Процесс изучения природной геологической обстановки местности до начала строительства

Содержание

Введение. ………………………………………………………………………………………...3

1. Значение инженерно-геологических исследований для промышленного и гражданского строительства ...……………………………………………………..…….4
2. Инженерно-геологические условия участка исследований…………………………….6
3. Методы инженерно-геологических исследований……………………………………..10
4. Основные физико-механические свойства горных пород, знание которых необходимо для проектирования и строительства……………………………………..12
5. Инженерно-геологические изыскания для определения характеристик грунтов…....14

Заключение…………………………………………………………………………….. ……....17

Список литературы……………………………………………………………………………..18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Геология –  комплекс наук о составе, строении. Истории развития Земли, движениях  земной коры и размещении в недрах Земли полезных ископаемых. Основным объектом изучения, исходя из практических задач человека, является земная кора.

В последние  десятилетия особое развитие получила инженерная геология – наука, изучающая  свойства горных пород (грунтов), природные  геологические и техногенно-геологические (инженерно-геологические) процессы в верхних горизонтах земной коры в связи со строительной деятельностью человека. Именно этим обусловлена актуальность данной темы.

Цель работы – проследить процесс изучения 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 без достоверных и полных инженерно-геологических материалов.

Для решения  поставленной цели необходимо выполнить ряд задач:

1. Определить значение инженерно-геологических исследований для строительства.
2. Исследовать инженерно-геологические условия участка.
3. Озвучить методы инженерно-геологических исследований.
4. Рассмотреть основные физико-механические свойства горных пород.
5. Изучить инженерно-геологические изыскания для определения характеристик грунтов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Значение инженерно-геологических исследований для промышленного и гражданского строительства.

 

Инженерная  геология – наука, изучающая свойства горных пород (грунтов), природные геологические  и техногенно-геологические (инженерно-геологические) процессы в верхних горизонтах земной коры в связи со строительной деятельностью человека. Инженерная геология – наука самостоятельная, и давно является необходимой частью строительного производства. Главная цель инженерной геологии – изучение природной геологической обстановки местности до начала строительства, а также прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической среде в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Задачи инженерной геологии:

1. выбор благоприятного в геологическом отношении места под строительство данного объекта;
2. выявление инженерно-геологических условий в целях определения наиболее рациональных конструкций фундаментов и объекта в целом, а также технологии производства строительных работ;
3. выработка рекомендаций по необходимым мероприятиям и сооружениям инженерной защиты территорий и охране геологической среды при строительстве и эксплуатации сооружений.

Ведение инженерно-геологических  изысканий регламентируется основным нормативным документом в строительстве СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства». Данный документ определяет порядок, состав, объёмы, виды выполняемых работ изысканий для различных этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов, а также состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приёмки, а также ответственность исполнителей и заказчиков (проектировщиков).

Инженерно-геологические  изыскания (ИГИ) – обязательный этап строительства, дающий на выходе комплекс исходных данных о природных условиях участка предполагаемого строительства для разработки и составления проекта производства работ.

 

 В состав  инженерно-геологических изысканий,  как правило, входят следующие  этапы работы:

1. привязка проектируемых объектов к плану местности;
2. геофизические изыскания для локализации подземных коммуникаций;
3. бурение скважин;
4. полевые исследования грунтов и отбор проб;
5. лабораторный анализ физико-механических и химических свойств грунтов и грунтовых вод;
6. камеральные работы;
7. составление технического отчёта и рекомендаций.

 При выполнении  инженерно-геологических изысканий  для изучения состава грунтов  на территории предполагаемого  строительства производится бурение  ряда инженерно-геологических скважин  шнековым способом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Инженерно-геологические условия участка исследований

 

А. Геоморфологические условия.

