Современные тенденции развития в области инженерных изысканий способствовали внедрению инноваций на всех их стадиях, включая лабораторное изучение грунтов с целью определения различных параметров. В данном случае, это выражается целым рядом реорганизационных мероприятий, таких как автоматизирование производственных алгоритмов для минимизации учета человеческого фактора, применение современных геоинформационных систем и компьютерных программ обработки данных. Также не маловажным является своевременное обновление лабораторно-технического оснащения — усовершенствование устаревшего оборудования или замена на новое, более современное. Особое внимание следует уделить качественному периодическому повышению квалификации персонала с привлечением профессиональных специалистов инженерно-изыскательской отрасли. Одним из первостепенных, на мой взгляд, мероприятий, направленных на развитие лабораторных испытаний грунтов, является совершенствование нормативной документации.
Проблемы, связанные с формированием нормативно-документальной базы, которая смогла бы служить методической основой, обеспечить экономически эффективную, качественную и экологически безопасную деятельность грунтоведческих лабораторий, являются весьма актуальными для развития инженерно-геологических изысканий сегодня. Целью настоящей статьи является краткий анализ состояния, области применения и возможности использования современной нормативной документации (ГОСТ, СНиП, СП, ТСН и проч.) при лабораторных испытаниях грунтов.
На сегодняшний день нормативно-документальная база инженерно-изыскательского сектора Российской Федерации пребывает в весьма нестабильном состоянии. В связи с отменой лицензирования и введением СРО в строительстве, был утвержден перечень документов в области стандартизации, применение которых, наряду с обязательным, возможно на добровольной основе. Эти списки периодически обновляются и изменяются. Некоторые нормативные документы, активно используемые в лабораторных испытаниях, особенно при изучении химических свойств грунтов, не переиздавались с 80-х годов. Иные схемы и алгоритмы опытов, применяемые в лабораториях до сих пор, заимствованы не из документов в области стандартизации, а методических пособий различных учреждений и учебной литературы таких авторов, как, например Е.В. Аринушкина и В.В. Охотин.
Таким образом, формирование нормативно-документальной базы должно включать разработку и утверждение новых, а также совершенствование старых методик испытаний грунтов и подземных вод для определения их физико-механических и химических свойств. Особое внимание здесь хочется уделить новому, актуализированному ГОСТу 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости». Данный нормативный документ был существенно переработан издателями, значительно увеличился в объеме и содержании. Следует высоко оценить проделанную работу и отметить наилучшие, на мой взгляд изменения. Нормативные ссылки были дополнены актуализированными ГОСТами (ГОСТ 12071-2000, ГОСТ 22733-2002), внесены новые определения и грамотные, четко отражающие суть терминологии, поправки. Весь документ сопровождают полезные специалистам примечания, пояснения, сноски. В ГОСТе даны развернутые рекомендации к оформлению протокола испытания, что позволяет при необходимости проследить весь ход работ, а не только увидеть итоговые показатели.
Но нормативная документация должна «идти в ногу» с научно-техническим прогрессом и удовлетворять современным экспертным требованиям к точности и качеству определяемых показателей грунтов. Несомненно, современные темпы урбанизации и технический прогресс в строительстве влекут увеличение глубины техногенного проникновения в недра земли, создание грандиозных инженерных сооружений повышенной этажности, что, в свою очередь, требует совершенно других лабораторных показателей и нагрузок.
Так, согласно ГОСТу 12248 установлены ступени давления Р при определении коэффициентов деформации Еoed и Еk глинистых грунтов методом компрессионного сжатия (см. табл.) в зависимости от показателя консистенции IL. Как видно из таблицы, впервые была разработана четкая схема компрессионных исследований с конкретными ступенями давлений Р, что обеспечивает «симбиоз» легкости проведения испытаний и надежности и достоверности итоговых результатов.
Но, к сожалению, скорость развития строительных технологий значительно опережает темпы совершенствования инженерных изысканий, в т.ч. и лабораторных исследований грунтов в нашей стране. Здесь налицо резкое несоответствие современных достижений научно-технического прогресса и устаревших методик и методов лабораторных испытаний. Некоторые организации до сих пор при определении химических свойств грунтов используют титрометрический метод, в то время как системы капиллярного электрофореза или спектрофотометры имеют большую точность и продуктивность. Также большинство грунтоведческих лабораторий Российской Федерации работает на приборах Угличского экспериментального ремонтно-механического завода института «Гидропроект» 80х-90х г.г. выпуска.
Они весьма громоздки, трудоемки в обслуживании, со значительным влиянием человеческого фактора. Некоторые лаборатории пытаются своими силами модернизировать эти приборы путем установки электроприводов, их компоновки на общих панелях. Но обеспечить качественное проведение компрессионного испытания на этих приборах, согласно ГОСТу 12248, к сожалению, невозможно по причине отсутствия гирь, требуемых для создания нормального давления Р (см. табл.). Это реализуется только на полностью автоматизированных приборах. Радикальная замена старого, морально устаревшего лабораторного оборудования автоматическим осуществляется в большинстве лабораторий очень медленно и поэтапно.
Это связано, в основном, с нестабильной социально-экономической обстановкой в изыскательской отрасли наряду с достаточно высокой стоимостью приборов. Несомненно, утверждение ГОСТа 12248, содержащего обобщенную справочную и техническую информацию и развернутые подробные методические данные, является большим достижением в области грунтоведения. Для реализации заявленной концепции механических испытаний грунтов, согласно этому документу требуется отработка четкой схемы: качественный полевой отбор проб ненарушенной структуры → транспортировка монолитов в лабораторию → правильное хранение образцов → подготовка к испытанию → испытание на современном оборудовании → обработка результатов.
Таким образом, в заключении хотелось бы отметить, что для получения достоверных результатов при изучении физико-механических и химических свойств грунтов необходимо гармоничное развитие всего спектра лабораторных исследований: обновление и формирование адекватной нормативной базы с привлечением ведущих специалистов в грунтоведении, разработка единых методик испытаний, обмен опытом, в т. ч. и на международном уровне, а именно: проведение тематических заседаний, конференций, модернизация и разработка технического оборудования. Только при соблюдении всех вышеперечисленных условий возможно дальнейшее перспективное развитие лабораторного изучения грунтов.