Инженерно-геологические изыскания: сколько нужно скважин, как назначают глубину и цена экономии
Как по СП 446.1325800.2019 и СП 47.13330.2016 назначают число и глубину скважин: геотехническая категория, расстояния между выработками, глубина под ленточные, плитные и свайные фундаменты, объём лабораторных испытаний по ГОСТ 25100-2020 и во что обходится урезанная программа.
«Нам бы три скважины метров по десять — площадка ровная, соседи так строились». Эту фразу изыскатели слышат на каждом втором объекте, и почти всегда за ней стоит не злой умысел, а непонимание, откуда берётся объём геологии. Заказчику кажется, что число скважин — предмет торга с подрядчиком. На деле оно считается по нормам от трёх параметров: сложности грунтовых условий, уровня ответственности здания и типа фундамента с нагрузками.
Сэкономленные на бурении сто–двести тысяч рублей потом возвращаются в виде замечаний экспертизы, повторного выезда буровой бригады, а в худшем случае — усиления фундамента на построенном объекте. Ниже разбираем, как правильно назначается объём инженерно-геологических изысканий и где именно ломается «экономная» программа.
Опираемся на два действующих документа: СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» (приказ Минстроя России от 30.12.2016 № 1033/пр) и СП 446.1325800.2019 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ» (приказ Минстроя России от 05.06.2019 № 329/пр, с Изменением № 1, утверждённым приказом от 23.05.2022 № 400/пр).
С чего начинается расчёт: категория сложности и уровень ответственности
Прежде чем говорить о метрах и штуках, изыскатель определяет два входных параметра.
Категория сложности инженерно-геологических условий — I (простые), II (средней сложности) или III (сложные). Она устанавливается по приложению к СП 47.13330.2016 и зависит от количества и выдержанности слоёв грунта, наличия специфических грунтов (просадочных, набухающих, органоминеральных, техногенных), положения подземных вод и опасных геологических процессов.
Уровень ответственности здания или сооружения — повышенный, нормальный или пониженный — задаёт заказчик в техническом задании в соответствии с Федеральным законом № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и ГОСТ 27751. Опасные производственные объекты, сооружения с пролётами более 100 м, объекты с массовым пребыванием людей относятся к повышенному уровню.
Комбинация этих двух параметров даёт геотехническую категорию объекта по СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» — от 1 (простые условия, невысокая ответственность) до 3 (сложные условия или повышенный уровень ответственности). Именно геотехническая категория определяет, нужны ли полевые испытания грунтов штампами и прессиометрами, геотехнический прогноз, мониторинг и научно-техническое сопровождение. Если в задании уровень ответственности не указан или занижен, вся программа изысканий будет построена на неверной посылке.
Сколько скважин: расстояния между выработками и минимум в контуре здания
Раздел 7.2 СП 446.1325800.2019 устанавливает расстояния между горными выработками для стадии проектной документации в зависимости от категории сложности условий и уровня ответственности. Порядок величин, который перешёл в свод правил из прежних нормативов и хорошо знаком экспертизе, такой:
| Категория сложности условий | Повышенный уровень ответственности | Нормальный уровень | Пониженный уровень |
|---|---|---|---|
| I (простые) | 75–50 м | 100–75 м | 100–75 м |
| II (средней сложности) | 40–30 м | 50–40 м | 50–40 м |
| III (сложные) | 25–20 м | 30–25 м | 40–30 м |
Меньшие значения диапазона принимают для более ответственных сооружений и более изменчивых грунтов. Второе правило, о котором забывают чаще всего: в пределах контура каждого здания должно быть не менее трёх выработок, включая пройденные ранее. Три точки — это минимум, который позволяет построить хотя бы одну плоскость кровли слоя и увидеть уклон границ. Для здания сложной формы или с разноэтажными блоками трёх скважин недостаточно: выработки нужны у каждого блока, на углах и в местах максимальных нагрузок.
Глубина скважин: считается от фундамента, а не от поверхности
Самая частая ошибка «экономных» программ — глубина, назначенная от планировочной отметки без учёта фундамента. Нормы же привязывают глубину выработок к подошве фундамента и величине нагрузки, потому что именно ниже подошвы формируется сжимаемая толща, от которой зависят осадки.
Ленточные и столбчатые фундаменты
Глубина ниже подошвы растёт с нагрузкой. Ориентиры, которыми пользуется отрасль: для ленточных фундаментов с нагрузкой 100 кН/м — порядка 4–6 м, 500 кН/м — 9–12 м, 1000 кН/м — 15–20 м, 2000 кН/м — 20–23 м; для столбчатых фундаментов с нагрузкой 500 кН — 4–6 м, 2500 кН — 7–9 м, 10 000 кН — 11–15 м, 50 000 кН — до 18–26 м. Меньшие значения принимают при отсутствии подземных вод в сжимаемой толще, большие — при их наличии.
Плитные фундаменты
Под плиту глубина выработок назначается не менее половины ширины плиты и не менее 20 м от её подошвы. Для широкого здания это означает скважины по 25–30 м даже в «хороших» грунтах — и здесь чаще всего возникает конфликт с представлением заказчика о десятиметровых скважинах.
