Глава I. Системы инженерных изысканий в строительстве.
1. Основные задачи изысканий.
2. Организация изысканий. Состав и объём изысканий.
3. Документация, которая ведётся при изысканиях.
4. Виды работ при изысканиях.
Глава II. Технические средства изысканий.
1. Горнопроходческие работы.
2. Полевые испытания грунтов.
3. Гидрогеологические исследования.
4. Геофизические методы работ.
Глава III. Геология Подмосковья.
1. Рельеф Подмосковья.
2. Геологическое строение Подмосковья.
3. История геологического развития Подмосковья.
4. Гидрогеологические условия Подмосковья.
5. Современные геологические процессы и явления в Подмосковье.
6. Полезные ископаемые Подмосковья.
Глава IV. ОПИСАНИЕ МАРШРУТА В ТАТАРОВО
Глава V. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ, ПРОВЕДЕННЫЕ НА ПЛОЩАДКЕ:
— ЗАДАНИЕ 1: «Определение плотности и влажности грунтов»
— ЗАДАНИЕ 2: «Изучение установки динамического зондирования УБП-15М и предварительная оценка свойств песчаных грунтов по результатам динамического зондирования»
Геологические изыскания при строительстве дома | Пощупать грунт — это не геология | Плохие грунты
— ЗАДАНИЕ 3: «Гидрогеологические исследования. Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными наливами в шурфы»
Глава VI. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ:
— Отчет Мальцева В.
— Отчет Павловой Ю.
— Отчет Братякин А.
— Отчет Полякова В.
— Отчет Папаева А.
— Отчет Найденова Р.
— Отчет Лазутина С.
ВВЕДЕНИЕ.
Геология – наука о составе, строении и истории развития Земли. Основным объектом изучения является наружная оболочка Земли, которую называют земной корой или литосферой, её состав, структура, происходящие в ней процессы и история её развития, а также условия образования и закономерности распределения в ней минералов, горных пород (полезных ископаемых).
Цель практики: применение знаний, полученных в течение семестра по курсу “Инженерной геологии”, а так же ознакомление на практике с системами инженерных изысканий в строительстве и с техническими средствами изысканий. Для изучения геологии Подмосковья часть практики проходила в Татарово. Несколько практических работ было произведено на полигоне г. Мытищи.
Глава I. Системы инженерно-геологических изысканий в строительстве.
1. Основные задачи геологических изысканий.
Инженерно-геологические изыскания являются начальным этапом строительства любого объекта (промышленное предприятие, жилой дом, автомобильная дорога и т.д.). Поэтому изыскания под каждый вид объекта имеют свою специфику, но все изыскания имеют нечто общее, некоторый стандарт. Результаты инженерно-геологических исследований поступают в строительную проектную организацию. Отчёты должны иметь для инженера-проектировщика материалы по семи основным позициям результатов инженерно-геологических изысканий:
· оценка пригодности площадки для строительства данного объекта;
· геологический материал, позволяющий решать все вопросы по основаниям и фундаментам;
Инженерно-геологические изыскания для индивидуального строительства
· оценка грунтового основания на восприимчивость возможных динамических воздействий от объекта;
· наличие геологических процессов и их влияние на устойчивость будущего объекта;
· полную характеристику по подземным водам;
· все сведения по грунтам, как для выбора несущего основания, так и для производства земляных работ;
· по влиянию будущего объекта на природную среду.
Организация инженерно-геологических изысканий.
Состав и объем изысканий.
Инженерно-геологические изыскания проводятся специальными организациями, которые имеют специальную лицензию на данный вид работ.
Проектирование крупных объектов осуществляется по стадиям: технико-экономическое обоснование (ТЭО), технический проект и рабочие чертежи. Название стадий инженерно-геологических изысканий соответствует стадиям проектных работ, за исключением стадии ТЭО, где геологические работы получили название рекогносцировочных инженерно-геологических изысканий (осмотр территории для строительства). Следует отметить, что на практике строительства последовательность стадий проектирования не соблюдается. Инженерно-геологические работы в три, в два или в один этап (в зависимости от состава). Трёх этапные изыскания проводят, если сооружение находится в каком-либо неизвестном месте:
1. ТЭО – технико-экономическое обоснование. Основой всех изысканий является топографическая съемка (масштаб 1:25000 – 1:10000);
2. Стадия проектная (ПР.) – детально изучают площадку строительства (масштаб 1:2000 – 1:1000);
3. Рабочая документация (РД) – (1:500 – 1:200).
В зависимости от масштаба изысканий изменяется число точек, в которых производят исследования.
На ранних стадиях проектирования инженерно-геологические изыскания охватывают обширные площади, применяются не очень точные, но сравнительно простые и экономичные технические средства. По мере перехода к более поздним стадиям площади изысканий сужаются и применяются более сложные и точные методы геологических работ.
Виды работ перед изысканиями.
В комплекс инженерно-геологических работ входят следующие виды работ:
· собирают общие сведения по территории из литературных публикаций и архивных материалов изыскательских организаций; сведения о климате, рельефе, населении, речной сети и т.д.;
· производят осмотр строительной площадки инженеры-проектировщики, совместно с инженером-геологом; определяют степень её застройки, осматривают ранее построенные здания (сооружения), дорожную сеть, рельеф, растительность и т.д., в целом определяют пригодность участка под застройку и вырабатывают техническое задание на изыскания;
· выполняют инженерно-геологические изыскания; в полевых условиях изучают геологическое строение площадки, гидрогеологию, геологические процессы, при необходимости на грунтах ставят опытные работы; отобранные пробы грунтов и подземных вод изучают в лабораториях;
· по окончанию полевых работ и лабораторных работ в камеральный период составляют инженерно-геологический отчёт, который защищают в проектной организации, после чего он становится документом и используется для проектирования объекта.
