Проводя инженерно-геологические изыскания для строительства принято изучать грунты как основание, среду или даже материал предполагаемых к строительству сооружений, заключенные в исследуемых грунтах подземные воды, текущие в них физико-геологические процессы в различных формах их проявления.
БУРОВЫЕ РАБОТЫ
Оценивая вероятные расходы и планируя рабочее время на различные стадии геологических изысканий для строительства надо помнить о том, что наиболее дорогостоящим, сложным и длительным по времени видом изыскательских работ по праву и не без основания на то считаются буровые работы. При формировании бюджета строительства надо обязательно учитывать и этот существенный фактор.
Предназначение буровых работ
Непосредственно к буровым работам относится создание скважин инженерно-геологического назначения различного диаметра и глубины, которое производится в основном механическими способами. Создание скважин кроме самого процесса бурения скважин включает в себя так же ряд различных вспомогательных работ. Это проведение планировки буровой площадки, монтаж и последующий демонтаж буровой вышки или мачты, а так же другого оборудования, применяемого в буровом деле, приготовление специального промывочного агента, погружение или извлечение обсадных труб и некоторые другие операции.
Особенности выполнения инженерно-геологических изысканий для подготовки проектной документации
Буровой скважиной называется горная выработка цилиндрической формы и значительной длины при относительно малом диаметре. При проведении инженерно-геологических изысканий соотношение глубины скважины к её диаметру должно находиться в пределах значений 0,2 – 0,001.
Бурение инженерно-геологических скважин на проведении изыскательских работ производится с целью получения данных о состоянии геологического разреза, сбора образцов грунтов для определения их составов, состояния, а так же изучения их физико-механических характеристик.
Задачи, решаемые бурением скважин, определяют ряд специальных требований к данному процессу. Такие требования в значительной мере отличаются от них же, принятых для поисков и разведки различных полезных ископаемых, а так же изучения подземных вод.
Сравнивая геологоразведочное и инженерно геологическое бурение, надо заметить, что техническая база для их проведения остается одна и та же. Тем не менее, располагая одинаковой технической базой, геологоразведочное и инженерно-геологическое бурение предназначается для различных целей и предназначено для решения разных задач. Обозначим их различие:
Объектами инженерно-геологического бурения являются верхние слои земной коры, находящиеся в зоне соприкосновения с инженерными конструкциями, при проектировании которых и производится такое бурение. Обычно глубина инженерно-геологических скважин редко превышает 10-15 метров. При проведении геологоразведочного бурения возможная глубина скважин как правило на порядок выше или даже больше. При этом главный объем инженерно-геологического бурения производится в нескальных грунтах, а геологоразведочного, наоборот, в скальных.
Роковая ошибка в инженерно геологических изысканиях для строительства
Образец (керн породы), извлеченный из скважины в процессе геологоразведочного бурения, изучается главным образом с точки зрения его состава, при инженерно-геологическом бурении, картина несколько иная — в равной мере важным является как состав извлеченных образцов породы, так и их свойство и состояние.
Приведенная выше специфика предъявляет дополнительные требования к технологии бурения инженерно-геологических скважин. Необходимость определения характеристик состава, свойств и состояния массива грунтов определяет использование грунтоносов для отбора монолитов при проведении инженерно-геологического бурения, что совершенно не применяется в геологоразведочном бурении. Весьма небольшая глубина скважин при инженерно-геологических работах дает возможность применять в этом случае методы зондирования, которые отличны от классического бурения. При геологоразведочных изысканиях статическое зондирование на практике не применяется.
Главными требованиями к инженерно-геологическим скважинам являются:
1. Возможность получения полных данных о гидрогеологическом и геологическом строении обследуемых территорий, 2. Возможность получения исчерпывающих и точных данных о физико-механических свойствах пород, 3. Возможность обеспечение производства опытных работ с надлежащим качеством как в процессе бурения, так и по его окончанию.
К наиболее существенным особенностям инженерно-геологических скважин должны быть отнесены следующие:
Не большая их глубина (Значение определяется типом проектируемого здания и
геологическими условиями на участке строительства);
Малое различие в диаметре скважин; этот параметр определяется только типом и характером опробования при бурении;
Происходящий безостановочный отбор керна из скважины, в процессе бурения должен быть гарантирован 100 процентный выход керна.
Из скважины осуществляется непрерывный или же поинтервальный отбор образцов (монолитов) породы со сложением, приближенным к природному;
В некоторых скважинах производятся разнообразные опытные работы, которые по времени могут оказаться более продолжительными, нежели сам процесс бурения;
По окончанию буровых работ обязательно должен проводиться тампонаж скважин для ликвидации пустот и искусственных каналов для циркуляции грунтовых вод;
Разбросанность объектов изысканий, огромное различие в условиях бурения инженерно-геологических скважин:
Приведенная выше специфика является необходимой исходной предпосылкой, используемой при разработке технологических приемов бурения и специальных технических средств, организации буровых работ.
Виды типовых конструкций инженерно геологических скважин.
К конструкции инженерно-геологических скважин предъявляются следующие требования:
1. Конструкция инженерно-геологических скважин должна соответствовать современному состоянию производства изыскательских работ и отвечать требованиям по их соответствию развитию технического прогресса в сфере геологических изысканий. Конкретно, необходимо учитывать все более широкие применения в проведении изысканий полевых методов, постоянное совершенствование технологии и техники отбора монолитов в следствии внедрения грунтоносов, более широкого использования каротажных методов, новейшего опытно-фильтрационного оборудования.
2. Конструкция скважин должна учитывать все существующие нормативно-методические документы (СНиПы, инструкции, стандарты, указания и рекомендации). В соответствии с ГОСТ 12071-72 должны использоваться грунтоносы с внутренним диаметром не менее чем 9 см. Соответственно, диаметр скважин, используемых для отбора монолитов, должен быть не менее 127 мм в диаметре.
Так же ГОСТ 12374-77 предписывает использовать величину площади штампа для испытаний грунтов статической нагрузкой в 600 кв. см.. Соответственно наименьший диаметр скважины для проведения таких испытаний должен быть не менее 325 миллиметров.
3. Конструкция скважины должна учитывать современное техническое состояние оснащения при проведении геологических изысканий буровыми станками и другим изыскательским оборудованием.
4. При создании конструкции скважин необходимо учитывать применение технологии прогрессивных методов бурения.
Классификация буровых скважин.
Главная задача классификации буровых скважин состоит в рациональном и обоснованном выделении таких групп, для которых требуются единые технические способы и средства их проходки, средства и методики опробования.
При выборе способов бурения, конструкций скважин, типов буровых станков, инструментов и режимов выполнения проходки скважины решающее значение имеют следующие основные факторы:
— основное предназначение скважин;
— проектная глубина скважины;
— прочность пород и их устойчивость к обрушению стенок скважины;
— геологические условия ведения буровых работ.
Назначение буровых скважин.
