Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий
Рассматривается опыт применения комплекса геофизических исследований (межскважинное прозвучивание, высокоразрешающая сейсморазведка на поперечных SH-волнах, вертикальное сейсмопрофилирование и радиоактивный каротаж) при инженерно-геологических изысканиях под строительство зданий повышенной этажности...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28393 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий / С.А. Выжва, С.И. Дейнеко, А.А. Дыняк // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2009. — С. 235-240. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860060832061194240 |
|---|---|
| author | Выжва, С.А. Дейнеко, С.И. Дыняк, А.А. |
| author_facet | Выжва, С.А. Дейнеко, С.И. Дыняк, А.А. |
| citation_txt | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий / С.А. Выжва, С.И. Дейнеко, А.А. Дыняк // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2009. — С. 235-240. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Рассматривается опыт применения комплекса геофизических исследований (межскважинное прозвучивание, высокоразрешающая сейсморазведка на поперечных SH-волнах, вертикальное сейсмопрофилирование и радиоактивный каротаж) при инженерно-геологических изысканиях под строительство зданий повышенной этажности в г. Киеве.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:04:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
235
© 1Ñ.À. Âûæâà, 2Ñ.È. Äåéíåêî, 1À.À. Äûíÿê, 2009
ÓÄÊ 550.8.056
1Êèåâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èìåíè Òàðàñà Øåâ÷åíêî,
ã. Êèåâ
2Ãîñóäàðñòâåííîå ïðåäïðèÿòèå “Êèåâñêèé èíñòèòóò
èíæåíåðíûõ èçûñêàíèé è èññëåäîâàíèé “Ýíåðãîïðîåêò”, ã. Êèåâ
ÊÎÌÏËÅÊÑÍÛÅ ÃÅÎÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÅ ÈÇÛÑÊÀÍÈß
Ñ ÖÅËÜÞ ÎÖÅÍÊÈ ÈÍÆÅÍÅÐÍÎ-
ÃÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÕ ÓÑËÎÂÈÉ
ÏÐÈ ÑÒÐÎÈÒÅËÜÑÒÂÅ ÂÛÑÎÒÍÛÕ ÇÄÀÍÈÉ
Сейчас в больших городах все острее встает вопрос о дефиците зе-
мельных ресурсов, вследствие чего строительные компании начинают воз-
водить на небольших площадках высотные здания.
Увеличение высотности и усложнение конструкции сооружений
обусловливает необходимость дальнейших методических разработок в об-
ласти оценки качества геологической среды. Поэтому первоначальным
заданием стала разработка комплекса инженерногеологических работ,
который бы обеспечивал необходимую детальность и глубинность ис-
следования территории будущего строительства. На сегодняшний день
инженерногеологические условия г. Киева изучены на глубину до 20–
30 м, чего явно недостаточно для расчета фундамента под здания боль-
шой этажности.
В работе представлен комплекс геофизических методов, который ус-
пешно используется при решении инженерногеологических задач (опреде-
ление физико-механических характеристик грунтов, слагающих разрез, не-
прерывное прослеживание отражающих границ, которые отождествляются
с кровлей и подошвой глины мергельной – Р2kv) на территории строитель-
ных площадок г. Киева.
Данный комплекс исследований охватывает:
1. Межскважинное сейсмопрозвучивание (МП). Эти исследования вы-
полнялись с помощью комплекта аппаратуры и оборудования итальянской
фирмы “ISMES”, состоящего из наземной части (блок усилителей и фильт-
ров, осциллограф, плоттер, магнитный регистратор и импульсный блок вы-
сокого напряжения) и скважинных зондов (источники колебаний и прием-
ники Р и S волн).
Мощность источников – 100÷300 Дж, частота излучаемых волн до 1,5–
2 кГц. Источник и приемник поперечных волн имеют пневматические при-
жимные устройства.
236
МП выполняется по системе параллельного перемещения источника
и приемника от забоя до поверхности вдоль скважины. Обработка данных
МП сводится к определению на полученных сейсмограммах времени пер-
вого вступления продольных и поперечных волн. В результате обработки
материалов межскважинного прозвучивания определяют скорость продоль-
ных и поперечных волн и строят графики изменения этих параметров с
глубиной.
Методикой предусматривается инклинометрия скважин.
2. Высокоразрешающую сейсморазведку на поперечных волнах (ВСПВ).
Методика разработана в Сибирском отделении Института криологии РАН
(А.Г. Скворцов). Использование этой методики позволяет работать в усло-
виях высокого уровня промышленных помех [1]. Исследования выполняют-
ся по отдельным профилям. Регистрация волновой картины осуществля-
лась 24-канальной сейсмостанцией “Лакколит-24М” (Россия, НИИ прибо-
ростроения, г. Жуковский).