БУРОВЫЕ РАБОТЫ
Эти работы имеют целью ознакомить студентов с видами бурения (ручного, механического, ударного, шнекового, колонкового и вибрационного).
РУЧНОЕ БУРЕНИЕ
На площадке, отведённой для этого вида работ, студенты знакомятся с типами буровых наконечников, штангами, обсадными трубами, приспособлениями и приемами, применяемыми при ручном бурении. Работа начинается со сборки ручного комплекта.
В качестве буровых наконечников в зависимости от типа и состояния проходимых грунтов используются ложковый бур (буровая ложка), спиральный бур (змеевик), желонка, долото. Бурение в зоне выше уровня грунтовых вод, а также глинистых (не текучих) грунтов ниже уровня грунтовых вод выполняют спиральным или ложковым бурами. Для проходки текучих глинистых, а также песчаных грунтов ниже уровня грунтовых вод необходимо применять желонку. В тех случаях, когда в забое будут встречены крупные твердые включения (типа валунов), для углубления скважины следует применять долото.
Спуск бурового снаряда в скважину, его вращение, подъем над забоем скважины и сбрасывание, а также извлечение на поверхность студенты выполняют вручную с использованием металлического хомута, укрепляемого на штанге. Для удобства вращения бурового снаряда ручки хомута удлиняются ручками труб.
Бурение выполняется с креплением стенок скважины обсадными трубками. Обсадку производят при помощи деревянного хомута, вращая обсадные трубы по часовой стрелке.
В процессе бурения из каждой литологической разновидности проходимых грунтов отбирают образцы, которые укладывают в ящик с ячейками, обозначая глубину взятия образца.
Результаты бурения заносят в буровой журнал.
МЕХАНИЧЕСКОЕ БУРЕНИЕ
Практика по механическому бурению носит в основном демонстрационный характер, так как работа на буровых установках разрешена только лицам определенной квалификации.
При работе на буровой площадке студенты продолжают ведение записей технических характеристик установок, и кинематических схем, приёмов и методики работ, пояснения которые дают учебные мастера. Желательно фотографирование отдельных этапов и зарисовка принципиальных схем работы установок.
2. Полевые испытания грунтов.
Опытные инженерно-геологические (полевые) исследования включают:
· испытание грунтов методом зондирования (динамического и статического);
· испытание грунтов статическими нагрузками (опытные штампы в шурфе) и испытание грунтов прессиометром в скважине и лопастным прибором.
Определение модуля общей деформации грунтов статическими
нагрузками на штамп
Цель и результаты работы — ознакомиться с методом испытания грунтов статическими нагрузками на штампы для оценки их сжимаемости в полевых условиях и произвести пробное испытание грунтов штампом площадью 5000 см 2 .
Основные положения метода и техническая характеристика
Все грунты в той или иной степени деформируются — сжимаются за счёт уплотнения под действием приложенной к ним статической нагрузкой. Деформация грунтов слагается из упругой нагрузки, восстанавливающейся после снятия, и остаточной. Последняя преобладает в обломочных, песчаных, глинистых и сильно трещиноватых скальных грунтах. Количественной характеристикой упругой и остаточной деформации, т.е. сжимаемости, является модуль общей деформации Е0, используемой проектировщиками для расчёта осадок сооружений. Модулем деформации называется коэффициент пропорциональности между приращениями нагрузки и осадки.
Модуль общей деформации в полевых условиях чаще всего определяются по результатам испытания грунтов с помощью штампов в шурфах, скважинах, строительных котлованах. Для испытаний в котлованах и горных выработках применяют стандартные диски площадью 2500, 5000 и 10000 см 2 , в скважинах — площадью 600 см 2 . На штамп передаётся нагрузка, на грунт — давление Р и измеряется осадка грунта S. При этом объем сжимаемого грунта значителен и по глубине составляет около двух диаметров штампа, что по сравнению с другими методами наилучшим образом моделирует деформируемость грунтов в основании сооружений или в теле земляных сооружений (плотин, дамб, насыпей). Испытания грунтов штампом трудоемки, длительны и дорогостоящи, но возможность использования при проектировании сооружений наиболее достоверного прямого расчетного показателя грунтов Е0 определяет достаточно широкое применение этого вида опытных работ в инженерно-геологических изысканиях.
Изучение установки динамического зондирования УБП-15М и
предварительная оценка физико-механических свойств
Цель работы — ознакомление с назначением, принципом работы и основными узлами буровой пенетрационной установки УБП-15М, с особенностями оценки свойств песчаных грунтов по результатам динамического зондирования.
Основные положения метода
Динамическое зондирование является полевым методом непрерывного изучения свойств грунтов вдоль вертикальной оси зондированной скважины. Метод заключается в определении сопротивления грунтов внедрению зонда, состоящего из конического наконечника и штанги под действием динамической нагрузки. Разница в сопротивлении грунтов объясняется отличием их состава, состояния и свойств. Метод применим для глинистых, песчано-глинистых, песчаных и песчано-гравийных отложений.
Методом динамического зондирования решаются следующие задачи:
· расчленение разреза песчано-глинистых грунтов на слои и линзы;
· ориентировочная оценка физико-механических свойств грунтов;
· выбор мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для уточнения их физико-механических свойств путем лабораторных исследований, штампов и др. опытов в поле.
Сопротивление, оказываемое грунтом внедрению в него зонда, называется условным динамическим сопротивлением зондированию. Количественно оно оценивается условным динамическим сопротивлением грунтов РД (МПа) в соответствии с ГОСТ 19912-81 и определяется по формуле:
где К — коэффициент, учитывающий потери энергии при ударе; А — показатель удельной кинетической энергии, Н/см (кгс/см); Ф — коэффициент для учета потерь энергии на трение штанг о грунт; число ударов в серии (залоге); h — глубина погружения зонда на залог, см.
