Методы инженерно-геологических изысканий в строительстве

Применяется для производства кирпичей, черепицы, используется в качестве сырья при производстве портландцемента.

tQ  .

Техногенные голоценовые образования.

Насыпной слой.

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.