Методика основана на использовании отраженных поперечных волн
и наиболее эффективно работает в условиях инверсионных скоростных раз-
резов (рис. 1). Инверсия скоростных разрезов определяется присутствием
высокоскоростного поверхностного слоя незначительной мощности (слой
сезонного промерзания, утрамбованные грунты, бетонные и асфальтовые
покрытия). Такой слой кардинально изменяет структуру волнового поля
поперечных волн.
Общеизвестно, что в условиях инверсных высокоскоростных разрезов
изучение строения сейсмогеологического разреза с помощью продольных
преломленных волн существенно усложнено или вообще невозможно. Вме-
сте с тем присутствие в разрезе высокоскоростного слоя создает хорошие
условия для надежной регистрации отраженных поперечных волн от гра-
ниц, которые размещены на небольшой глубине.
Ðèñ. 1. Îñîáåííîñòè êèíåìàòèêè îòðàæåííûõ SH-âîëí â óñëîâèÿõ èíâåðñèîííîãî
ñêîðîñòíîãî ðàçðåçà
237
Использование ВСПВ при наличии инверсного скоростного разреза
позволяет уверенно регистрировать эти волны, начиная с глубины 2–5 мет-
ров (рис. 2). При нормальном скоростном разрезе получение четких отра-
женных SH-волн возможно только от сейсмогеологических границ, кото-
рые размещены на глубине 10–15 м и более.
Для выполнения работ используется оригинальная технология возбуж-
дения сейсмических колебаний, наблюдения проводят по схеме Y-Y, регист-
рация сейсмических колебаний производится одиночными горизонтальны-
ми сейсмоприемниками.
Расстояние между точками наблюдения составляет 1–5 м. В случае
твердого поверхностного покрытия закрепление сейсмоприемников на про-
филе проводится с помощью небольших грузиков. Возбуждение сейсмичес-
ких колебаний осуществляется ударным способом с помощью металличес-
кого или пластмассового молотка весом 0,5–2 кг. Используется режим на-
копления сейсмического сигнала. Для устранения из структуры регистри-
руемого волнового поля регулярных волн-помех с вектором поляризации в
вертикальной плоскости использую систему суммирования с вычитанием.
3. Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) 3-х компонен-
тным (X, Y, Z) зондом. Вертикальное сейсмическое профилирование выпол-
нено для детального изучения скоростных характеристик геологического
разреза с целью идентификации отраженных волн, которые регистрируют-
ся при наземных наблюдениях, ВСПВ.
При ВСП регистрируются волны, распространяющиеся по наклонным
лучам, что дает возможность следить за изменением сейсмических харак-
Ðèñ. 2. Êèíåìàòèêà îòðàæåííûõ SH-âîëí: à – íîðìàëüíûé ñêîðîñòíîé ðàçðåç (ëåòî),
á – èíâåðñèîííûé ñêîðîñòíîé ðàçðåç (çèìà)
à á
238
теристик горных пород в зависимости от направления распространения волн
и базы наблюдений.
При наблюдениях пункт возбуждения сейсмических колебаний распо-
лагался на расстоянии около 10 м от устья скважин. На каждом пункте воз-
буждения колебаний ударное устройство располагалось под углом ~ 45° к
горизонту, две серии разнонаправленных ударов регистрировались после-
довательно. В качестве скважинного прибора использовался специальный
3-компонентный зонд, который позволяет регистрировать одну вертикаль-
ную (Z) и две горизонтальных (Х, У) составляющих упругих колебаний.
Регистрация и запись волновой картины выполнена цифровой 24-ка-
нальной сейсмостанцией “Лакколит-24М” в режиме накопления сейсми-
ческого сигнала. Шаг измерений по вертикали – 1 м.
4. Комплекс радиоизотопных методов исследований (гамма, гамма-
гамма и нейтрон-нейтронный каротаж), для определения плотности и влаж-
ности грунтов в естественном залегании [2]. Исследования произведены
серийными приборами ППГР-1 (плотномер) и ВПГР-1 (влагомер) в специ-
ально оборудованных сухих скважинах диаметром 50 мм, обустройство ко-
торых осуществлялось при помощи агрегата вибрационного бурения АВБ-
2М. Измерения в скважинах выполняются при спуске зондов (от устья к
забою), с интервалом 0,5 м.
Обобщенный геологический разрез одной из исследованных площа-
док представлен (сверху вниз до глубины 80 м) такими инженерногеологи-
ческими элементами (ИГЭ): насыпные грунты мощностью 3 м; песчано-
глинистые отложения четвертичного возраста мощностью 11–12 м; отло-
жения киевского горизонта – Р2kv (наглинок, глина мергельная) мощнос-
тью 16–17 м; пески и алевриты бучакского горизонта (Р2b ) мощностью
24 м; отложения каневской свиты нижнего эоцена (песок, алеврит), мощ-
ность 18–19 м; мергельно-меловая толща (K2t).
