ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ:
ПРОБЛЕМЫ, ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Если рассматривать инженерно-геологические изыскания в комплексе, то они состоят, как известно, из трех равнозначных и одинаково важных видов работ: полевых, лабораторных и камеральных. За последние годы эти виды работ претерпели серьезные изменения, причем как в лучшую, так и в худшую сторону. Из положительных моментов можно отметить модернизацию всех процессов — появление более современных приборов и методик в лабораторных и полевых испытаниях, повсеместное применение компьютеров и новых программ для обработки результатов испытаний, полная компьютеризация камеральных работ вплоть до трехмерной графики в изображениях участков, где производились инженерно-геологические исследования. За последние 25 лет работы автора в НИиПИ ЭГ многое изменилось. В конце 1980-х годов из-за спада производства многие лаборатории либо просто закрылись, либо там осталось по одному-два сотрудника, причем чаще тех, кому недолго оставалось до пенсии. За последующие 10 лет многие организации даже оборудование успели сдать на металлолом. Теперь пришло новое время — и инженерно-геологические изыскания стали вновь востребованными. Организации, имеющие доступ к достаточно обширному фондовому материалу, наработанному за долгие годы, перестали выполнять не только лабораторные, но и буровые работы (чаще всего чтобы сэкономить). Написание отчетов сводилось к поиску в архивах материалов по изысканиям, проводившимся в пределах нужной территории или поблизости, и переделке их под новый объект. Такие организации и отделы изысканий состояли из трех-пяти человек и двух компьютеров и достаточно неплохо жили в то время. Никто не интересовался, как и на чем выполнялись исследования и откуда появлялись результаты, которые выдавались для проектирования новых зданий и сооружений. Те, у кого дела шли хорошо, со временем купили или просто арендовали буровые бригады со станками. Но образцов отбирали минимум, почти все прочностные и деформационные характеристики делались либо по подобию похожих архивных цифр из старых отчетов, либо просто подгонялись под нормативные характеристики по справочным пособиям.
Старые опытные кадры ушли из отрасли. Пришло много неподготовленных специалистов, а то и просто случайных в инженерной геологии людей. Правила ведения бурового журнала, отбора образцов, описания скважин геологами были забыты. Взамен пришло, например, такое описание грунта, как «грязный грунт» (или даже просто «земля»). Грамотных геологов, работающих в поле, сейчас мало — чаще это буровой мастер и геолог по совместительству, поэтому достоверность полевых материалов часто вызывает много вопросов, эти материалы не всегда совпадают с лабораторными данными. Опесчаненный суглинок называют песчаником, пылеватый суглинок — супесью. А проведя бурение шнеком и собрав все, что на нем задержалось, просят определить все физические и механические характеристики. Поскольку лабораторные испытания требуют времени, а сроки поджимают, то иногда «ставят телегу впереди лошади». Сначала строят разрезы, а затем, когда лабораторные данные не совпадают с выделенными слоями, легко исправляют цифры в лабораторной ведомости, что гораздо проще, чем переделывать разрез.
Вот и случаются всякие казусы, когда, например, проектная организация под свой проект заказала изыскания, а получив отчет и сверив его с фондами по рядом стоящему зданию, не обнаружила в них ни малейшего сходства. Заказали изыскания у другой фирмы. Но и новые данные никак не пересеклись ни с данными первых изысканий, ни с фондовыми материалами. Да и в котловане не обнаружилось ни малейшего совпадения ни с одним из предоставленных отчетов. Или, например, другой случай: геолог решил воспользоваться архивным материалом для написания отчета под строительство АЗС рядом с торговым центром в три этажа и не обнаружил в архивах никакого отчета по изысканиям для строительства этого центра.
Образцы в лаборатории доставляются в рваных полиэтиленовых пакетах, с засунутыми прямо в грунт этикетками, отсыревшими, размокшими и часто просто нечитаемыми. Отбор монолитов — редкость, да и качество их тоже оставляет желать лучшего.
Камеральная обработка нередко сводится к простому арифметическому вычислению среднестатистического значения и коэффициента вариации. Причем можно только догадываться, по каким критериям выделяются инженерно-геологические элементы (ИГЭ): по цвету, консистенции, наименованию грунта? Считается, что чем больше выделено элементов, тем лучше. Вот и бывает, что в скважинах глубиной 8 м выделяют по 11-13 ИГЭ. А поскольку экспертиза требует по 6-10 проб на каждый ИГЭ, то недостающие пробы просто добавляют «из головы», забывая, что это никак не совпадает с тем, что имеется в разрезе на самом деле. Отчет имеет страниц 300, у него высокая цена, а потом кто-то попытается использовать его в качестве фондового материала.
Таким образом, большинству отчетов, сделанных в период с 1990 года по настоящее время, трудно доверять — вся информация требует проверки.