Метод динамического зондирования широко используется при проведении инженерно-геологических изысканий под жилищное и промышленное строительство, строительство дорог, возведение ЛЭП, газо и нефтепроводов и т.д. Метод широко применяется из-за простоты конструкций зондировочных установок, их небольшой массы, удобства в обслуживании (бригада из двух человек).
Динамическое зондирование значительно сокращает стоимость изысканий и срок проведения полевых работ, т.к. зондировочные испытания выполняются гораздо быстрее и стоимость их значительно ниже буровых и горнопроходческих работ, лабораторных исследований и других опытных испытаний грунтов. Так, геологический разрез глубиной 15-20 м получается в 2-3 раза быстрее, чем с помощью данных бурения, а его стоимость в 3-4 раза дешевле.
Основные положения метода
Плотность грунта — отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к объему, занимаемому грунтом. Для определения плотности необходимо иметь образец грунта с естественной влажностью и не нарушенным строением. Плотность грунта является прямым расчетным показателем при оценки давления пород на подпорные стенки, устойчивости откосов земляных сооружений.
Плотность сухого грунта равна отношению массы образца грунта, высушенного при 100-150 0 С, к его первоначальному объему (до начала высушивания). Она является основным показателем, по которому судят о качестве укладки грунта в земляных сооружениях и является качественной характеристикой сжимаемости и прочности естественных грунтов. Плотность грунта — отношение массы сухого грунта к объему его частиц. Очевидно, что перечисленные показатели плотности связаны соотношением.
Влажностью грунта называют отношение массы воды, содержащейся в грунте в природных условиях, к массе грунта, высушенного при температуре 100-105 0 С до постоянного веса. Естественная влажность определяется почти при всех видах инженерно-геологических исследований и является важнейшим показателем состава и физического состояния грунтов.
Для установления плотности грунта возникает необходимость в отборе монолитов (образцов ненарушенного сложения), которые в песчаных и глинистых грунтах вырезаются методом режущего цилиндра либо другим способом. Несмотря на высокую стоимость и трудоемкость этот метод широко применяется при изысканиях и возведении промышленно-гражданских сооружений. Он является методом прямого определения плотности грунтов.
Пористость грунта n — это отношение объема пор к объему всего грунта, включая поры. Пористость вычисляется по формуле
Коэффициент пористости — отношение объема пор к объему частиц грунта:
Степень влажности Sr — наполнение пор водой. При полном водонасыщении Sr=1.
Конструкция пробоотборника
Рассматривается комплект прибора системы Гидропроекта для отбора песков ненарушенного сложения. Он состоит из следующих частей: режущего цилиндра, верхней насадки, опорного направляющего кольца и поршня с рукояткой для задавливания.
Цилиндр представляет собой открытый с обеих сторон отрезок металлической трубы, у которого одна кромка заострена. Объем цилиндра составляет не менее 150-200 см 3 для связных грунтов, 250-400 см 3 для пылеватых и мелких песков и 500-900 см 3 для среднезернистых и крупнозернистых песков.
Определение коэффициента фильтрации грунтов
опытными наливами в шурфы
Цель работы — знакомство с методом определения коэффициента фильтрации грунтов, залегающих в зоне аэрации.
Основные положения метода
Для определения коэффициента фильтрации неводонасыщенных грунтов, т.е. грунтов, залегающих в зоне аэрации, используется метод налива воды в шурфы.
Сущность метода заключается в создании вертикального потока, просачивающегося через сухой грунт вниз от дна шурфа, измерении площади сечения потока, расхода и гидравлического уклона, т.е. всех параметров закона Дарси кроме Кф.
Значение коэффициента фильтрации определяется по формуле:
где Qуст — установившийся расход во внутреннем цилиндре, м 3 /сут, см 3 /мин;
w — площадь поперечного сечения внутреннего цилиндра, м 2 ;
Основные положения метода
Откачки — основной и наиболее распространенный метод опытно-фильтрационных исследований водонасыщенных грунтов. При кустовой откачке бурят центральную скважину, из которой производится откачка воды насосом, и ряд наблюдательных скважин, по которым следят за изменением уровня воды во время откачки. Наблюдательные скважины располагаются на нескольких лучах, сходящихся к центральной скважине и на разных расстояниях от центральной скважины. Это позволяет определить гидравлический уклон в ходе опыта на разных направлениях.
Откачки обычно проводятся при двух-трех понижениях уровня воды в центральной скважине. Величина каждого понижения в центральной скважине в сильноводопроницаемых грунтах не мене 1 м, в средне- и маловодопроницаемых 1,5-2 м. Продолжительность откачки при одном понижении в однородных грунтах определяется реальными гидрогеологическими условиями и изменяется от нескольких часов до нескольких месяцев.
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАБОТ.
Геофизические исследования включают :
· работу с одноканальной сейсмической установкой ОСУ-1 ;
· электроразведочные работы методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ).
К числу самостоятельно выполняемых студенческой бригадой работ на полигоне относятся :
· проходка буровых скважин методом бурения (одна скважина глубиной 5-7 м ) ;
· проходка одной скважины ударным и одной скважины шнековым бурением на глубину 3-4 м ;
· испытание грунтов динамическим зондированием на глубину до 10 м ;
· проведение цикла фильтрационных наблюдений в течении 2-4 ч ;
· работа с геофизической аппаратурой 2-3 ч .
Кроме этого, студенты участвуют в монтаже и демонтаже установок, отбора образцов пород и некоторых других операциях, выполняемых при непосредственном участии учебных мастеров.
Глава III. Геология Подмосковья.
РЕЛЬЕФ ПОДМОСКОВЬЯ.
Рельеф сформировался в результате вертикальных тектонических движений земной коры в палеозойскую и мезозойскую эпохи, а также в результате формирования земной поверхности в кайнозойскую эпоху в четвертичный период, в результате оледенения этого периода.