По своему предназначению скважины делятся на 1) зондировочные, 2) разведочные, 3) гидрогеологические, 4) специальные
Назначение инженерно-геологических скважин, их параметры и правила отбора образцов породы приведены в следующей таблице:
Источник: www.rtgeolog.ru
Рекомендации по производству буровых работ при инженерно-геологических изысканиях для строительства
Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Способы доставки
- Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
- Курьерская доставка (7 дней)
- Самовывоз из московского офиса
- Почта РФ
В Рекомендациях изложены вопросы использования технических средств и выбора рациональной технологии бурения скважин (с поверхности земли), а также отбора образцов грунта при производстве инженерно-геологических изысканий для строительства. Рассматриваются задачи и условия проведения буровых работ. Предлагается технико-технологическая классификация буровых скважин.
В соответствии с классификацией выделяются группы скважин по назначению, глубине, условиям подъезда транспортом и проходимым грунтам. Дается краткое описание применяемых способов бурения (колонкового, ударно-канатного кольцевым забоем, шнекового, вибрационного) области их рационального использования, достоинств и недостатков. Рекомендации содержат основные требования, предъявляемые к буровым станкам в установкам. Описываются рекомендуемые модели буровых станков и установок, Их технические характеристики и сведения о выпуске. Даются указания по выбору бурового инструмента и рациональных режимов бурения, способствующих получению наиболее качественной инженерно-геологической информации о грунтах. Большое место отводится вопросам отбора монолитов. рассматриваются вопросы организации буровых работ и техники безопасности при бурении скважин
Оглавление
1. Задачи и условия проведения буровых работ при инженерно-геологических изысканиях
2. Выбор способа бурения
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем
Ударно-канатное бурение сплошным забоем
3. Выбор бурового оборудования
4. Технология бурения
Бурение породоразрушающим инструментом, армированным твердыми сплавами, с промывкой
Бурение дробовым породоразрушающим инструментом с промывкой
Бурение алмазным породоразрушающим инструментом с промывкой
Бурение с продувкой воздухом
Бурение твердосплавным инструментом всухую
Бурение двойными колонковыми снарядами
Мероприятия по повышению выхода керна при колонковом бурении
Вращательное бурение сплошным забоем (роторное)
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем
Ударно-канатное бурение сплошным забоем
Проходка скважин в мерзлых грунтах
5. Отбор образцов грунта из буровых скважин
Отбор образцов грунта с нарушенной структурой
Отбор образцов грунта с ненарушенной структурой (монолитов)
6. Рекомендации по организации буровых работ
7. Правила безопасного ведения буровых работ при инженерно-геологических изысканиях
Правила безопасности при колонковом бурении
Правила безопасности при шнековом бурении
Правила безопасности при вибрационном бурении
Правила безопасности при ударно-канатном бурении
Требования к канатам
Приложение. Технические данные по буровым станкам и установкам
| 01.01.2021 |
| 21.05.2015 |
| 01.01.2021 |
Этот документ находится в:
- Раздел Строительство
- Раздел Справочные документы
- Раздел Директивные письма, положения, рекомендации и др.
- Раздел Экология
- Раздел 93 ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
- Раздел 93.010 Гражданское строительство в целом
Организации:
| Разработан | ПНИИИС Госстроя СССР | |
| Разработан | ЦТИСИЗ | |
| Издан | Издательство литературы по строительству | 1970 г. |
| Утвержден | ПНИИИС Госстроя СССР |
- СНиП II-Б.1-62Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования
- СНиП III-А.11-62Техника безопасности в строительстве
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
производственный и научно-исследовательския институт по инженерным изысканиям
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГОССТРОЯ СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОИЗВОДСТВУ БУРОВЫХ РАБОТ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ИНЖЕНЕРНЫМ изысканиям В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГОССТРОЯ СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОИЗВОДСТВУ БУРОВЫХ РАБОТ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ Москва — 1970
а также «безнасосным» способом. Выбор агента для очистки скважины от шлама в зависимости от физико-механических свойств проходимых грунтов следует производить в соответствии с данными табл. 3.
2.6. Бурение скважин с продувкой воздухом по сравнению с бурением с промывкой имеет ряд преимуществ: более высокую механическую скорость бурения, увеличенную проходку на породоразрушающий инструмент, улучшенные условия труда буровой бригады (особенно в зимнее время и в северных районах) и др. Кроме того, бурение с продувкой в породах, естественная структура которых нарушается от контакта с водным раствором, предотвращает размыв стенок скважин и образование обвалов. Бурение с продувкой позволяет успешно проходить мерзлые грунты. К числу недостатков бурения с продувкой относятся: уменьшение в некоторых породах выхода керна при прямой продувке (при использовании обратной продувки выход керна сохраняется довольно высоким), повышенный износ бурильных труб, затруднения при бурении обводненных пород.
Бурение инженерно-геологических скважин с продувкой наиболее целесообразно использовать: в районах с суровыми климатическими условиями (северные районы страны); в пустынных и засушливых местностях, в условиях бездорожья, труднодоступных и горных районах, где водоснабжение связано с большими затратами времени, сил и средств; в необводненных устойчивых грунтах; в необводненных трещиноватых породах, где обеспечение нормальной циркуляции жидкости практически невозможно; в мерзлых грунтах; при бурении скважин глубиной более 30 м.
2.7. Сущность «безнасосного» бурения заключается в том, что проходка скважины ведется обычным колонковым способом без подачи насосом на забой промывочной жидкости и с расхаживанием бурового снаряда. Циркуляция жидкости между стенками скважины и наружной поверхностью колонкового снаряда, а также между керном и внутренней поверхностью коронки и колонковой трубы происходит вследствие расхаживания снаряда.
Обязательным условием применения данного способа является наличие в скважине столба жидкости высотой, несколько превышающей длину колонкового снаряда. В случае отсутствия грунтовых вод в скважину периодн-
чески подливают воду или глинистый раствор, в зависимости от устойчивости пород в стенках скважины.
Безнасосное бурение следует применять: при проходке неглубоких скважин или разбурке твердых пород небольшой мощности, в случае возникновения трудностей с обеспечением скважин водой и когда необходимо получить высокий выход керна и достаточно сохранную структуру образца.
Безнасосное бурение не следует применять при сильном поглощении промывочной жидкости у забоя скважины.
2.8. Преимуществами шнекового способа являются: высокая механическая скорость бурения в песчаных и глинистых грунтах, большой процент времени чистого бурения (при шнековом бурении процесс проходки и выдача грунта на поверхность совмещаются), незначительные затраты времени на монтажно-демонтажные работы и вспомогательные операции, возможность отбора керна при использовании специального инструмента. Важным является также то обстоятельство, что шнековое бурение не требует использования промывочной жидкости.
Область эффективного использования шнекового способа ограничена нескальными грунтами (глинистыми и песчаными).
2.9. Бурение скважин шнековым способом производится сплошным и кольцевым забоем. Бурение сплошным забоем осуществляется непрерывным рейсом (поточное бурение), рейсовыми заходками (рейсовое бурение) и завинчиванием.
При поточном бурении разбуриваемый грунт непрерывно выносится из скважины на поверхность шнековой колонной, которая по мере погружения в грунт наращивается дополнительными шнеками. Непрерывная выдача грунта на поверхность при этом способе затрудняет производство качественной геологической документации.
Поточное бурение следует применять при проходке зондировочных скважин в неоплывающих и неосыпаю-щихся грунтах, обеспечивающих устойчивость стенок скважины и равномерный вынос разбуренной породы на
поверхность (слабые и слабосвязанные супесчаные и суглинистые грунты).