Свайные фундаменты
Скважины должны заходить ниже проектируемого положения нижних концов свай не менее чем на 5 м, а для крупных свайных полей и кустов с большими нагрузками — существенно глубже, по требованиям СП 24.13330 «Свайные фундаменты». Проблема в том, что длина свай на момент изысканий неизвестна: проектировщик определит её по результатам этих же изысканий. Поэтому опытный изыскатель закладывает глубину с запасом, ориентируясь на предполагаемый несущий слой, а не на минимально допустимые цифры.
Общее правило для всех типов: если в пределах расчётной глубины встречены слабые грунты (торф, илы, текучие суглинки), выработки углубляют до их подошвы или до слоя, способного служить основанием. Остановить скважину в слабом слое — значит оставить проектировщика без данных для расчёта осадок.
Все услуги института
Комплексные решения в области проектирования, экспертизы, исследований, сопровождения и обучения
Лабораторные испытания: без статистики нет расчётных характеристик
Скважина сама по себе даёт только разрез. Расчётные характеристики грунтов — плотность, влажность, показатели пластичности, угол внутреннего трения, удельное сцепление, модуль деформации — получают в лаборатории. Классификация грунтов выполняется по ГОСТ 25100-2020 «Грунты. Классификация», действующему с 1 января 2021 года; он же отсылает к стандартам на методы лабораторного определения физических характеристик и гранулометрического состава.
Ключевое требование: характеристики определяются не для отдельных проб, а для инженерно-геологических элементов (ИГЭ) — слоёв, однородных по составу, состоянию и свойствам. Чтобы получить нормативные и расчётные значения по ГОСТ 20522, для каждого ИГЭ нужно не менее 10 частных определений физических характеристик и не менее 6 — механических (прочностных и деформационных). Отсюда простая арифметика: если на площадке выделено пять ИГЭ, а пробурено три скважины, статистически обеспеченных характеристик не получится. Проектировщик либо возьмёт табличные значения с запасом (и фундамент подорожает), либо экспертиза потребует дополнить изыскания.
Модуль деформации, взятый «по таблице» вместо испытаний, почти всегда занижен на 30–50 процентов относительно фактического. Это не осторожность, а прямая переплата за арматуру и бетон, которую заказчик даже не видит в смете на изыскания.
Как урезанная программа превращается в переплату
Типовые сценарии, с которыми институт сталкивается при экспертизе и научно-техническом сопровождении:
- Скважины остановлены выше сжимаемой толщи. Плитный фундамент под производственный корпус, скважины 12 м вместо требуемых 20. На отметке 14 м — линза водонасыщенного суглинка, которую никто не увидел. Результат: неравномерные осадки после запуска оборудования, трещины в полах, остановка цеха на обследование и усиление основания.
- Три скважины на здание сложной конфигурации. Между выработками кровля несущего слоя «провалилась» на несколько метров. Сваи проектной длины не дошли до несущего слоя в одном из блоков — доращивание свай на площадке, срыв графика.
- Мало проб для ИГЭ. Проектировщик принял характеристики по таблицам с запасом; фундаменты вышли на 20–30 процентов дороже, чем показали бы реальные испытания. Экономия на лаборатории в сотни тысяч рублей обернулась миллионами в конструкциях.
Во всех случаях стоимость исправления на порядок превышает недоплаченную сумму: любая дополнительная скважина либо подтвердит модель и позволит оптимизировать фундамент, либо вскроет проблему, о которой лучше узнать до бетона.
Что делать заказчику: чек-лист перед заказом геологии
- Укажите в техническом задании уровень ответственности, принадлежность к ОПО, габариты здания, этажность, тип и предполагаемую глубину заложения фундаментов, ориентировочные нагрузки. Без этого изыскатель назначит глубину «по аналогам».
- Передайте исполнителю все архивные материалы по площадке — они помогут обоснованно определить категорию сложности и сократить объёмы без потери надёжности.
- Требуйте программу изысканий до выхода буровой и проверьте в ней три вещи: расстояния между скважинами соответствуют категории сложности и уровню ответственности, глубина отсчитана от подошвы фундамента, количество проб обеспечивает статистику по каждому ИГЭ.
- Для плитных и свайных фундаментов сразу закладывайте глубокие скважины и статическое зондирование — это дешевле повторного выезда.
- Убедитесь, что лаборатория исполнителя аккредитована, а классификация грунтов ведётся по ГОСТ 25100-2020, а не по отменённым редакциям.
- Для объектов геотехнической категории 3 планируйте научно-техническое сопровождение изысканий: свод правил прямо требует этого для сложных условий и повышенного уровня ответственности.
НПИ «Недра» выполняет инженерно-геологические изыскания с собственной научно-испытательной лабораторией и передаёт результаты проектировщикам института напрямую — поэтому программа бурения с самого начала считается под конкретный фундамент, а не под минимальные нормативы. Если у вас есть площадка и хотя бы предварительное представление о будущем объекте, опишите задачу в форме заявки ниже: мы оценим необходимый объём скважин, глубину и состав лабораторных испытаний до заключения договора.
Фото: USDAgov, Flickr, CC BY 2.0
