Инженерная_Геология_РГР


Федеральное агентство по образованию РФ
Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет
Кафедра Проектирование зданий
Расчетно-графическая работа и пояснительная записка по инженерно-геологическому разрезу по данным скважинам
Выполнил: студент гр. 14-301
Киселев С. Е.
Проверила: Згадзай Л. К.
Казань 2011
Пояснительная записка к геологическому разрезу (Вариант 10):
2.1. Геоморфология территории.
Рельеф участка слабоволнистый с общим уклоном к 5 скважине (абсолютные отметки 130,5-138) Участок расположен в районе многолетней мерзлоты.
2.2. Геологическое строение.
Геологический разрез по данным бурения пяти скважин глубиной 16-20м представлен мерзлыми грунтами озерно-болотного отложения. Участок заторфованный, центральная часть площадки открытая. Деятельный слой – до многолетней мерзлоты, это супесь и суглинок. Отдельные участки талые, о чем свидетельствует присутствие льда. Третья часть выдержана толщей льда. Озерно-болотистый торф (IhQ4) современно четвертичного отложения (скв.1-5), ниже по разрезу озерно-болотистая супесь (IhQ3) верхнечетвертичного отложения (скв.1-3), далее идет озерный суглинок (IQ2) среднечетвертичного отложения простилающийся на всех пяти скважин, под суглинком слой озерного песка с линзами льда, а также лед (IQ1) (скв.1-5).
Участок в целом ровный, находится в районе вечной мерзлоты. Есть два ровных болотистых участка, на которых можно сажать здание. Расчет на большую глубину.
Одно болото залегает на суглинке, мощность верхнего торфа небольшая (1м). Суглинок не пропускает влагу. Другое болото лежит на супеси, мощность торфа также небольшая (1м). Супесь приносит влагу. Эти болота называются мари. В разрезе мерзлые грунты, в котором характер мерзлоты – телликовый. Грунт – пластично мерзлый. В этом разрезе присутствуют такие факторы как термокарст (протаивание ледников), солифлюкция.
Инженерно-геологическая характеристика пород.
Песок с линзами льда, мелкий нижнечетвертичный (IQ1).
Данный песок – сыпучемерзлый. Ледниковые (мореные) пески залегают в виде прослоев и линз в толще моренных валунных суглинков и глин. Гранулометрический состав разнообразен, но преобладают разнозернистые пески, плохо отсортированные гравелистые и крупнозернистые разности. Во всех этих отложениях практически всегда присутствует валунный материал, иногда в значительных количествах. Для этого типа песков свойственна большая изменчивость состава и свойств, как в разрезе, так и по простиранию. Ледниковые пески, заключенные в толще моренных глинистых грунтов, часто содержат напорные воды. Отмечены случаи, когда даже близко расположенные изолированные друг от друга линзы таких водонасыщенных песков могут обладать существенно разными напорами подземных вод.
Подобные линзы при вскрытии их котлованами или другими строительными выемками и выработками часто вызывают оползание и оплывание откосов, а иногда и прорыв напорных подземных вод в котлованы, и подземные выработки. Вместе с водой в этих случаях выносится большое количество грунтового массива. Хорошая водопроницаемость мореных песков и, как правило, небольшие запасы подземных вод, заключенных в них, способствуют быстрому осушению таких песчаных толщ при их строительном использовании.
Суглинок коричневый, пластичный озерный среднечетвертичный (IhQ2) .
Озерные глины и суглинки имеют сравнительно неширокое распространение. Они, как правило, тонкослоистые, реже линзовидно-слоистые. Отличительной их особенностью является значительное содержание органических веществ, причем, как наиболее часто отмечается в высокодисперсных глинах. В озерных глинистых породах могут быть встречены любые глинистые минералы, галлуазит и гидрослюды играют преимущественную роль. Из аутигенных неглинистых минералов отмечаются лимонит и другие оксиды железа, пирит, марказит, карбонаты и иногда минералы, состоящие из оксидов алюминия.