Рейсовое бурение состоит из последовательных циклов (рейсов), включающих погружение шнека с долотом в грунт и последующее его извлечение из скважины с грунтом. Разновидностью рейсового бурения является бурение с холостым вращением (без углубки) колонны шнеков в скважине — в этом случае разрушенный грунт периодически поднимается на поверхность без подъема шнеков, что позволяет получить более точное представление о разрезе.
Рациональной областью применения этого способа является проходка зоидировочных и разведочных скважин в основном в пластичных и тугопластичных глинистых грунтах.
Винтовое бурение (завинчивание) отличается от рейсового тем, что шнековую колонну со спиральным долотом завинчивают в грунт на такую глубину, при которой ее можно будет извлечь без вращения из скважины. Винтовое бурение целесообразно использовать при проходке водоносных песков, глинистых грунтов скрытоте-кучеп консистенции, илов, торфов и т. д.
2.10. Сущность медленно-вращательного бурения заключается в том, что для проходки скважин используются самоходные станки колонкового и роторного бурения, а в качестве наконечников применяется инструмент для ручного ударно-вращателыюго бурения (змеевики, ложковые буры и т. д.).
Этот способ используют при забуркс скважины, а также для проходки значительных толщ рыхлых и мерзлых грунтов.
2.11. Роторное бурение сплошным забоем на инженерных изысканиях применяется очень редко. В основном оно используется для проходки гидрогеологических скважин глубиной 80—100 м и более в тех случаях, когда геологические разрезы представлены преимущественно скальными, полускальными и мерзлыми грунтами.
УДАРНО-КАНАТНОЕ БУРЕНИЕ КОЛЬЦЕВЫМ ЗАБОЕМ
2.12. При ударно-канатном бурении кольцевым забоем проходка скважины производится за счет сбрасывания на забой скважины или забивки в грунт кольцевого наконечника (забивного стакана, зонда и т. д.), в результате чего грунт заполняет его внутреннюю полость и извлекается на поверхность.
Данный способ бурения по сравнению с другими имеет ряд преимуществ: вполне удовлетворительное качество отбираемого керна, незначительные затраты мощностей на бурение при проходке скважин сравнительно большой глубины, малые затраты времени на спускоподъемные операции, возможность проходки скважин в несвязных грунтах буровыми наконечниками большого диаметра с одновременным или опережающим погружением обсадных труб, вертикальность скважины.
2.13. Ударно-канатное бурение кольцевым забоем осуществляется забивным способом (без отрыва инструмента от забоя) и «клюющим» (с отрывом инструмента от забоя после каждого удара).
Забивное бурение может быть использовано при проходке всех разновидностей связных глинистых грунтов. «Клюющий» способ дает наилучшие результаты при проходке скважин в мягкопластичных и просадочных (лессовых) глинистых грунтах.
2.14. В случае проходки неустойчивых глинистых и песчаных грунтов бурение ведется забивным способом с одновременным погружением обсадных труб путем их расхаживания или вибрирования.
УДАРНО-КАНАТНОЕ БУРЕНИЕ СПЛОШНЫМ ЗАБОЕМ
2.15. При ударно-канатном бурении сплошным забоем углубление скважины производится за счет сбрасывания на забой породоразрушающего долота с последующей очисткой скважины и подъемом разрушенной породы на поверхность желонкой. Этот способ не обеспечивает получения качественной геологической документации. Основное применение данный способ находит при бурении гидрогеологических скважин в песчаных, глинистых, крупнообломочных грунтах. Кроме того, он мо-
жет быть использован для проходки больших толш крупнообломочных грунтов, а также встречающихся прослоек крепких пород.
2.16. Третьей разновидностью ударно-канатного способа является желонирование — операция, при которой желонка многократно с небольшой высоты, но со значительной частотой сбрасывается на забой до ее полного наполнения разжиженным грунтом.
Желонирование целесообразно применять при проходке сильно обводненных песчаных грунтов. Проходку скважины в этом случае необходимо вести с одновременным закреплением стенок скважин обсадными трубами.
2.17. При вибрационном бурении внедрение в грунт кольцевого породоразрушающего наконечника (виброзонд и др.) производится под действием веса вибратора и веса бурового снаряда, а также за счет передачи последнему вибрационных колебаний или нанесения ударов с высокой частотой.
Вибрационное бурение относится к числу наиболее перспективных способов проходки скважин при инженерных изысканиях. Обладая высокой производительностью (до 50 м в смену при глубине скважин до 10— 12 ж в породах I—III категории), этот способ позволяет вести качественную геологическую документацию исследуемого разреза, а также отбирать образцы ненарушенной структуры в ряде разновидностей грунтов.
Вибробурение может применяться при проходке аллювиальных песков, супесей, суглинков и глин, моренных, насыпных и гравелисто-галечных грунтов, а в некоторых случаях мягких мергелей. Рациональной областью применения вибрационного способа является проходка скважин глубиной до 15—20 м в глинистых и песчаных обводненных грунтах.
2.18. Существуют две разновидности вибрационного бурения: чисто вибрационное и виброударное.
Сущность чисто вибрационного бурения состоит в том, что под действием вибрации бурового снаряда резко снижается как лобовое, так и боковое сопротивление групта, благодаря чему снаряд под действием собственного веса и веса вибратора погружается в грунт. Чисто вибрационное бурение можно использовать при бурении
Рекомендуемые области применения различных способов бурения инженерно-геологических скважин
Источник: standartgost.ru
Инженерно геологическая документация при строительстве
Инженер-строитель при участии инженера-геолога
Цель инженерно-геологических исследований – получить необходимые для проектирования объекта инженерно-геологические материалы, так как ни один объект нельзя построить без этих данных.
Задача исследований – изучение геологического строения, геоморфологии, гидрогеологических условий, природных геологических и инженерно-геологических процессов, свойств горных пород и прогноз их изменений при строительстве и эксплуатации различных сооружений.
Введение инженерно-геологических изысканий регламентируется основным нормативным документом в строительстве «Строительными нормами и правилами» СНиП 11-02 – 96 «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).
Состав исследований определяется программой, согласованной с проектной организацией. В состав работ входят: сбор, изучение и анализ имеющихся геологических материалов по району строительства; инженерно-геологическая и гидрогеологическая съёмка; буровые и горно-проходческие разведочные работы; геофизические исследования; опытные полевые работы; стационарные наблюдения; лабораторные исследования грунтов и подземных вод; камеральная обработка и составление отчёта.
1. Инженерно-геологические исследования для строительства.
Во всех случаях исследования должны начинаться со сбора имеющихся материалов о природных условиях района (геологическом строении, гидрогеологических условиях, климате, гидрологии, почвенном покрове, топографии). Эту работу выполняют в подготовительный период до начала полевых работ; изучают материалы, хранящиеся в геологических фондах и других организациях, опубликованные работы, собирают данные об опыте строительства и эксплуатации аналогичных сооружений в местных природных условиях. Тщательный сбор и анализ имеющихся материалов, дополнительный в ряде случаев рекогносцировочным обследованием района, позволяет целенаправленно составить программу исследований и значительно сократить объём их работ.