Рельеф Подмосковья относится к равнинно-холмистому (абсолютные высоты не превышают 190,0 – 260,0 м). В Подмосковье выделяют по рельефу несколько крупных геоморфологических районов.
а) Клинско-Дмитровская холмистая гряда.
Этот район расположен к северо-западу от Москвы и имеет вид волнистой равнины с сильно развитой овражной системой. Он сформирован реками: Клязьма, Истра, Москва, Яхрома, Учи, а также ледниками и вводно-ледниковыми потоками. Абсолютные отметки колеблются от 200 до 298 м. Реки врезаны глубоко: до отмели 153,0 – 130,0 м.
Четвертичные отложения в этом районе незначительные, в основном – это суглинки валунные и пески флювиогляциальные и речные.
б) Западная моренная равнина.
Данный район расположен к западу и юго-западу от Москвы. Имеет равнинный рельеф. Отметка поверхности 190–200 м. Мощность моренных отложений достигает 60 м.
в) Теплостанская возвышенность.
Район расположен в южной части территории и занимает правобережье реки Москвы. Абсолютная отметка поверхности 270 м. Рельеф поверхности повторяет рельеф древних коренных пород. Ядро возвышения сложено породами юрского и мелового возраста; мощность ледниковых отложений неравномерна от 2 – 3м до 20 – 30м.
г) Татаровская холмистая возвышенность.
Данная территория расположена в северно-западной части вблизи с. Татарово. Татаровский участок является северным выступом теплостанской возвышенности. Отметки поверхности достигают 210,0 – 220,0 м. В рельефе преобладают холмы круглого очертания, сложенные песками и песчаниками мелового периода. С севера Татаровская возвышенность ограничена террасами реки Москвы, ширина которых на участке Татарово-Хорошово достигает 4000 м. Правый склон реки у Татаровских высот изрезан глубокими долинами оврагов, не проникающих далеко в водоразделы, что объясняется высоким положением местного базиса эрозии.
д) Водноледниковая равнина (Левобережье реки Пахры).
Территория расположена на юге и юго-востоке от района (г), занимая часть бассейна реки Десны и Пахры. Рельеф – выравненный. Абсолютные высоты не превышают 170,0 – 190,0 м. Мощность моренных и флювиогляциальных отложений невелика.
Е) Мещерская низина.
Этот район примыкает к реке Москва с востока и северо-востока. Плоская и заболоченная территория ограничена с юга рекой Окой. Отметки составляют 100,0 – 120,0 м и 140,0 – 150,0 м. Верхняя часть раздела представлена песками, подстилаемыми юрскими глинами. Глина создаёт водоупор и приводит к сильному заболачиванию и образованию многочисленных неглубоких озёр.
Ж) Долина реки Москвы.
Река Москва берёт начало западнее г. Гжатска в 321 км от Москвы (считая по течению реки). Протяженность реки 499 км. Ширина русла реки изменяется от 20 до 30 м. на востоке и нарастает вниз по течению.
При разливе реки в паводки ширина русла достигает 3000 м. В пределах Подмосковья река Москва от Звенигорода до Москвы имеет хорошо выраженные продольные террасы, сложенные речными (аллювиальными) отложениями. В Подмосковье террасы реки Москвы расположены асимметрично относительно её русла. Река Москва имеет значительную извилистость с крутыми поворотами русла в плане (меандры — излучины реки).
Палеозойская эра (Pz). Каменноугольный период(C).
Породы каменноугольного периода представлены московским ярусом, Подольским, Мечковским горизонтами. Средний отдел каменноугольного периода (C2), московский ярус (C2m).Продольный горизонт (C2m^pd) представлен известняками, доломитами, мергелями, глинами. Мячковский горизонт (C2m^mh) представлен известняками белого и светло-серого цвета с редкими прослоями мергелей, доломитов и известковистых глин. Мощность этой толщи 30 м.
Элювиальные отложения.
1) Элювий пород каменноугольного периода (el C) представлен щебнем известняка с суглинистым заполнителем.
2) Элювий пород юрского периода (el I) — сильноразрушенные глины, содержится также гипс, ярозит, пирит и т. д.
3) Элювий пород мелового периода (el G) – песок ожелезненный с глыбами и щебнем песчаника.
Ледниковые отложения.
В пределах Подмосковья известно 3-х кратное оледенение, имеющее следующие названия: окское, днепровское, московское.
Отложения днепровского оледенения (glQ4 dn) представлены тёмно-коричневыми суглинками, сильно опесчаненными. Эти отлажения распространены в некоторых участках по долине реки Москвы, в районе пос. Петрово-Дальнее и Одинцове.
Отложения московско-днепровского межледниковья (fgQ2 dn-m) представлены песками желтого и серого цвета с линзами глин и суглинка, гравия и крупной гальки.
Отложения московского оледенения (glQ2 m) – суглинки сильно опесчаненные с большим количеством щебня, гравия, гальки и валунов кристаллических пород.
Речные отложения (аллювий).
Подразделяются на древне-аллювиальные(alQ3) и современные(alQ4).
alQ3 – распространены в пределах речных надпойменных террас. Они представлены русловым (гравий, галечник, песок) и пойменным аллювием.
alQ4 – отложения, распространенные в пределах пойменных террас современных рек (в нижней части — песок, гравий, галька, в верхней – супеси, суглинки, глина).
Аллювиальные отложения распространены в пределах рек: Москвы, Пахры, Клязьмы, Гжели, Рузы и др.
Делювиальные отложения (dlQ4) – суглинки, супеси, глины с щебенкой, мелкими и крупными валунами, гравием и галькой.
Пролювиальные отложения (plQ4) – это обломочный материал, представляющий собой продукты выноса временными потоками воды.
Озерно-болотные отложения (lQ4) – иловато-торфяные органические образования, образовавшиеся в участках заболачивания при наличии местного водоупора.