По условиям своего формирования озерные отложения очень сильно зависят от общих характеристик водоема (озера), его питания, наличия впадающих рек, несущих различный терригенный материал, от гидрологических параметров озера и впадающих в него водотоков, характера, состава и условий залегания горных пород, в которых находится озеро. Тем не менее, названные особенности состава и строения озерных глинистых отложений являются достаточно типичными. Высокая пористость и значительное содержание органики, а также высокая естественная влажность обусловливают невысокие инженерно-геологические характеристики озерных отложений, таких, как прочность и сжимаемость. Пожалуй, лишь низкая водопроницаемость придаст им некоторый положительный оттенок.
Супесь светло-коричневая, пластичная, верхнечетвертичная (IhQ3).
Пылеватый песок сложен угловатыми и окатанными обломками минералов размеров до 0,05мм. Основная масса песков состоит из кварца и полевых шпатов. В качестве примесей всегда присутствуют другие минералы – силикаты, глинистые и т.д. Пески на поверхности земли имеют широкое распространение, как на суше (речные и озерные пески), так и в морях (морские пески). Пески представляют собой массу частиц с механическими связями. По крупности частиц пески пылеватые. За счет открытой пористости пески всегда водопроницаемы. Пески в строительстве имеют широкое применение. Они являются надежным основанием, служат хорошими материалом для изготовления различных строительных изделий, цементных растворов и т.д.
Торфяное болото верхового типа представлено песчано-пылевато-глинистыми водонасыщенными грунтами, современно четвертичное (IhQ4).
Отличительной чертой торфов является их чрезвычайно высокая влажность в естественном залегании. В массиве она может достигать 500 е-1000% и даже 2000% и более (по отношению к весу сухого вещества).
Плотность скелета торфов – величина более чем малая, в основном 0,07-0,2 г/см3, очень редко отмечены значения 0,5 г/см3.
Соответственно пористость чрезвычайно высока. В условиях естественного залегания влажность торфов в соответствии с их огромной влагоемкостью практически всегда выше влажности верхнего предела пластичности, т.е. торф практически находится в скрыто-текучей консистенции. В естественных условиях торф обладает весьма низкой способностью к набуханию, при высыхании же его наблюдается значительная усадка. Торф – порода водопроницаемая, оказывает достаточно сильное влияние на водопроницаемость, в первую очередь, степень разложения органических остатков, а также обладает такой особенностью, как анизотропия свойств, которая обусловлена слоистостью, образовавшийся в процессе формирования торфяных залежей.
Отличительной чертой торфов является их исключительно сильная сжимаемость под нагрузкой, значение которой в десятки и сотни раз выше, чем у обычных (минеральных) грунтов. При этом в торфах, как и в других грунтах, наблюдаются как остаточные, так и упругие деформации, причем остаточные имеют значительные величины. При снятии нагрузки происходит некоторое увеличение пористости уплотненного торфа, что обусловлено упругими свойствами структуры торфа и небольшим всасыванием воды. При нарушении первоначальной структуры торфа уплотняемость его увеличивается на 10-30%.
В целом торфяные грунты достаточно неоднородны по своему генезису, составу, строению и состоянию, что естественно влечет за собой очень широкий диапазон изменения их инженерно-геологических характеристик. Торфы обладают огромной влажностью, значительной пористостью и, как следствие этого, очень сильной сжимаемостью. Неоднородность строения и состава торфяной залежи и сильная сжимаемость торфа могут привести к значительным неравномерным осадкам возводимых на них сооружений. Эти осадки обычно протекают в течение длительного периода времени. Кроме того, следует иметь в виду, что торфяным грунтам в отличие от минеральных свойствен еще один вид доуплотнения, происходящего под влиянием микробиологических процессов, протекающих в веществе торфа и сопровождающихся его минерализацией.
С инженерно-геологической точки зрения при оценке площадки строительства сооружения следует в значительной мере опасаться наличия линз и прослоев торфа в толщах минеральных грунтов, что может привезти к повышенной неоднородности и сильной сжимаемости всего основания в силу указанных выше причин. Инженерно-геологические изыскания на торфяных грунтах требуют собой тщательности.