Очень плохо составляется техническое задание. Непонятно, что за сооружение будут проектировать, с какими нагрузками и условиями эксплуатации. Неправильно назначаются лабораторные испытания, не отвечающие будущим возможным нагрузкам. Например, автору этих строк попадался на глаза отчет под здание с подземной частью до 50 м, где все компрессионные и сдвиговые испытания были проведены до 0,3 МПа. Часто к отчетам просто не прикладываются паспорта прочностных и деформационных испытаний. Это значит, что в лаборатории определялись только физические свойства грунтов, а все деформационные и прочностные характеристики давались либо по архивным, либо по нормативным данным, которые просто вписывались в лабораторную ведомость. По мнению автора, есть смысл, как этого и требуют СНИПы, в соответствующий раздел отчета вкладывать оригинальную лабораторную ведомость с паспортами компрессионных, сдвиговых и трехосных испытаний, а также паспорта определений коррозионной активности грунтов и вод. И только потом — уже переработанную сводную ведомость, составленную геологом, с добавленными фондовыми и архивными материалами прошлых лет и другими данными. Какие-то пробы могут не попасть в сводную ведомость — и это правильно, в этом и заключается камеральная обработка лабораторных данных, так всегда было.
В лабораторных исследованиях тоже есть проблемы. Это в первую очередь отсутствие квалифицированных кадров и, как следствие, низкое качество результатов, их сомнительная достоверность. Молодежь в лабораторию не очень-то стремится: все-таки часть работы там остается довольно грязной и пыльной, а в связи с освоением под строительство бывших промышленных зон, полей фильтрации и других «не очень чистых мест» Москвы и Московской области — и просто опасной.
Уровень подготовки специалистов за последние годы упал. Вместо инженер-геологов появилось много экологов широкого профиля наряду с юристами и экономистами. Выпускники новых «академий» часто не имеют элементарных знаний и практических навыков. В поле выезжать они не хотят — там холодно и грязно, в лабораторию тоже не хотят — там пыльно и не престижно, зато каждый знает, как «слепить» ведомость лабораторных испытаний по объекту или придумать штамповые и статические испытания грунтов по материалам прошлых лет.
Очень не вовремя развалено среднее техническое обучение, которое давало качественное профессионально-техническое образование (ведь до сих пор многие выпускники техникумов прошлых лет, впоследствии окончившие вузы, а многие и без высшего образования, являются прекрасными специалистами-практиками). Утерян опыт обучения на местах, когда начинали с простых опытов, постепенно переходя к более сложным испытаниям. А в то же время, казалось бы, самые «простые» работы по определению пределов пластичности или гранулометрического состава требуют опыта.
В одной лаборатории могут сильно различаться результаты разных сотрудников по одной пробе. Много вопросов возникает по расчетам модуля деформации по разным испытаниям и по возможности их сопоставления в отчетах. А если в отчете надо использовать результаты разных лабораторий, то свести их вместе часто бывает просто нереально. Расхождения по данным разных лабораторий доходят до 50%.
Работая в лаборатории, молодой специалист должен быть под контролем более опытных сотрудников, пока его результаты не будут соответствовать результатам более квалифицированных кадров. Например, в лаборатории, которой руководит автор настоящей статьи, проводятся регулярные проверки для всех сотрудников в виде обработки контрольных проб.
На проблему сходимости результатов лабораторных испытаний (а также полевых и камеральных работ) обратили внимание давно, так как элемент субъективности оказывает большое влияние на результаты. Многое зависит от опыта, теоретической подготовки специалиста, от того, как он интерпретирует те или иные полученные результаты, насколько понимает, какие значения ожидаются и с чем связаны возможные отличия — с условиями проведения эксперимента, с качеством подготовки пробы или с неправильно выбранной схемой проведения испытания. Например, углы откоса, определенные в разных приборах, различаются иногда на 5-8° для одного и того же песка. Лабораторные и полученные в поле (с помощью откачек) коэффициенты фильтрации тоже могут различаться в 5-10, а то и в 20 раз. И понятно почему — лабораторные приборы с маленьким объемом и специальной подготовкой (отсеиванием крупной фракции) фильтруют не совсем тот песок, что находится в природном сложении. Ведь в поле неизвестно, насколько тот или иной слой грунта однороден и выдержан в пространстве между скважинами.
Есть фирмы, где лабораторий нет вообще, но у них есть лицензии на выполнение лабораторных работ — и они их «выполняют». Существуют организации, где когда-то были лаборатории, но потом их закрыли, оборудование продали, но там продолжают «делать» весь комплекс лабораторных испытаний, даже не имея оборудования, причем сроки выполнения ими работ просто удивляют: утром пробы сдал, а после обеда получил результаты, включая данные по компрессионным и сдвиговым испытаниям. В связи с этим есть предложение проверять наличие лабораторного оборудования у организаций, вступивших в СРО, и внедрить проверку компетентности лабораторий на контрольных образцах. Сейчас, когда специалисты фирм, занимающихся стандартизацией и аккредитацией лабораторий, выдают свидетельства о соответствии, они не всегда понимают, насколько та или иная лаборатория укомплектована приборами и специалистами, имеющими опыт работы с этими приборами.