В тектоническом отношении район Подмосковья относится к типу платформы, т.е. наименее подвижным участком земной коры. Территория г. Москвы и её окрестности, именуемые Подмосковьем, составляет центральную часть русской платформы.
ЯВЛЕНИЯ ПОДМОСКОВЬЯ
Речная эрозия проявляется в углублении русла реки (донная эрозия) и размыве береговых склонов (боковая эрозия). Развитие речной эрозии обуславливается многими факторами: изменением базиса эрозии (наинизшая отметка, до которой может происходить размыв в глубь), изменением направления или скорости течения реки, крутизной склонов, их литологическим составом. Базисом эрозии реки является уровень воды в бассейне, в который впадает данная река. Для борьбы с эрозией производят укрепление берегов и регулируют паводки.
Оврагообразование происходит в относительно короткое время и активизируется в связи с деятельностью человека: вырубка леса, распашка и подрезка склонов, проходка траншей и каналов, сброс в овраги сточных вод. Их возникновению способствует относительно большое количество выпадающих атмосферных осадков и развитие на поверхности земли рыхлых, легко размываемых пород. Рост оврагов приостанавливают посадкой деревьев, отводом поверхностных вод или их засыпкой.
Оползни развиты по берегам рек и водохранилищ. Основные причины: выходы юрских глин у подножья высоких и крутых склонов, их интенсивное выветривание, подмыв берега рекой, увлажнение склона грунтовыми и поверхностными водами и инженерная деятельность человека.
ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ.
Задание 1.
Основные положения метода
Плотность грунта – отношение массы грунта. Включая массу воды в его порах, к объему, занимаемому грунтом. Для определения плотности необходимо иметь образец грунта с естественной влажностью и ненарушенным строением.
Плотность грунта является прямым расчетным показателем при оценке давления пород на подпорные стенки, устойчивости откосов земляных сооружений и оползневых склонов, определении допустимого давления в основании сооружений. Плотность сухого грунта равна отношению массы образца грунта, высушенного при 100-105 ºС к его первоначальному объему (до начала высушивания). Она является основным показателем, по которому судят о количестве укладки грунта в земляные сооружения и является качественной характеристикой сжимаемости и прочности естественных грунтов. Плотность частиц грунта ρ – отношение массы сухого грунта к объему его частиц.
Влажностью грунта называют отношение массы воды, содержащейся в грунте в природных условиях, к массе грунта, высушенного при температуре 100-105 ºС для постоянного веса. Естественная влажность определяется почти при всех видах инженерно-геологичесикх исследованиях и является важнейшим показателем состава и физического состояния грунтов. Для установления плотности грунта возникает необходимость в отборе монолитов, которые в песчаных и глинистых грунтах вырезаются методом режущего цилиндра либо другим способом.
Конструкция пробоотборника
Он состоит из следующих частей :
1. режущий цилиндр
2. верхняя насадка
3. опорное направляющее кольцо
4. поршень с рукояткой для задавливания
Цилиндр представляет собой открытый с обеих сторон отрезок металлической трубы, у которого одна кромка заострена. Объем цилиндра составляет не менее 150-200 см. для связных грунтов, 250-400 см. для пылеватых и мелких песков и 500-900 см для среднезернистых и крупнозернистых и крупнозернистых песков.
Для определения плотности и влажности грунта надо иметь, пробоотборник стальную линейку или нож с длинным лезвием, совок или лопатку, полиэтиленовые мешочки, боксы для определения влажности, ровную металлическую пластинку размером, превышающим диаметр цилиндра.
Задание 2.
Изучение установки динамического зондирования УБП-15М и предварительная оценка свойств песчаных грунтов по результатам динамического зондирования
Цель работы – ознакомление с назначением, принципом работы и основными узлами буровой пенетрационной установки УБП-15М. с особенностями оценки свойств песчаных грунтов по результатам динамического зондирования.
Динамическое зондирование является полевым методом непрерывного изучения свойств грунтов вдоль вертикальной оси зондировочной скважины. Метод заключается в определении сопротивления грунтов внедрению зонда, состоящего из конического наконечника и штанги под действием динамической нагрузки. Метод применим для глинистых, песчано-глинистых и песчаногравийных отложений. Методом динамического зондирования решаются следующие задачи: расчленение разреза песчано-глинистых грунтов на слои и линзы, ориентировочная оценка физико-механических свойств грунтов. Динамическое зондирование значительно сокращает стоимость изысканий и срок проведения полевых работ.
Задание 3.
Основные положения метода
Для определения коэффициента фильтрации неводонасыщенных грунтов, т.е. грунтов, залегающих в зоне аэрации, используется метод налива воды в шурф.
Сущность метода заключается в создании вертикального фильтрационного потока, просачивающегося через сухой грунт вниз от дна шурфа, измерении площади сечения потока, расхода и гидравлического уклона, т.е. всех параметров закона Дарси кроме Кф.
Условия движения в зоне аэрации существенно отличаются от условий ее движения в водонасыщенных грунтах. Вода, поступающая в шурф, впитывается в сухой грунт и движется в ней не только под действием сил тяжести, направленных вниз, но и капиллярных сил, которые могут действовать во всех направлениях.
Благодаря действию этих сил вода, просачиваясь из шурфа в сухой грунт, растекается, образуя увлажненный зону (фигура увлажнения), форма которой изменяется во времени вытягиваясь вниз.
Значение коэффициента фильтрации определяется по формуле: Кф =
Зона увлажнения: a – различные интервалы
времени: 1 — t₁; 2 — t₂; 3 — t₃;
б – линии тока воды при ее инфильтрации из шурфа
Заключение
Во время практики мы познакомились с системой Геологической изысканий, где узнали как какие, и в какой последовательности выполняются работа на строительном участке, а так же какие изыскания необходимы для строительства тех или иных сооружений. Несколько таких инженерных изысканий мы выполняли на практике.