Результаты обработки и интерпретации данных геофизических иссле-
дований позволили:
- выполнить статистическую обработку показателей плотности (ρ), плот-
ности скелета (ρd) и влажности (W) по каждому ИГЭ;
- рассчитать скоростные и прочностные характеристики для грунтов
верхней части разреза [3, 4];
- построить временные и глубинные разрезы по сейсморазведочным про-
филям.
Следует отметить, что впервые на территории Киева были получены
данные (МП, рис. 3), которые показывают, что пески бучакского горизонта
в верхней части сухие. До этого бучакский водный горизонт считался на-
порным. По данным межскважинного прозвучивания достаточно четко вы-
239
деляются не обводненные отложения бучакского горизонта – скорость рас-
пространения продольных волн составляет 700 м/с (глубина 32–46 м) – и
обводненные (скорость Vp = 1700 м/с).
По данным высокоразрешающей сейсморазведки получена детальная
информация о характере залегания отложений “киевского мергеля”, релье-
фе их кровли и подошвы.
На рис. 4 представлены временные разрезы по отдельным профилям,
на которых достаточно четко прослеживаются отражающие горизонты, со-
поставляемые с кровлей (ось синфазности на временах 90–110 мс) и подо-
швой (180–210 мс) отложений “киевского мергеля”, что соответствует глу-
бине 15 и 32 м соответственно.
Особый интерес для инженерной геологии представляют резуль-
таты межскважинного прозвучивания, ВСП и радиоактивного каро-
тажа. Эти данные позволяют рассчитывать прочностные характерис-
тики под фундаментами сооружений в режиме мониторинговых ис-
следований.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективно-
сти предлагаемого комплекса геофизических исследований для реше-
ния инженерно-геологических задач при строительстве высотных зда-
ний.
Ðèñ. 3. Ãðàôèêè èçìåíåíèÿ V
p
è V
s
ñ ãëóáèíîé (ñêâ. 54à54b, Ñross-hole)
240
1. Скворцов А.Г., Дроздов Д.С. Опыт использования высокоразрешающей сейсморазвед-
ки на поперечных SH-волнах для изучения инженерногеологических условий на терри-
тории Москвы // Инженерногеологические проблемы урбаназированых территорий:
Междунар. симп. – Екатеринбург, 2001. – Т. 1. – С. 177–183.
2. Осмачкин Б.П., Теплицкий А.Х. Контроль качества земляных работ радиоизотопными
методами. – К.: Будівельник, 1979.
3. Горяинов Н.Н., Ляховицкий Ф.М. Сейсмические методы в инженерной геологии. – М.:
Недра, 1977.
4. Никитин В.Н. Основы инженерной сейсмик. – М.: МГУ, 1981.
Ðèñ. 4. Âðåìåííûå ðàçðåçû ïî äàííûì ÂÑÏÂ: à – ãðàíèöà, ïðåäïîëîæèòåëüíî,
ñîïîñòàâëÿåìàÿ ñ êðîâëåé êèåâñêèõ ìåðãåëåé; á – ãðàíèöà, ïðåäïîëîæèòåëüíî,
ñîïîñòàâëÿåìàÿ ñ êðîâëåé áó÷àêñêèõ îòëîæåíèé
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-28393 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0017 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:04:31Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Выжва, С.А. Дейнеко, С.И. Дыняк, А.А. 2011-11-10T23:12:09Z 2011-11-10T23:12:09Z 2009 Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий / С.А. Выжва, С.И. Дейнеко, А.А. Дыняк // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2009. — С. 235-240. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. XXXX-0017 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28393 550.8.056 Рассматривается опыт применения комплекса геофизических исследований (межскважинное прозвучивание, высокоразрешающая сейсморазведка на поперечных SH-волнах, вертикальное сейсмопрофилирование и радиоактивный каротаж) при инженерно-геологических изысканиях под строительство зданий повышенной этажности в г. Киеве. ru Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий Article published earlier |
| spellingShingle | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий Выжва, С.А. Дейнеко, С.И. Дыняк, А.А. Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів |
| title | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий |
| title_full | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий |
| title_fullStr | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий |
| title_full_unstemmed | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий |
| title_short | Комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий |
| title_sort | комплексные геофизические изыскания с целью оценки инженерно-геологических условий при строительстве высотных зданий |
| topic | Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів |
| topic_facet | Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28393 |
| work_keys_str_mv | AT vyžvasa kompleksnyegeofizičeskieizyskaniâscelʹûocenkiinženernogeologičeskihusloviipristroitelʹstvevysotnyhzdanii AT deinekosi kompleksnyegeofizičeskieizyskaniâscelʹûocenkiinženernogeologičeskihusloviipristroitelʹstvevysotnyhzdanii AT dynâkaa kompleksnyegeofizičeskieizyskaniâscelʹûocenkiinženernogeologičeskihusloviipristroitelʹstvevysotnyhzdanii |