2 ПІДГОТОВКА ДАНИХ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВ ТА ФУНДАМЕНТІВ

2.1 Інженерно-геологічні елементи ґрунтової товщі
При інженерно-геологічних вишукуваннях ґрунтову товщу будівельного майданчика розчленовують на інженерно-геологічні елементи (ІГЕ) і для кожного із них визначають нормативні та розрахункові значення характеристик ґрунтів.
За інженерно-геологічний елемент треба приймати об'єм ґрунту одного й того ж номенклатурного виду при виконанні однієї із таких умов:
- характеристики ґрунту в межах елемента змінюються незакономірно;
- існуюча зміна характеристик така, що нею можна знехтувати.
Попереднє розділення ґрунтів будівельного майданчика на інженерно-геологічні елементи виконують з урахуванням їх віку, походження, текстурно-структурних особливостей та номенклатурного виду. У подальшому, на основі спеціальної перевірки, передбаченої стандартом [1], два сусідніх інженерно-геологічних елемента з ґрунтами різного походження, але одного й того ж номенклатурного виду, можуть бути об'єднані в один елемент, якщо різниця в характеристиках ґрунтів цих елементів несуттєва.
Сукупність визначень характеристик ґрунтів у межах кожного попередньо виділеного інженерно-геологічного елемента аналізують для виділення значень, що різко відрізняються від основної маси (див. §2.2). Такі значення вилучають, якщо вони спричинені помилками дослідів, або відносять до відповідної сукупності при наявності в межах інженерно-геологічного елементу ґрунту іншого виду. Правильність виділення інженерно-геологічного елемента перевіряють, аналізуючи просторову мінливість показників властивостей ґрунтів.
Характер просторової мінливості виявляють на основі якісної оцінки розподілення значень цих показників у плані та за глибиною. Для цього використовують інженерно-геологічні плани та розрізи, на які наносять значення характеристик у точках їх визначення, будують графіки зміни характеристик за глибиною та в плані, графіки розсіяності, а також графіки зондування.
Аналіз просторової мінливості здійснюють, використовуючи такі показники властивостей ґрунту:
- для великоуламкових ґрунтів - зерновий склад і додатково загальну вологість заповнювача для великоуламкових ґрунтів із глинистим заповнювачем;
- для піщаних ґрунтів - зерновий склад та коефіцієнт пористості і додатково вологість для пилуватих пісків;
- для глинистих ґрунтів - характеристики пластичності (межі та число пластичності), коефіцієнт пористості та вологість.
При цьому зерновий склад великоуламкових та піщаних ґрунтів і характеристики пластичності глинистих ґрунтів використовують для визначення номенклатурного виду ґрунту інженерно-геологічного елемента (див. §2.3).
Додатково до переглянутих показників при необхідності потрібно здійснювати оцінку просторової мінливості і для інших характеристик ґрунту. У сукупності з прямими методами визначення характеристик ґрунтів для виділення інженерно-геологічних елементів треба використовувати зондування.
При достатній кількості (не менше 6) визначень характеристик, що безпосередньо використовують у розрахунках (модуль деформації, опір зсуву, тимчасовий опір одноосному стиску), необхідно аналізувати характер просторової мінливості цих показників.
Вибір методу аналізу просторової мінливості характеристик ґрунтів залежить від кількості визначень.
Якщо кількість визначень характеристики менша 10, то її значення наносяться на інженерно-геологічні розрізи і візуально оцінюється розподіл цих значень у межах елемента. Тут можливі два випадки:
- часткові значення характеристики розподілені незакономірно (випадково);
- є закономірність у зміні характеристики - мінімальні значення зосереджуються у верхній або нижній частині елемента за глибиною, чи максимальні значення зосереджуються в одній частині елемента за площею, а мінімальні - в іншій.
У першому випадку виділення інженерно-геологічного елемента треба вважати закінченим, у другому випадку потрібно розглянути необхідність подальшого розчленування елемента.
При кількості визначень характеристик більше 10, будують точкові графіки зміни їх значень за глибиною і в плані елемента.
Якщо кількість визначень характеристики більша 30, для виявлення характеру її просторової мінливості необхідно поряд з якісною оцінкою використовувати статистичні критерії, а також виявляти аналітичну залежність величин показників властивостей ґрунтів від координат.
Якщо виявлено, що зміни характеристик ґрунту незакономірні в плані і за глибиною інженерно-геологічного елемента, приступають до обчислення нормативних значень відповідних характеристик ґрунтів.
При наявності закономірності в зміні характеристик ґрунту в плані та за глибиною інженерно-геологічного елемента, подальше розчленування можна не проводити, якщо коефіцієнт варіації характеристики, що змінюється закономірно, (див. §2.2.) не перевищує таких величин:
для коефіцієнта пористості та вологості -0,15;
для модуля деформації (за даними як польових, так і лабораторних випробувань), для опору зсуву (при однакових значеннях тиску, що ущільнює) та для тимчасового опору одноосному стиску - 0,30.
Якщо коефіцієнт варіації перевищує наведені величини, подальше розчленування інженерно-геологічного елемента здійснюють так, щоб для знову виділених інженерно-геологічних елементів коефіцієнт варіації не перевищував зазначених величин.
При розчленуванні елемента на основі коефіцієнта пористості та вологості можливі такі випадки:
- закономірно змінюються обидві характеристики;
- закономірно змінюється одна з характеристик.
В обох випадках додаткове розчленування необхідне, якщо коефіцієнт варіації однієї з характеристик перевищує 0,15.
При використанні механічних характеристик оцінку просторової мінливості та додаткове розчленування інженерно-геологічного елемента здійснюють окремо для кожної механічної характеристики. У зв'язку з цим можливий випадок, коли за одною механічною характеристикою додаткове розчленування інженерно-геологічного елемента не потрібне, тому що ця характеристика змінюється незакономірно або при закономірній зміні її коефіцієнт варіації не перевищує 0,30, а за іншою характеристикою розчленування елемента необхідне.
Вирішуючи питання про положення меж при поділі інженерно-геологічного елемента, необхідно врахувати такі фактори:
- рівень ґрунтових вод;
- наявність зони, збагаченої рослинними залишками;
- наявність зон просідаючих, набухаючих та засолених ґрунтів;
- наявність у скельних та нескельних елювіальних ґрунтах зон різних ступенів вивітреності;
- наявність у моренних ґрунтах зон із великою кількістю гравію, гальки, валунів тощо.
Після виділення інженерно-геологічного елемента приступають до визначення нормативних та розрахункових значень характеристик ґрунтів.