Мы научились определять свойства и влажность грунтов. Для этого было проведено несколько опытных работ. Работа по определению плотности и влажности грунтов заключалась в отборе породы естественной плотности и влажности, затем лабораторным методом из породы удалялась вода, и здесь нас интересовали плотность в сухой состоянии плотность естественная и влажность. Все эти данные необходимы для определения поведения грунтов под основания (могут ли различные грунты выдерживать, практически не деформируясь, вес сооружения )
Динамическое зондирования- вид изысканий более дешевый но менее точный. О прочности здесь судят по времени прохождения зонда сквозь грунт при постоянном проталкивающем усилии, действующем на зонд. Зондирование позволяет оценить (приблизительно )сжимаемую способность грунта.
Мы также познакомились, с гидрогеологическими работами, которые позволяют получать точные данные о коэффициенте фильтрации грунтов. Коэффициент фильтрации необходим для определения и оценки вымывания грунтов при возникновении больших градиентов тока воды.
Во время практики мы познакомились с геологическим строением московского региона. Узнали какие породы слагают толщию Подмосковья.
Для практического освоения результатов лекций была проведана практика в районе Крылатское близ села Татарово. Мы рассмотрели срез и собрали образцы пород характерных для московского региона.
Источник: infopedia.su
Инженерно-геологические изыскания
Обеспечение комплексного изучения инженерно-геологических условий района проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия. Состав, состояние и свойства грунтов.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.09.2015 |
| Размер файла | 185,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Департамент образования Владимирской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Владимирской области
«Владимирский строительный колледж»
Тема: «Инженерно-геологические изыскания»
Выполнила Ломакина А.В.
Проверил Долгая И.Н.
Введение
Цель инженерно-геологических исследований — получить необходимые для проектирования объекта инженерно-геологические материалы, так как ни один объект нельзя построить без этих данных.
Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.
Ведение инженерно-геологических изысканий регламентируется основным нормативным документом в строительстве «Свод правил» СП 11-105-97 «Инженерные изыскания для строительства». Данный документ определяет порядок, состав, объём и виды выполняемых работ изысканий для различных этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов и различных геологических обстановках, а так же состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приёмки, а так же ответственность исполнителей и заказчиков (проектировщиков). инженерный геологический строительство
Состав инженерно-геологических изысканий
Состав исследований определяется программой, согласованной с проектной организацией. В состав работ входят:
· сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет;
· дешифрирование аэро- и космоматериалов;
· рекогносцировочное обследование, включая аэровизуальные и маршрутные наблюдения;
· проходка горных выработок;
· полевые исследования грунтов;
· стационарные наблюдения (локальный мониторинг компонентов геологической среды);
· лабораторные исследования грунтов, подземных и поверхностных вод;
· обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений;
· составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;
· камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения).
Дешифрирование аэро- и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения
Дешифрирование аэро- и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения следует предусматривать при изучении и оценке инженерно-геологических условий значительных по площади территорий.
Дешифрирование аэро- и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения, выполняются для:
уточнения границ распространения генетических типов четвертичных отложений; уточнения и выявления тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости пород; установления распространения подземных вод, областей их питания, транзита и разгрузки; выявления районов развития геологических и инженерно-геологических процессов; установления видов и границ ландшафтов; уточнения границ геоморфологических элементов; наблюдения за динамикой изменения инженерно-геологических условий; установления последствий техногенных воздействий, характера хозяйственного освоения территории, преобразования рельефа, почв, растительного покрова и др.
При дешифрировании используются различные виды аэро- и космических съемок: фотографическая, телевизионная, сканерная, инфракрасная, радиолокационная, многозональная.
Рекогносцировочное обследование территории
В задачу рекогносцировочного обследования территории входит:
осмотр места изыскательских работ; визуальная оценка рельефа;
описание имеющихся обнажений, в том числе карьеров, строительных выработок и др.; описание водопроявлений; описание геоботанических индикаторов гидрогеологических и экологических условий; описание внешних проявлений геодинамических процессов; опрос местного населения о проявлении опасных геологических и инженерно-геологических процессов, об имевших место чрезвычайных ситуациях и др.
При маршрутных наблюдениях следует производить отбор образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, осуществлять сбор опросных сведений и предварительное планирование мест размещения ключевых участков для комплексных исследований, а также уточнять результаты предварительного дешифрирования аэро- и космоматериалов.
При маршрутных наблюдениях на застроенной территории следует дополнительно выявлять дефекты планировки территории, развитие заболоченности, подтопления, просадок поверхности земли, степень полива газонов и древесных насаждений и другие факторы, обусловливающие изменение геологической среды или являющиеся их следствием.
По результатам маршрутных наблюдений следует намечать места размещения ключевых участков для проведения более детальных исследований, составления опорных геолого-гидрогеологических разрезов, определения характеристик состава, состояния и свойств грунтов с выполнением комплекса горнопроходческих работ, геофизических, полевых и лабораторных исследований, а также стационарных наблюдений.
Геофизические исследования при инженерно-геологических изысканиях выполняются на всех стадиях (этапах) изысканий, как правило, в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ с целью:
определения состава и мощности рыхлых четвертичных отложений; выявления литологического строения массива горных пород, тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости и обводненности; определения глубины залегания уровней подземных вод, водоупоров и направления движения потоков подземных вод, гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов; определения состава, состояния и свойств грунтов в массиве и их изменений; выявления и изучения геологических и инженерно-геологических процессов и их изменений; проведения мониторинга опасных геологических и инженерно-геологических процессов; сейсмического микрорайонирования территории.
Для обеспечения достоверности и точности интерпретации результатов геофизических исследований проводятся параметрические измерения на опорных участках, на которых осуществляется изучение геологической среды с использованием комплекса других видов работ (бурения скважин, проходки шурфов, зондирования, с определением характеристик грунтов в полевых и лабораторных условиях).