После проведения необходимых организационно-хозяйственных мероприятий изыскательский отряд или партия выезжает на место будущего строительства и приступает к работам (съёмка, буровые, геофизические и другие работы).
Окончательная обработка полевых материалов и результатов лабораторных анализов производится в стационарных условиях в течение камерального периода. Камеральная обработка материалов завершается составлением инженерно-геологического и гидрогеологического отчётов.
Объём выполняемых инженерно-геологических исследований бывает различен. Это связано со стадией проектирования (предварительные или детальные исследования), геологической изученностью района (изученный, малоизученный, неизученный), сложностью геологического строения (сложные складки, горизонтальное залегание слоёв и т. д.), особенностями свойств грунтов (грунты, требующие и не требующие специальных работ), конструктивными особенностями сооружений и их капитальностью.
Основной объём инженерно-геологических работ приходиться на исследования, проводимые период до проектирования. На этом этапе инженерно-геологические исследования обеспечивают получение необходимых данных, связанных с геологией местности, со свойствами грунтов и получением инженерных выводов. Изучение геологии местности позволяет установить лучший участок для строительства, влияние геологических процессов на сооружение и влияние самого сооружения на природную обстановку. Изучение грунтов позволяет определить их свойства, решить вопрос о необходимости улучшения их свойств и составить представление о наличии в данном районе тех или иных строительных материалов. Важное место занимают инженерные выводы. При этом устанавливается глубина заложения фундаментов и величина допускаемых давлений на грунт, прогнозируются устойчивость сооружения, величины ожидаемых осадков и т. д.
В период строительства при проходке котлованов производят сверку наблюдаемых геологических данных с геологическими материалами, полученными в период инженерно-геологических исследований до проектирования. При наличии расхождений назначают дополнительные инженерно-геологические работы для подтверждения правильности выполненного проекта или внесения в него необходимых исправлений.
При эксплуатации зданий и сооружений во многих случаях целесообразны работы, связанные с подтверждением прогноза устойчивости объектов. Так проводят наблюдения за характером и величиной осадок, режимом грунтовых вод и рек, размывом берегов, устойчивостью склонов и т. д. К этому периоду относят работы, получившие названия инженерно-геологической экспертизы. Задачей таких исследований является установление причин возникновения деформаций зданий и сооружений.
Инженерно-геологические работы обычно выполняют в три этапа: 1) подготовительный; 2) полевой; 3) камеральный.
Подготовительные работы включают изучение района по архивным, фондовым и литературным материалам. Осуществляется подготовка к полевым работам.
В полевой период проводят все инженерно-геологические работы, предусмотренные проектом для данного участка:
— разведочные работы и геофизические исследования;
— опытные полевые исследования грунтов;
— изучение подземных вод;
— анализ опыта местного строительства и т. д.
В течение камерального периода производят обработку полевых материалов и результатов лабораторных анализов, составляют инженерно геологический отчёт с соответствующими графическими приложениями в виде карт, разрезов и. т.д.
Инженерно-геологический отчёт является итогом инженерно-геологических изысканий. Отчёт передаётся проектной организации, и на его основе выполняется необходимая проектная документация для строительства. В общем виде отчёт состоит из введения, общей и специальной частей, заключения и приложений. Во введении указывают место проведения изыскательских работ и время года, исполнители и цель работ. В общей части, в её отдельных главах даётся описание:
— рельефа, климата, населения, растительности;
— геологии с приложением геологических карт и разрезов;
— карт строительных материалов, которые необходимы для выполнения строительных работ.
В специальных главах большое внимание уделяется грунтам и подземным водам. Грунты являются основным объектом исследований. Поэтому указываются, какие грунты, их свойства, выраженные в цифрах, что необходимо для определения расчётных характеристик, пригодность грунта для строительства объекта.
Подземные виды оцениваются в двух направлениях: как источники водоснабжения при строительстве и эксплуатации объекта и как они могут помешать строительству. В этом случае даются рекомендации по строительному водопонижению и устройства дренажей на период эксплуатации объекта.
В заключительной части отчёта даётся общая инженерно-геологическая оценка участка по пригодности для данного строительства, указываются наиболее приемлемые пути освоения территории, заостряется внимание на вопросах охраны окружающей среды.
Отчёт обязательно должен иметь приложение, в котором даётся различный графический материал (карты, разрезы, колонки скважин и др.), а также таблицы свойств грунтов, химических анализов воды, каталог геологических выработок и др.
Инженерно-геологические заключения. В практике инженерно-геологических исследований очень часто вместо больших отчётов приходиться составлять инженерно-геологические заключения. Выделяется три вида заключений: 1) по условиям строительства объекта; 2) о причинах деформации зданий сооружений и 3) экспертиза. В первом случае заключение носит характер инженерно-геологического отчёта. Такое заключение может быть выполнено для строительства отдельного здания.
Инженерно-геологическая экспертиза проводиться, главным образом, по проектам крупных сооружений. Основой для экспертизы является наличие спорных и разноречивых оценок природных условий (в процессе изысканий) или аварий сооружений (в процессе их эксплуатации).
Экспертиза силами крупных специалистов устанавливает:
— правильность приёмов исследований;
— достаточность объёмов работ;
— правомерность выводов и рекомендаций;
— причины аварий и т. д.
По объёму работы экспертиза бывает кратковременная и длительная. В первом случае вопрос решается практически сразу. Выводы излагаются в виде заключения. Во втором случае экспертиза кроме изучения имеющихся материалов требует выполнения специальных работ по определённой программе с указанием сроков. По окончании работ выводы могут быть изложены в виде заключения или даже небольшого инженерно-геологического отчёта.
Экспертиза должна давать ответ на поставленные вопросы, содержать необходимые конкретные рекомендации, обоснования и доказательства целесообразности предлагаемых инженерно-геологических мероприятий.
Инженерно-геологическая съёмка представляет собой комплексное изучение геологии, гидрогеологии, геоморфологии и других естественно-исторических условий района строительства. Эта работа даёт возможность оценить территорию со строительной точки зрения.
Масштаб инженерно-геологической съёмки определяется детальностью инженерно-геологических исследований и колеблется от 1:200000 до 1:10000 и крупнее. Основой для проведения съёмки служит геологическая карта данной территории.
Геоморфологические исследования уточняют характер рельефа, его возраст и происхождение. При геологических работах определяют условия залегания пород, их мощность, возраст, тектонические особенности, степень выветрелости и т. д. Для этой цели изучают естественные обнажения, представляющие собой выходы на поверхность слоёв горных пород на склонах гор, оврагов, речных долин. Для каждого слоя записывают наименование породы, окраску, состав, примеси, измеряют видимую мощность и элементы залегания. На карте указывается место нахождения обнажения. Наиболее характерные для данного района обнажения зарисовывают и фотографируют.
Районы, где наблюдается большое количество обнажений, называют открытыми, при отсутствии их – закрытыми. В закрытых районах геологическое строение изучают с помощью разведочных выработок (буровых скважин, шурфов и т. д.). Выработки документируются. Одновременно из них выбирают пробы образцов пород для лабораторных исследований.