Заболоченные земли формируются на тех участках земной поверхности, где наблюдается уменьшение водопроницаемости грунтов или ухудшение условий испарении воды, поверхностного ее стока и подземного дренирования. На этих участках грунтовые воды постоянно сохраняют свой высокий уровень. Их зеркало почти совпадает с поверхностью земли.
Болота и заболоченные земли, характерные земли, характерные для долин рек, называют пойменными. Заболоченные земли типичны также вечной мерзлоте, где их образование связано с оттаиванием верхнего слоя и отсутствием возможностей к оттоку воды. Болота являются неблагоприятными местами для возведения зданий и сооружений. Для определения возможности строительства на болотах и его основные характеристики (глубину, рельеф минерального дна, площадь). Зная происхождение болота, можно разработать мероприятия по его осушению. Наиболее легко осушаются верховые болота. При строительстве на мелких болотах, когда фундамент будет опираться на минеральное дно, наибольшее значение имеет рельеф дна болота. Наиболее благоприятно болото с горизонтальным дном.
2.3.Гидрогеологические условия
В разрезе присутствует район многолетней мерзлоты, подземные воды отсутствуют, но вроде бы присутствуют в виде льда и верховодки. Есть торф, супесь, значит вода – верховодка. Горизонт подземных вод присутствует в районе многолетней мерзлоты в виде верховодки, таликов. Воды ненапорные. Тип подземных вод – межмерзлотные воды. Содержатся внутри толщи многолетней мерзлоты как в твердой (лед), так и в жидкой фазе (зона прерывистых и сквозных таликов). Межмерзлотные воды в жидкой фазе обычно напорны. Распространены они не повсеместно и залегают в пределах таликов преимущественно в долинах рек. Постоянная циркуляция, отчасти высокая минерализация, предохраняет их от замерзания. Гидравлически межмерзлотные воды связаны как с вышезалегающими надмерзлотными, так и с нижнезалегающими подмерзлотными водами. Запасы межмерзлотных вод непостоянны и к концу зимы значительно сокращаются.
2.4.Геологические и инженерно-геологические явления и процессы
После изучения геологического строения, гидрогеологических условий можно предположить, что на данном участке имеют место следующие геологические процессы: термокарст, солифлюкция, заторфование, мари, лед, просадочность, морозное пучение, бугры пучения.
Термокарст – образование полостей и пустот в горных породах или неравномерное проседание и провалы поверхности земли в результате вытаивания подземного (погребенного) льда.
Просадочность – явление, характерное для многих мерзлых грунтов. Просадка связана с воздействием воды на структуру пород с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самой породы или при суммарном давлении собственного веса и веса объекта. Уплотнение пород приводит к опусканию поверхности земли в местах замачивания водой. Форма опускания зависит от особенностей источника замачивания. При точечных источн5иках (прорыв водопроводной сети, канализации и т.д.) образуются блюдцеобразные понижения. Инфильтрация воды через траншеи и каналы приводит к продольным оседаниям поверхности. Площадные источники замачивания, в том числе и при поднятии уровня подземных вод, приводят к понижению поверхности на значительных территориях.
Вследствие опускания поверхности земли здания и сооружения претерпевают деформации, характер и размер которых определяется величинами просадок Sпр. Величина оседания поверхности (величина просадки) может быть различной и колеблется от нескольких до десятков сантиметров, что зависит от особенностей замачивания толщи.
Солифлюкция – оплывание оттаивающих в летнее время грунтов, которые на обогреваемых солнцем склонах рельефа (с уклоном 7-10грд.). Оплывание происходит по мерзлым грунтам. Солифлюкционные потоки мощностью до 3-5 м способны переносить валуны (глыбы) массой до 5 т.
Наледи представляют собой образование льда за счет прорыва на поверхность земли надмерзлотных (грунтовых) вод или выхода речных вод на свой ледяной покров. Вода заливает подвалы, и здания разрушаются.