Полевые исследования грунтов
Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов с целью:
· расчленения геологического разреза, оконтуривания линз и прослоев слабых и других грунтов;
· определения физических, деформационных и прочностных свойств грунтов в условиях естественного залегания;
· оценки пространственной изменчивости свойств грунтов;
· оценки возможности погружения свай в грунты и несущей способности свай;
· проведения стационарных наблюдений за изменением во времени физико-механических свойств намывных и насыпных грунтов;
· определения динамической устойчивости водонасыщенных грунтов.
Полевые исследования грунтов рекомендуется, как правило, сочетать с другими способами определения свойств грунтов (лабораторными, геофизическими) с целью выявления взаимосвязи между одноименными (или другими) характеристиками, определяемыми различными методами, и установления более достоверных их значений.
Определение физико-механических характеристик грунтов по результатам статического и динамического зондирования следует производить на основе установленных в конкретных регионах для определенных видов грунтов корреляционных зависимостей, связывающих параметры, полученные при зондировании, с характеристиками, полученными прямыми методами.
Гидрогеологические исследования при инженерно-геологических изысканиях необходимо выполнять в тех случаях, когда в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой распространены или могут формироваться подземные воды, возможно загрязнение или истощение водоносных горизонтов при эксплуатации объекта, прогнозируется процесс подтопления или подземные воды оказывают существенное влияние на изменение свойств грунтов, а также на интенсивность развития геологических и инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, оползни, пучение и др.).
Опытно-фильтрационные работы должны выполняться с целью получения гидрогеологических параметров и характеристик для расчета дренажей, водопонизительных систем, противофильтрационных завес, водопритока в строительные котлованы, коллекторы, тоннели, фильтрационных утечек из водохранилищ и накопителей, а также для составления прогноза изменения гидрогеологических условий.
При проектировании особо сложных объектов при необходимости, обосновываемой в программе изысканий, следует выполнять моделирование, специальные гидрогеологические работы и исследования с привлечением научных и специализированных организаций, в том числе:
· опытно-эксплуатационные откачки для установления закономерностей изменения уровня и химического состава подземных вод в сложных гидрогеологических условиях;
· опытно-производственные водопонижения для обоснования разработки проекта водопонижения;
· сооружение и испытания опытного участка дренажа;
· изучение процессов соле- и влагопереноса в зоне аэрации, сезонного промерзания и пучения грунтов;
· изучение водного и солевого баланса подземных вод и др.
Стационарные наблюдения необходимо выполнять для изучения:
· динамики развития опасных геологических процессов (карст, оползни, обвалы, солифлюкция, сели, каменные глетчеры, геодинамические и криогенные процессы, переработка берегов рек, озер, морей и водохранилищ, выветривание пород и др.);
· развития подтопления, деформации подработанных территорий, осадок и просадок территории, в том числе вследствие сейсмической активности;
· изменений состояния и свойств грунтов, уровенного, температурного и гидрохимического режима подземных вод, глубин сезонного промерзания и протаивания грунтов;
· осадки, набухания и других изменений состояния грунтов основания фундаментов зданий и сооружений, состояния сооружений инженерной защиты и др.
Стационарные наблюдения следует производить, как правило, в сложных инженерно-геологических условиях для ответственных сооружений, начиная их при изысканиях для предпроектной документации или проекта и продолжая при последующих изысканиях, а при необходимости — в процессе строительства и эксплуатации объектов.
Стационарные наблюдения следует проводить на характерных специально оборудованных пунктах наблюдательной сети, часть из которых рекомендуется использовать для наблюдений после завершения строительства объекта.
В качестве наиболее эффективных средств проведения стационарных наблюдений следует использовать режимные геофизические исследования — измерения, осуществляемые периодически в одних и тех же точках или по одним и тем же профилям, измерения с закрепленными датчиками и приемниками, а также режимные наблюдения на специально оборудованных гидрогеологических скважинах.
Состав наблюдений, объемы работ, методы проведения стационарных наблюдений (визуальные и инструментальные), точность измерений следует обосновывать в программе изысканий в зависимости от природных и техногенных условий, размера исследуемой территории, уровней ответственности зданий и сооружений и этапа (стадии) проектирования.
Продолжительность наблюдений должна быть не менее одного гидрологического года или сезона проявления процесса, а частота наблюдений должна обеспечивать регистрацию экстремальных (максимальных и минимальных) значений изменения компонентов геологической среды за период наблюдений.
Стационарные наблюдения за изменениями отдельных компонентов геологической среды, связанные с необходимостью получения точных количественных характеристик геодезическими методами или обусловленные проявлением гидрометеорологических факторов, следует осуществлять в соответствии с положениями соответствующих сводов правил по проведению инженерно-геодезических и инженерно-гидрометеорологических изысканий.
Лабораторные исследования грунтов
Лабораторные исследования грунтов следует выполнять с целью определения их состава, состояния, физических, механических, химических свойств для выделения классов, групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ 25100-95, определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления степени однородности грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов, прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов.
В зависимости от свойств грунтов, характера их пространственной изменчивости, а также целевого назначения инженерно-геологических работ в программе изысканий рекомендуется устанавливать систему опробования путем соответствующего расчета.
Выбор вида и состава лабораторных определений характеристик грунтов следует производить в соответствии с учетом вида грунта, этапа изысканий, характера проектируемых зданий и сооружений, условий работы грунта при взаимодействии с ними, а также прогнозируемых изменений инженерно-геологических условий территории (площадки, трассы) в результате её освоения.
Лабораторные исследования по определению химического состава подземных и поверхностных вод, а также водных вытяжек из глинистых грунтов необходимо выполнять в целях определения их агрессивности к бетону и стальным конструкциям, коррозионной активности к свинцовой и алюминиевой оболочкам кабелей, оценки влияния подземных вод на развитие геологических и инженерно-геологических процессов (карст, химическая суффозия и др.) и выявления ореола загрязнения подземных вод и источников загрязнения.