При инженерно-геологической съёмке изучают гидрогеологические условия для выяснения обводнённости пород, глубины залегания подземных вод, их режима и химического состава; выявляют геологические явления и процессы (обвалы, осыпи, оползни, карсты и т. д.), которые могут вредно отразиться на устойчивости и нормальной эксплуатации зданий и сооружений, изучают опыт строительства на данной территории, определяют физико-механические свойства пород полевыми методами, а также в специальных полевых лабораториях.
В процессе инженерно-геологической съёмки производят поиски месторождений естественных строительных материалов.
На основе полученных данных составляют инженерно-геологическую карту района строительства. Это даёт возможность произвести инженерно-геологическое районирование территории и выделить участки, наиболее пригодные под строительство крупных объектов (промышленные предприятия, жилые микрорайоны и т. д.).
Аэрокосмические методы. Для ускорения сроков съёмочных работ и повышения их качества используют аэрометоды, которые особенно эффективны в районах, труднодоступных для наземного изучения (заболоченные низменности, пустыни и т. д.). Широкое распространение в современных условиях получили методы космической съёмки, для которых разработана специальная аппаратура, методики дешифрирования снимков, позволяющие получать высокоточную и достоверную информацию.
2. Инженерно-геологические изыскания для строительства зданий и сооружений.
Инженерно-геологические изыскания являются начальным этапом строительства любого объекта и находятся в полной зависимости от вида объекта (промышленное предприятие, жилой дом, автомобильная дорога и т. д.). Поэтому изыскания под каждый вид объекта имеют свою специфику, свои особенности, но все изыскания имеют нечто общее, некоторый стандарт.
Результаты инженерно-геологических исследований в виде отчёта 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;
— 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.
Проектирование крупных объектов осуществляется по стадиям: технико-экономическое обоснование (ТЭО), технический проект и рабочие чертежи. Название стадий инженерно-геологических изысканий соответствует стадия проектных работ, за исключением стадии ТЭО, где геологические работы получили название рекогносцировочных инженерно-геологических изысканий. Следует отметить, что в практике строительства последовательность стадий проектирования не всегда соблюдается. Проектирование крупных объектов может быть проведено в две стадии, проектирование жилого дома в одну стадию. В соответствии с этими стадиями проводятся инженерно-геологические изыскания.
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.
На выделенной под строительство площадке на каждом отдельном этапе инженерно-геологические изыскания выполняют в определённой последовательности:
— 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, 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 и лабораторных работ в камеральный период составляют инженерно-геологический отчёт, который защищают в проектной организации, после чего он становиться документом и используется для проектирования объекта.
3. Инженерно-геологические изыскания для строительства промышленных сооружений.
Проектирование промышленных сооружений чаще всего выполняют в две стадии. С начала разрабатывают проектное задание, а на его основе в последующем технический проект и рабочие чертежи. По сложным объектам могут производиться дополнительные изыскания, необходимые для доработки и уточнения ранее выполненных изысканий. Иногда по отдельным несложным объектам исследования могут выполняться одновременно для проектного задания и рабочих чертежей.
Каждому этапу проектирования предшествуют свои инженерно-геологические изыскания: проектному зданию – предварительные, рабочим чертежам – детальные.
Промышленное предприятие представляет собой сложный комплекс различных зданий и сооружений. Поэтому параллельно с изысканиями и проектированием основного сооружения выполняют аналогичные работы по линиям связи, ЛЭП, магистральным трубопроводам, подъездным и внутризаводским путям автомобильных, железных и канатных дорог, по сооружениям водоснабжения, канализации и т. д.
Предварительные изыскания. В тех случаях, когда это необходимо, вначале выполняют инженерно-геологические работы на уровне технико-экономического доклада (ТЭД). Основная цель – выбор строительной площадки. Далее работы проводят по изучению выбранной площадки.
В тех случаях, когда площадка задана, инженерно-геологические исследования начинают непосредственно на этой площадке. На этом этапе осуществляется работа с целью общей инженерно-геологической оценки выбранной площадки. В состав исследований входит:
— проходка разведочных выработок и геофизические работы;
— полевые опыты работы по грунтам и подземным водам;
— лабораторные исследования и камеральные работы с составлением инженерно-геологического отчёта.
Все материалы работ обобщают и представляют в виде инженерно-геологического отчёта с приложениями обзорной карты района строительства масштаба 1:25000-1:100000 с указанием границ изучаемой площадки, инженерно-геологической карты и разрезов, колонок разведочных выработок, таблиц показателей пород и подземных вод, графиков наблюдений, фотографий природных условий. Отчёт даёт общую инженерно-геологическую оценку площадки с учётом особенностей проектируемых зданий и сооружений.
Детальные изыскания. Эти изыскания чаще всего выполняют применительно к объединенной стадии проектирования – технический проект и рабочие чертежи. Их целью является детализация и уточнение инженерно-геологических данных, полученных на стадии проектного задания (предварительных исследований) для каждого здания и сооружения. Для проектирования второстепенных объектов бывает достаточно материалов предварительных исследований. В целях уточнения иногда дополнительно проходят 1-2 буровые скважины.
На этой стадии основным являются разведочные выработки и опытные работы. Разведочные выработки располагают в зависимости от размещения фундаментов – по периметру или осям здания. Количество выработок зависит от ряда факторов, в том числе от этажности здания и сложности геологического строения площадки. Ориентировочное расстояние между выработками дано в табл. 2.
Геологические условия
Глубина разведочных выработок зависит от особенностей и сложности геологического строения. При небольшой глубине залегания скальных пород выработки должны быть на 0,5 – 1 м врезаны в эти породы. В случае если строительная площадка сложена более или менее однородной толщей достаточно прочных пород ( глины, суглинки и т.д.), глубина выработок принимается равной полуторной-двойной ширине фундаментов, но не менее 6-8 м. при более сложных условиях их глубина доводится до 20-25 м и более.
На участках распространения (водонасыщенных песков, илов и т.д.) скважины должны достигнуть их и на 2-3 м войти в породы, которые могут служить надежным основанием. Ориентировочные глубины скважин приведены в табл. 3.
Ширина здания, м
Количество этажей
Полевые опытные инженерно-геологические работы. Производят только под наиболее ответственные сооружения. Их целью являются уточнения прочностных и деформативных показателей грунтов в пределах контура здания. Опытные гидрогеологические работы выполняют для получения окончательных данных для расчета дренажных сооружений, определения притоков воды в котлованы и др.
По окончанию изысканий этого этапа составляется отчет, дающий исчерпывающие данные по грунтам оснований отдельных зданий и сооружений и агрессивности грунтовых вод. В отчете приводятся также рекомендации по проведению мероприятий, обеспечивающих защиту фундамента, подземных сооружений и перечень прочих инженерных мероприятий, обеспечивающий устойчивость зданий и сооружений в период их строительства и эксплуатации.
4. Инженерно-геологические изыскания для градостроительных работ.
Проектирование городского и поселкового строительства осуществляется стадийно. В настоящее время оно складывается из проектов: планировки и планы размещения первоочередного строительства; детальной планировки и проекта застройки.
Соответственно этому инженерно-геологические исследования проводят так же по стадиям, применительно к каждому виду проектирования.