В последнее время на рынке появилась возможность приобрести приборы разных производителей и с разной степенью автоматизации — старые КПР-1 и СП-2 с ручным нагружением гирь и современные автоматизированные приборы производства Германии, Италии, Китая, США и др., полностью или частично механизированные. Среди наших производителей пока вне конкуренции приборы фирмы «Геотек» (г. Пенза), которые мы используем уже более трех лет. В целом к комплексу АСИС претензий нет. Эти приборы сделали работу с компрессионными и сдвиговыми приборами намного легче (не нужно перекидывать тонны гирь) и комфортней, а главное — освободили сотрудников от ручного записывания результатов, предоставив время для других операций. Это позволило значительно сократить сроки и увеличить объемы работ, выполняемых тем же составом лаборатории. Фирма «Геотек» проводит обучение сотрудников для работы на своих приборах, а при желании дает серьезную теоретическую подготовку на курсах повышения квалификации. Приборы сопровождаются достаточно хорошим описанием принципов и последовательности работы, а в последней версии прописаны и методы обработки полученных результатов. Это позволяет обучать сотрудников на месте и совершенствовать их мастерство. Программное сопровождение АСИС достаточно удобно, но, пока привыкнешь к одной версии, подготовят улучшенную — и опять надо переучиваться. Раньше при переустановке версии терялись схемы проведения опытов, приходилось создавать их заново.
Помимо АСИС у нас есть сдвиговые приборы и приборы трехосного сжатия немецкой фирмы GIESA. И у пензенских, и у немецких стабилометров есть свои достоинства и недостатки. Пензенские, по мнению автора, проще в эксплуатации за счет пневматического нагружения. Последнее усовершенствование лишило их главного достоинства, когда можно было, загрузив стабилометр, не подходить к нему до завершения опыта и автоматического выключения после разгрузки прибора.
А теперь после стабилизации всестороннего давления нужно запускать вертикальное нагружение, что требует расчета времени предварительного обжатия так, чтобы его окончание не попало на выходные дни. Это главный недостаток немецких стабилометров. Качество выполнения опытов выше и точнее, но программное обеспечение проведения опытов слабовато, требует серьезной доработки. Программа достаточно капризна и при малейшей ошибке оператора дает сбой.
Качественная компьютерная программа существенно сокращает сроки обработки материала и дает возможность накапливать архивные данные по региону. Особенно хочется отметить программу EngGeo для обработки результатов инженерно-геологических изысканий. У нас используется в основном только раздел обработки результатов лабораторных исследований. По мнению автора, на данный момент это лучший программный продукт для обработки лабораторных данных.
Много вопросов возникает и к ГОСТам. Автор этих строк специально коллекционирует ГОСТы разных лет. Создается впечатление, что, переписывая ГОСТы, объединяя несколько ГОСТов в один, разработчики стремятся запутать и усложнить их до такой степени, что научиться что-то определять по ним просто невозможно, если ты не выполнял этого раньше. Раздел, посвященный проведению испытаний грунтов в стабилометрах, слабоват. Непонятно, откуда взялись цифры по определению скорости проведения опыта. Раздел обработки результатов испытаний вообще никуда не годится.
Мало материалов по проведению трехосных испытаний грунтов, ставших очень популярными в последнее время. Из последних публикаций самое хорошее впечатление оставила книга профессора Г.Г. Болдырева «Методы определения механических свойств грунтов». Материал дан очень доходчиво и интересно — как на хороших курсах повышения квалификации.
С другой стороны, в целом радует, что отрасль живет и развивается. Открываются новые современные лаборатории, оснащенные по последнему слову техники. Большое внимание уделяется качеству предоставляемых материалов по изысканиям. Есть надежда, что в конце концов настанет время, когда будут существовать объединенные фонды по разным регионам и когда специалисты-геологи, или геотехники, как их теперь называют, будут нести персональную ответственность за материалы, которые они предоставляют. И только они будут решать, нужно ли бурить такое-то количество скважин и отбирать сотни образцов лишь потому, что этого требует экспертиза, или можно обойтись уточненными архивными материалами и соответственно сократить стоимость изысканий.

СЕМЕНОВА Р.В.
Заведующая лабораторией инженерно-геологических изысканий
ЗАО "Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт экологии города" (НИиПИ ЭГ)

Что можно построить без геодезии?...
Сколько это простоит без геологии?...
И как это будет выглядеть без проектирования?...

Ты знаний можешь не иметь
В какой-то области конкретной,
Но коль есть доступ в интернет,
Не жмись ты ссылочкой ответной.