Для оценки химического состава воды рекомендуется проводить стандартный анализ. Выполнение полного или специального химического анализа воды следует предусматривать при необходимости получения более полной гидрохимической характеристики водоносного горизонта, водотока или водоёма, оценки характера и степени загрязнения воды, что должно быть обосновано в программе изысканий.
Обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений
Обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений следует проводить при их расширении, реконструкции и техническом перевооружении, строительстве новых сооружений вблизи существующих (в пределах зоны влияния), а также в случае деформаций и аварий зданий и сооружений.
При обследовании необходимо определять изменения инженерно-геологических условий за период строительства и эксплуатации предприятий, зданий и сооружений, включая изменения рельефа, геологического строения, гидрогеологических условий, состава, состояния и свойств грунтов, активности инженерно-геологических процессов, с целью получения данных для решения следующих задач:
возможности надстройки, реконструкции зданий и сооружений с увеличением временных и постоянных нагрузок на фундаменты; установления причин деформаций и разработки мер для предотвращения их дальнейшего развития, а также восстановления условий нормальной эксплуатации зданий и сооружений; определения состояния грунтов основания, возможности и условий достройки зданий и сооружений после длительной консервации их строительства; определения состояния мест примыкания зданий-пристроек к существующим и разработки мер по обеспечению их устойчивости;
выяснения причин затапливания и подтапливания подвалов и других подземных сооружений.
Прогноз — качественный и количественный
Прогноз — качественный и количественный возможных изменений во времени и в пространстве инженерно-геологических условий исследуемой территории (состава, состояния и свойств грунтов, рельефа, режима подземных вод, геологических и инженерно-геологических процессов) необходимо приводить в техническом отчете о результатах инженерно-геологических изысканий наряду с оценкой современного состояния этих условий.
Камеральная обработка полученных материалов
Камеральную обработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательную камеральную обработку и составление технического отчета или заключения о результатах инженерно-геологических изысканий).
В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация записей маршрутных наблюдений, просмотр и проверка описаний горных выработок, разрезов естественных и искусственных обнажении, составление графиков обработки полевых исследований грунтов, каталогов и ведомостей горных выработок, образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, увязка между собой результатов отдельных видов инженерно-геологических работ, составление описаний горных выработок, предварительных инженерно-геологических разрезов, карты фактического материала, предварительных инженерно-геологических и гидрогеологических карт и пояснительных записок к ним.
При окончательной камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных предварительных материалов, оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах инженерно-геологических изысканий, содержащего все необходимые сведения и данные об изучении, оценке и прогнозе возможных изменений инженерно-геологических условий, а также рекомендации по проектированию и проведению строительных работ.
Заключение
В современных условиях ни одно здание или сооружение не может быть спроектировано, построено и надежно эксплуатироваться (а в последствии может быть ликвидировано или реконструировано) без достоверных и полных инженерно-геологических материалов.
Все это определяет основные задачи, которые стоят перед инженерами-геологами в процессе изыскательских работ еще до начала проектирования объекта (при принятии решения о строительстве, об инвестировании проекта и т.п.), а именно:
Выбор оптимального (благоприятного), в геологическом отношении (площадки, района), строительства данного объекта;
Выявление инженерно-геологических условий в целях определения наиболее рациональных конструкций фундаментов и объекта в целом, а также технологии производства строительных работ;
Выработка рекомендаций по необходимым мероприятиям и сооружениям инженерной защиты территорий и охране геологической среды при строительстве и эксплуатации сооружений.
Сложный узел проблем, возникающих при взаимодействии современных строительных объектов с окружающей, в том числе и с геологической средой, определяет необходимость для инженера-строителя обладать знаниями в инженерной геологии, а для инженера-геолога — в области строительства. В настоящее время только такое «взаимопроникновение» позволяет грамотно и экологично решать все задачи при строительстве, эксплуатации, реконструкции и ликвидации строительных объектов.
Список используемых источников
1. СП 11-105-97 «Инженерные изыскания для строительства»
3. Ананьев, В.П., Инженерная геология: Учебник В.П. Ананьев; А.Д. Потапов. — М.: Высшая школа, 2002.-511с.
4. Пешковский, Л.М., Инженерная геология: Учебное пособие Л.М. Пешковский; Т.М. Перескокова. — М.: Высшая школа, 1982. — 341с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Инженерные изыскания — комплекс работ, проводимых для изучения природных условий района, участка, площадки, трассы проектируемого строительства. Геологические и инженерно-геологические карты и разрезы. Методы и стадии инженерно-геологических изысканий.
реферат [25,0 K], добавлен 29.03.2012
Физико-географический обзор, геологическое строение и гидрогеологические условия Усть-Лабинского района. Проведение инженерно-геологических работ для проекта строительства компрессорной станции. Испытания просадочных грунтов статическими нагрузками.
дипломная работа [994,9 K], добавлен 09.10.2013
Общая характеристика климатологических особенностей района строительства. Исследование рельефа и геоморфологии участка строительной площадки, его геологическое строение и гидрогеологический состав. Изучение физико-механических свойств грунтов района.
контрольная работа [31,6 K], добавлен 07.08.2013
Описание физико-географических условий района, включающее орогидрографию, климат района и геологическое строение. Оценка инженерно-геологических условий на основе районирования территории. Методика и условия проведения инженерно-геологических изысканий.
дипломная работа [161,5 K], добавлен 30.11.2010
Физико–географические характеристики района. Геологическое строение и инженерно-геологическая характеристика пород. Гидрогеологические условия Хингано–Буреинского региона. Современные геологические процессы и явления, происходящие в горных породах.
Источник: revolution.allbest.ru