Исследования для проекта планировки и плана размещения первоочередного строительства. Инженерно-геологические исследования для проекта планировки городов (посёлков) должны дать оценку значительной территории с точки зрения возможности использования её для строительства. Геологические работы проводят в сочетании с другими исследованиями и проектными проработками; экономическими, климатическими, гидрогеологическими, экологическими, санитарно-гигиеническими и т. д.
По изучаемой территории должны быть получены сведения о рельефе, гидрологии, климате, почвах, растительности, геологическом строении, гидрогеологии, природных геологических явлениях и инженерно-геологических процессах (оползнях, карсте, просадках, сейсмике и т. д.), составе и свойствах грунтов.
Инженерно-геологические изыскания проводят в три периода: подготовительный, полевой и камеральный. Инженерно-геологический отчёт служит основанием для составления проекта планировки и плана размещения первоочередного городского и поселкового строительства.
Исследования для проекта детальной планировки. Проект детальной планировки существующего города (посёлка) включает в себя архитектурно-планировочную и техническую организацию районов застройки первой очереди, устанавливает последовательность застройки, решает вопросы благоустройства, содержит проекты детальной планировки и застройки отдельных городских районов.
На этой стадии проводят более детальное изучение геологии местности и свойств грунтов. Для этого закладывают дополнительные буровые скважины по створам вдоль новых или реконструируемых улиц в местах специальных сооружений. Глубина скважины под сооружением в большинстве случаев достигает 8-10 м. при наличии слабых пород закладываются шурфы с отбором 2-3 образцов для проведения полного комплекса лабораторных исследований.
Исследования для проекта застройки. Проект застройки в пределах существующего города предусматривает строительство отдельных жилых домов (микрорайонов), кварталов, улиц и площадей. Проектирование проводят в 2 стадии – проектного задания и рабочих чертежей. Перед каждой стадией выполняют инженерно-геологические работы.
Изыскания для проектного задания освещают геологические и гидрогеологические условия всей изучаемой площадки, характеризуют инженерно-геологические свойства грунтов. В случае если для данной площадки ранее проводились изыскания для проекта планировки и проекта детальной планировки, то этих материалов в полнее достаточно, чтобы не проводить новых исследований на стадии проектного задания застройки. При отсутствии каких либо инженерно-геологических исследований изыскания проводят в составе и объёме, как это было показано выше для проекта планировки и проекта детальной планировки.
На стадии рабочих чертежей инженерно-геологические материалы могут быть оформлены в одном отчёте. При составлении рабочих чертежей возможны случаи назначения дополнительных исследований. Это связано главным образом, с изменениями в размещении зданий или проверкой имеющихся геологических материалов.
Инженерно-геологические изыскания для отдельных зданий. Инженерно-геологические работы под застройку отдельных зданий проводят, как правило, одновременно для проектного задания и рабочих чертежей, т. е. фактически в одну стадию. Изучению подвергается ограниченная площадка. Объём проводимых на ней работ зависит от сложности инженерно-геологических условий, которые подразделяют на 3 категории:
1 категория – участки с простой геологией; слои залегают горизонтально; несущая способность грунтов не вызывает сомнения; грунтовые воды под фундаментами залегают ниже активной зоны; мощность насыпных грунтов не превышает 2-х м.;
2 категория – участки средней геологической сложности; толща сложена из 4-5 литологически различных слоёв в виде складок; грунтовые воды залегают в пределах активной зоны; мощность насыпных грунтов составляет 3-4 м.;
3 категория – участки геологически сложные; расположены в пределах пересечённого рельефа; толща многослойная; залегание слоёв складчатое; нарушенное; грунтовые воды залегают выше подошвы фундаментов; активная зона содержит грунты типа ила, торфа; мощность насыпных грунтов превышает 4 метра; на участке развиты природные геологические явления.
Инженерно-геологические работы выполняют в обычном порядке. Отличие работ заключается только в том, что на площадках будущих высотных зданий (более 9 этажей) обязательно проводится изучение грунтов опытными нагрузками. Выполненные работы представляют в виде заключения об инженерно-геологических условиях площадки. При написании заключения большое внимание уделяют и обобщению опыта строительства эксплуатации зданий на соседних участках в сходных геологических условиях.
Главная цель инженерной геологии – изучение природной геологической обстановки местности до начала строительства, а также прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической среде, и в первую очередь в породах, в процессе строительства и при эксплуатации сооружений. 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.
1.Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. Учеб. для строит. спец. вузов. – 2 изд. – М.: Высш. школа, 2002.
Пояснительная записка.
1.Геоморфологические условия.
Изучение геоморфологии и истории развития речной долины имеет важнейшее значение для оценки условий возведения гидротехнических сооружений и строительства водохранилища.
Террасы – уступы на склонах долин рек. Террасы бывают поперечные и продольные. Поперечные располагаются поперек рек долины и порождают водопады. Их появление связано с пересечением рекой пород различной прочности. Мягкие породы размываются быстро, между ними и горными породами образуется уступ высотой от нескольких до десятков метров.
Продольные террасы располагаются вдоль склонов долин в виде горизонтальных или почти горизонтальных площадок. Их называют надпойменными. При паводках они не заливаются водой.
Каждая терраса измеряется высотой и шириной. Высота колеблется от метра до нескольких метров, ширина – от десятков метров до десятков километров. Продольные террасы по слагающему их материалу подразделяют на эрозионные, цокольные и аккумулятивные (аллювиальные).
Эрозионные террасы вымываются рекой в коренных породах долины и возникают на первых стадиях развития реки или в ее верхнем течении. Эрозионные террасы, перекрытые маломощным аллювием, называют цокольными. Аккумулятивные террасы полностью сложены из аллювиального материала и наиболее типичны долинам равнинных рек.
Аккумулятивные террасы подразделяют на вложенные и наложенные. Долины с вложенными террасами формируются следующим образом: вначале река образует долину в коренных породах, далее в процессе старения река заполняет свою долину аллювиальными наносами; новое усиление эрозионной деятельности углубляет дно долины, но уже в ранее отложившемся аллювии.
Часть аллювия, прислоненная к коренному склону, сохраняется в виде надпойменных террас. Последующие циклы накопления насосов дают новые надпойменные террасы, причем каждая последующая по возрасту оказывается моложе предыдущей. Наложенные террасы образуются несколько иначе: усиление эрозионной деятельности приводит лишь к частичному размыву ранее отложившегося аллювия. Аккумуляция новых насосов происходит поверх более древних аллювиальных отложений.
Геологическое строение речных долин имеет важное значение при инженерно-геологической их оценке в строительных целях. Наиболее благоприятными в этом отношении являются террасы эрозионные. Значительно сложнее решаются вопросы строительства на аккумулятивных насосах.
2.Геологическое строение.
Горные породы – закономерные скопления минералов, образующие более или менее самостоятельные геологические тела.
Возраст горной породы
Мощность слоя, м
Условия залегания
Техногенные голоценовые образования
Элювиальные голоценовые отложения
Аллювиальные позднечетвертичные отложения
Аллювиальные среднечетвертичные отложения
Современные аллювиальные отложения.
Песок мелкозернистый aQ . Осадочная горная порода, современного возраста аллювиального происхождения (генезиса). По классификации осадочных горных пород песок относится к обломочным песчаным породам (псаммитам), по размеру обломков 0,25-0,1мм, мелкозернистым, рыхлым.