Строительство и эксплуатация объектов на территории вечной мерзлоты представляют собой сложную работу, и осуществляется по специальным нормативам. При земляных работах строителям приходится разрабатывать вечную мерзлоту, как скальный грунт. Поэтому при строительстве стремится не делать выемок.
Деформации зданий и сооружений связаны с оттаиванием вечномерзлых грунтов. В целом строительство в районах вечномерзлых грунтов осуществляется по трем
принципам:
Без учета мерзлого состояния мерзлых грунтов, например при наличии скального основания;
При сохранении мерзлого состояния грунтов на весь период эксплуатации объектов;
С предварительным (до строительства) оттаиванием мерзлых грунтов и последующим их укреплением или заменой на другие грунты, например глинистые грунты на щебеночные.
Заторфованность. Заторфованные грунты – это песчано-пылевато-глинистые водонасыщенные грунты, но с большим содержанием органических веществ (до 50%) в виде остатков корней растений с примесью гумуса. При оценке свойств этих грунтов большое значение имеет степень разложения растительных остатков Rp. По этому признаку их разделяют на 4 разновидности Rp: от 0 до 15%; 16-30%; 31-50%; более 50%.
Наиболее типичным представителем органических грунтов является торф, сложенный из неполно разложившихся болотных растений. Окраска чаще всего темно-коричневая. В торфах всегда имеется примесь песка, пылеватых и глинистых частиц. Растения создают волокнистый каркас, что является его структурой. Большинство торфов сформировалось в древние времена и на сегодня между собой различаются по степени разложения растительных остатков и геологическому строению.
Морозное пучение проявляется зимой в виде локальных поднятий дорожных одежд (на 0,2-0,5) в силу промерзания деятельного слоя. Весной грунт оттаивает и на месте пучения образуется яма. Морозное пучение, которое оценивается коэффициентом Кh, предупреждается рядом мероприятий, отраженных в проектной документации.
Бугры пучения образуются в результате подъема промороженного деятельного слоя за счет давления снизу межпластовых напорных подземных вод. Бугор растет несколько лет и достигает больших размеров по высоте и ширине. После оттаивания бугров образуются небольшие западины или даже озера.

3. Выводы:
На основании анализа инженерно-геологических условий территории можно сделать следующие
выводы:
Геология
Категория сложности – средняя (II)
3.1.Толща грунтов основания является неоднородной, в её пределах выделяется 4 ИГЭ (инженерно-геологические элементы), залегающие наклонно. Озерный грунт (суглинок) имеет неровную поверхность и перекрыт закономерно изменяющимися по мощности слоями озерно-болотных и мерзлых грунтов.
Геоморфология
Категория сложности – средняя (II)
3.2. Участок расположен в пределах нескольких элементов одного генезиса. Поверхность наклонная, слабо расчлененная.
Гидрогеология
Категория сложности – средняя (II)
3.3. В разрезе присутствует район многолетней мерзлоты. Горизонт подземных вод присутствует в районе многолетней мерзлоты в виде верховодки, таликов. Воды ненапорные. Тип подземных вод – межмерзлотные воды.
Геологические и инженерно-геологические процессы
Категория сложности – средняя (II)
3.4. К отрицательным физико-геологическим процессам на участке следует отнести наличие в разрезе льда, торфа, и суглинка. Суглинок обладает просадочными свойствами. Мощность неравномерно-просадочной толщи изменяется от 4.5 до 15 м. Также лед, а точнее район многолетней мерзлоты дает такие процессы как термокарст, солифлюкция, бугры пучения, морозное пучение. Эти процессы могут оказать влияние на выбор проектного решения, строительство и эксплуатацию объектов.
Общий вывод по всем факторам - участок (площадка) средней сложности ( II). Здание можно сажать на 2-ух почти ровных участках: 1-ый на скв.1-2, 2-ой на скв.4-5.

Приложенные файлы

  • docx 8898879
    Размер файла: 30 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий