состоянием, механическими свойствами, а иногда и составом. Каждый из вновь образованных инженерно-геологических элементов следует опробовать, как правило, в полном объеме, в соответствии с требованиями норматива [4].

Нормативные и расчетные характеристики деформационных и прочностных свойств грунтов следует назначать по данным их прямого определения. Определение этих характеристик косвенными методами - по данным статического и динамического зондирования - допускают в следующих случаях:

- при изысканиях на площадках под здания (сооружения) III уровня ответственности, малочувствительных к неравномерным осадкам, независимо от сложности инженерно-геологических условий;

- при изысканиях на площадках I и II категорий сложности инженерно-геологических условий под здания (сооружения) II и III уровней ответственности и намечаемом свайном типе фундаментов;

- при назначении прочностных и деформационных характеристик грунтов, залегающих выше предполагаемых отметок погружения нижних концов свай, при инженерно-геологических изысканиях на площадках любой категории сложности независимо от уровня ответственности зданий (сооружений).

6.19. При камеральной обработке результатов инженерно-геологических изысканий и при составлении технического отчета (заключения) по результатам изысканий необходимо:

- дополнительно характеризовать инженерно-геологические условия не только площадки проектируемых работ, но и территории окружающей застройки, попадающей в зону их влияния;

- освещать изменения геологической среды за период эксплуатации зданий (сооружений), включая изменения прочностных и деформационных характеристик грунтов;

- приводить нормативные и расчетные показатели выделенных инженерно-геологических элементов отдельно для грунтов под фундаментами и вне пределов зоны их влияния.

Графическая часть технического отчета должна содержать геологические разрезы и, при наличии материалов, карту (схему) инженерно-геологических условий.

На инженерно-геологических геологических разрезах и картах следует показывать размещение существовавших и существующих объектов, в том числе отметки заложения фундаментов, котлованов, шпунтового ограждения, стен в грунте, фундаментных свай, выявленных подземных погребенных сооружений и подземных коммуникаций. Для более наглядного представления геологического строения объекта изысканий рекомендуется составление трехмерных блок-диаграмм.

При изысканиях для диагностики причин деформаций объектов культурного наследия составляют план и разрез основания объекта в масштабе от 1:50 до 1:500, на которых отражают инженерно-геологическое строение, контуры и элементы объекта, сеть подземных водонесущих и других коммуникаций, транспортные тоннели, погребенные фрагменты ранее существовавших сооружений и участки проявления инженерно-геологических процессов, установленные элементы мониторинга деформаций конструкций зданий и сооружений.