Песок. Структура псаммитовая (песчаная), текстура слоистая.
По минералогическому составу – мономиктовые кварцевые пески, более чем на 95% сложенные обломками кварца. Форма залегания – пласт. Условие залегания – горизонтальное. 80,3 – абс.отметка кровли.
Применение. В стекольной, керамической промышленности, в металлургии, в качестве сырья для изготовления огнеупорных кремнистых кирпичей (динаса), в качестве строительного материала.
Современные аллювиальные отложения.
Глина aQ . Глинистая горная порода, современного возраста аллювиального происхождения (генезиса). По классификации осадочных горных пород глина относится к глинистым (пелитовая) , по размеру обломков менее 0,005мм, землистым, рыхлым, легко рассыпающимся, или плотным породам. Жирные на ощупь. Влажные глины липкие, при высыхании дают усадку. При увлажнении становится пластичной.
В большинстве случаев глинистые породы образуются за счет химического выветривания магматических и других горных пород. Эти продукты выветривания могут накапливаться на месте своего возникновения, образуя элювий, но чаще всего выносятся текучими водами и откладываются в морях, озерах, реках. Форма залегания — слой. Условие залегания – горизонтальное. 83,5 — абс.отметка кровли; 79,5 – абс.отметка подошвы слоя.
Глины широко применяются при производстве фарфора и фаянса; на изготовление огнеупорных кирпичей, в химической и бумажной промышленности.
Гравий и галька aQ . Окатанная несцементированная грубообломочная горная порода, современного возраста аллювиального происхождения (генезиса). По классификации осадочных горных пород гравий и галька относятся к грубообломочным породам (псефитовая) с размером частиц более 2мм.
Образуются при выветривании, разрушении и измельчении в природных массивах горных пород с последующим переносом и переотложением продуктов разрушения. По форме обломков подразделяются на окатанные, т.е. имеющие округлую сглаженную форму. Форма залегания – линза. Условие залегания – моноклинальное. 82,8 — абс.отметка кровли; 78,0 – абс.отметка подошвы слоя.
Широкое применение в дорожном строительстве, как заполнитель бетонов, в гидротехническом строительстве, при сооружении дренажей (устройство фильтров).
Супесь aQ . Смешанные связные обломочные породы современного возраста аллювиального происхождения (генезиса). Структура породы рыхлая, относится к глинистым породам, содержащая 10% глиняных частиц. Размер частиц менее 0,005мм. В сухом состоянии легко рассыпается. При растирании видно преобладание частиц песка. Форма залегания — пласт.
Условие залегания – горизонтальное. 85,9 — абс.отметка кровли; 83,3 – абс.отметка подошвы слоя.
Элювиальные голоценовые отложения.
Суглинок. Смешанные связные обломочные породы современного возраста аллювиального происхождения (генезиса). Структура породы рыхлая, относится к глинистым породам, содержащая 30% глиняных частиц. Размер частиц менее 0,005мм. При растирании чувствуется присутствие песчаных частиц. В отличие от глины, сухие комочки породы раздавливаются легче.
Порода менее пластична, чем глина. . Форма залегания — прослой. Условие залегания – горизонтальное, наклонное.83,9 — абс.отметка кровли; 80,9– абс.отметка подошвы слоя.
Применяется для производства кирпичей, черепицы, используется в качестве сырья при производстве портландцемента.
Техногенные голоценовые образования.
Современные породы, крупнообломочные, песчаные пылеватые и глинистые грунты, заторфированные грунты, торф; отходы производства (шлаки, золы и др.); строительные и твердые бытовые отходы. Форма залегания — слой. Условие залегания – горизонтальное. 87,1 — абс.отметка кровли; 83,6– абс.отметка подошвы слоя.
3.Гидрогеологические условия.
Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков:
1. Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями. Свободная поверхность грунтовых вод называется зеркалом. Глубина залегания уровня от поверхности – от до м. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод – мощностью водоносного слоя. Грунтовые воды в силу наличия свободной поверхности безнапорны. Иногда они могут проявить так называемый местный напор, связанный с залеганием линзы глины в уровне зеркала.
2. Питание грунтовых вод происходит главным образом за счет атмосферных осадков, а также поступления воды из поверхностных водоемов и рек. Территория, на которой происходит питание, ориентировочно совпадает с площадью распространения грунтовых вод. Грунтовая вода открыта для проникновения в нее поверхностных вод, что приводит к изменению ее состава во времени и нередко к загрязнению различными вредными примесями.
3. Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и, как правило, образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора. Грунтовые потоки нередко выходят на поверхность, образуя родники или создавая локальную по площади заболоченность.
4. Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов. Зеркало грунтовых вод в целом в какой-то мере копирует рельеф земной поверхности в пределах их расположения. По степени минерализации воды преимущественно пресные, реже солоноватые и соленые, состав гидрокарбонатно-кальциевый, сульфатный и сульфатно-хлоридный.
Грунтовые воды имеют практически повсеместное распространение.
Грунтовые воды речных долин. При определенных условиях река откладывает обломочный материал. Речные отложения называют аллювиальными. В процессе размывающей и аккумулятивной деятельности реки в коренных породах вырабатывают вытянутые, корытообразные углубления, которые носят название речных долин. Глубина залегания – до 82,6м.
Вода залегает в аллювиальных отложениях, слабо минерализирована, широко используется для водоснабжения. В практике строительства чаще всего приходится встречаться именно с грунтовыми водами. Они создают большие трудности при производстве строительных работ (заливают котлованы, траншеи и т.д.) и мешают нормально эксплуатировать здания и сооружения.
Большое влияние на развитие рек оказывает производственная деятельность человека. Усиление аккумуляции на каком-либо участке реки может быть вызвано интенсивным забором воды в целях водоснабжения и орошения сельскохозяйственных угодий или увеличением поступления твердого стока за счет сброса в реку отвальных пород горно-рудной промышленности. Сброс в реки большого количества вод с орошаемых территорий может привести к усилению эрозионной деятельности. Строительство водохранилищ, в свою очередь, влияет на положение базиса эрозии всей реки или ее части. Выше плотин уменьшаются скорости течения, растет аккумуляция насосов: ниже плотин осветленная вода резко повышает донную эрозию.
Различают потоки плоские, радиальные (сходящиеся и расходящиеся) и криволинейные. В данном задании поток – радиальный расходящийся.
4. Инженерно-геологическая характеристика горных пород.
Грубообломочные породы образуются при выветривании, разрушении и измельчении в природных массивах горных пород с последующим переносом и переотложением продуктов разрушения; различаются по величине и форме обломков, а также по характеру цемента. По форме обломков грубообломочные породы подразделяются на окатанные, т.е. имеющие округлую сглаженную форму, свидетельствующую о дальности переноса их от места разрушения до места накопления, или длительности воздействия Среды; на неокатанные, характеризующиеся угловатыми формами частиц, указывающими на незначительный перенос.
Окатанные несцементированные грубообломочные породы представлены валунами, галькой, гравием; неокатанные – глыбами, щебнем.
Галечники, как правило, образуют, основную массу аллювиальных отложений в горных областях и в районах полосы предгорий. Для аллювиальных отложений характерны галечники с песком и песчано-глинистым материалом. В среднем и нижнем течение равнинных рек галечники в толще современных аллювиальных отложений представлены прослоями линзообразного характера.
Обычно эти галечники переслаиваются с песками. Отличительная их особенность – непостоянство условий залегания и небольшая мощность. Однако долины рек в районах, подвергшихся в прошлом оледенению, могут содержать и значительные скопления галечников, мощность которых достигает десятка метров. Являясь продуктами размыва ледниковых отложений (морен), эти грубообломочные осадки располагаются в древних долинах и боковых разветвлениях в виде лент, часто погребенных под покровом позднейших аллювиальных отложений.
Песок. Отличительной особенностью песков от грубообломочных пород является их гранулометрический состав. Состоят преимущественно из зерен кварца, слагающих почти 90-95% породы.
Для песков характерны следующие общие свойства.
1. Пески – нескальные грунты, без жестких структурных связей. В сухом состоянии отсутствует сцепление между составляющими зернами (обломками), лишь в тонко- и мелкозернистых пылеватых и глинистых песках сцепление связности начинает играть некоторую роль. Но его действие резко падает по мере увеличения песка.
2. Прочность песчаного грунта обуславливается силами трения между отдельными фракциями и «зацеплением» между ними, причем оба указанных параметра практически не зависят от изменения влажности, а зависят только от плотности и степени окатанности зерен. Исключение составляют лишь мелко- и тонкозернистые пылеватые и глинистые пески, прочность которых снижается по мере повышения влажности.
3. водопроницаемость их по сравнению с глинистыми грунтами очень высока, поэтому в водонасыщенных песках уплотнение происходит практически вслед за приложением нагрузки.
4. При известной интенсивности сотрясения пески склонны к уплотнению и как следствие этого – к осадке. Если толща водонасыщенна, то уплотнение приводит к появлению восходящих фильтрационных токов отжимаемой из пор воды и, следовательно, к снижению нормального давление на скелет грунта. Если напор восходящего фильтрационного потока при этом достаточно велик, то грунт полностью теряет свою прочность и переходит в разжиженное состояние.
Пески различных генетических типов под влияние гидродинамического давления могут переходить в плывунное состояние. В данном примере плывуны в песках могут возникнуть только при вскрытии котлованов.
Глина. В сухом виде это землистые, рыхлые, легко рассыпающиеся, или плотные породы. Легко полируются ногтем. Жирные на ощупь. Влажные глины липкие; при высыхании дают усадку. При увлажнении глина становится пластичной. При раскатывании образует шнур.
Влажная глина образует шар, который сдавливается в лепешку, не трескаясь по краям.
Суглинок. При растирании между пальцами чувствуется присутствие песчаных частиц. В отличие от глины, сухие комочки породы раздавливаются легче. Порода менее пластичная , чем глина. Сдавленный шар из влажного суглинка образует лепешку с трещинами по краям.
Супесь. В сухом состоянии легко рассыпается. При растирании между пальцами видно преобладание частиц песка. Порода не раскатывается в шнур.
5. Физико-геологические процессы и явления.
Для создания зданий и сооружений, расположенных в речных долинах, подмывах берегов, в том числе и древних террас, и углубление дна реки представляет значительную опасность. Это приводит к обрушению берегов, сокращению строительных площадок, появлению обвалов, оползней и другим нежелательным явлениям. С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки.
В зависимости от геологического строения берега, характера и места размыва укрепление проводят устройством набережных, подпорными стенками, свободной наброской бутового камня или в фашинных тюфяках, укладкой железобетонных плит и т.д. способы укрепления подводной и надводной частей берега различны. Подводную часть берега ниже меженного горизонта следует укреплять каменной наброской и фашинными тюфяками, загруженными камнем; надводная часть крепится бетонными армированными плитами, подпорными стенками, камнем в плетневых клетках.
В отдельных случаях боковая эрозия заставляет переносить сооружения подальше от берега. Донная эрозия наиболее опасна для опор мостов, поэтому они должны иметь достаточное заглубление. Неблагоприятно сказываются паводки на пойму рек. Сооружения и берега долины необходимо защищать земляными дамбами, отсыпкой камня и другими способами, позволяющими нейтрализовать эрозионную силу паводковых вод. Для строительства более благоприятны неподмываемые и незаносимые участки долины.
Состав аллювиальных отложений отражает скорость речного потока. Скорость потоков в течение года, ряда лет весьма различна. Это приводит к накоплению в одной и той же части долины аллювиальных осадков различного состава и крупности, к литологической пестроте аллювиальных толщ.
В состав аллювия входят глыбы, валуны, галечник, гравий, пески, суглинки, глины, илы, органический материал. Там, где течения наиболее сильные (горные реки) преобладает крупнообломочный материал. Для равнинных рек свойственны пески и более мелкозернистые осадки.
По характеру осадков и месту их накопления речные отложения разделяют на дельтовые, русловые, пойменные и старичные. Пойменный аллювий откладывается в период паводка и представляет собой суглинки различного состава, глины и мелкозернистые пески. Отложения поймы обычно обогащены органическими материалами.
Речные долины служат местом активной производственной деятельности человека. В связи с этим аллювиальные отложения зачастую попадают в сферу строительных работ. К оценке аллювиальных отложений, как оснований, следует подходить дифференцированно.
В речных долинах, на поймах и надпойменных террасах часто приходится строить крупные здания и сооружения, передающие значительные нагрузки на грунт. Примером могут служить элеваторы, речные вокзалы, различные портовые сооружения и др. в качестве оснований для них принимают древний уплотненный аллювий аккумулятивных террас и русловые отложения, так как русловой аллювий, представленный крупными обломками и песком, способен выдерживать тяжелые сооружения. Русловые отложения в долинах крупных рек служат хорошим основанием для мостовых переходов. В случаях, когда русловой аллювий перекрывается пойменными и старичными отложениями, используют свайные фундаменты.
Древний пойменный аллювий в виде суглинков и глин твердой консистенции является хорошим основанием. Однако следует иметь в иду, что на древних террасах аллювиальные суглинки часто имеют лессовидный облик и могут обладать просадочными свойствами. В этом случае строительство следует вести как на лессовых просадочных грунтах. Современный пойменный аллювий обладает высокой влажностью, либо вообще находится в водонасыщенном состоянии с низкой несущей способностью. Суглинки и глины легко переходят в пластичное и даже текучее состояние.
Наиболее слабыми из аллювиальных отложений являются иловатые старичные. При строительстве между подошвой фундамента и иловатым грунтом применяют песчаные подушки или свайные фундаменты. Следует учитывать и такую характерную особенность аллювиальных отложений, как многослойность их толщ с наличием линз и пропластков.
Слои и прослои под нагрузкой могут обладать различной сжимаемостью, что значительно усложняет расчет осадки сооружений. Особенно большая опасность угрожает зданию, если его фундамент в разных своих частях опирается на грунты с различной сжимаемостью. С аллювиальными отложениями связаны такие явления, как плывунность песчаных и набухание глинистых грунтов.
В данном примере без особых последствий можно проводить строительство зданий на сваях.
Теги: Методы инженерно-геологических изысканий в строительстве Реферат Геодезия
Источник: dodiplom.ru