Геоморфологические  условия – это данные о рельефе  территории, направлении и крутизне склонов, наличии холмов, оврагов  и впадин. В целом для более  или менее полного учёта рельефа  при выборе земельного участка для строительства можно руководствоваться следующими рекомендациями:

– более выгодными  являются земельные участки, расположенные  выше по рельефу, чем улица или  проезд, к которым они примыкают;

–  оптимальный  уклон поверхности участка составляет 1-8% (перепад на каждые 10 метров участка должен лежать в пределах от 10 до 80 см); если уклон будет меньше этих значений, то участок является бессточным – возможно его затопление паводками; если уклон больше этих значений, то участок неудобен для строительства – возникает необходимость в земляных планировочных работах;

–  склон  более благоприятен, если он имеет  южную экспозицию (юго-восточную  или юго-западную), т.е. он «повернут» на эти стороны горизонта. При  такой ориентации рельефа увеличивается  количество солнечной энергии попадающей на земельный участок, а это, в свою очередь, ускоряет таяние снега весной, увеличивает прогрев почвы летом, улучшает условия произрастания садово-огородных культур.  Отступая от темы, можно подчеркнуть важность этой рекомендации при проектировании самого жилого дома: при выборе расположения окон жилых комнат, веранды, формы и ориентации крыши, расположении мансардных окон и т.д.

Б. Геологические  и гидрогеологические условия.

Геологические и гидрогеологические условия – это данные о грунтах, слагающих участок и грунтовых водах. Перед разработкой проекта строительства выполняются специальные инженерные изыскания, цель которых исследовать геологические и гидрологические условия и правильно разработать заглубленную (подземную) часть здания – фундамент. Однако степень благоприятности этих условий в первом приближении можно оценить без специальных изысканий. Лучше всего обследовать предполагаемый к приобретению земельный участок весной, сразу после схода снега. В 2-3-х пониженных местах участка  вырываются «закопушки» – ямы глубиной около 0,5 м  и оцениваются:

– толщина плодородного слоя – для будущего огорода эта  толщина должна быть не менее 30 см (вообще, чем больше, тем лучше);

 

– следующий  слой грунта, которым может оказаться песок, супесь  (что-то среднее между песком и глиной, но больше песчаных частиц), суглинок (тоже что-то среднее между песком и глиной, но больше глинистых частиц), глина, каменистый грунт, органический грунт  – торфяник;

– наличие в  «закопушках» воды.

Самыми неблагоприятными для строительства являются органические грунты при наличии грунтовой воды. По сути, этот участок можно признать заболоченным –  его освоение потребует специальных осушительных сооружений – дренажей.

Также неблагоприятными для строительства являются глины; этому есть две причины:

– во-первых, глина  является слабоводопроницаемым грунтом, препятствующим просачиванию поверхностной  влаги, поэтому весной во время снеготаяния  и во время интенсивных дождей участок будет долго сырым;

– во-вторых, в структуре глины содержится  так называемая связная влага (это как бы внутренняя вода, являющаяся частью состава грунта), эта влага является причиной такого неблагоприятного свойства грунта как пучинистость.

Зимой грунт  увеличивается в объеме, в результате чего поверхность земли «подымается», а весной «садится» на свое место. Такие колебания часто становятся причинами того, пристройки «отходят» от основного объема здания, двери и ворота в сооружениях и зданиях разрушаются. Иногда пучинистость грунта становится причиной трещин в наружных стенах. Чтобы ликвидировать это неблагоприятное свойства грунта обычно глубину заложения фундаментов домов назначают ниже глубины сезонного промерзания грунта, а при проектировании конструкций покрытий территории (асфальтобетонных, брусчатки, отмостки) устраивают противопучинистые слои из песка.

«Коварными» в  строительном отношении могут оказаться  глины и суглинки, если они содержат лёссовые включения. Лёсс – известковая  порода светлого цвета, в сухом состоянии  является очень прочным грунтом, но при замачивании нарушается сцепление частиц и разрушается его структура; попросту грунт растворяется. В результате весь слой грунта дает просадку – довольно резкое оседание поверхности, что может привести к повреждению строений и даже к авариям. Свойство просадочности необходимо устранить на стадии строительства котлована под дом, при этом в основном применяют методы предварительного замачивания и трамбования.

Остальные виды грунтов – супесь, песок, скальные породы – в целом являются благоприятными для строительства.

В. Геокриологические  условия участка.

Инженерно-геокриологические  изыскания в районах распространения  вечномерзлых грунтов должны производиться  в соответствии с общими требованиями к изысканиям, установленными главами  СНиП по инженерным изысканиям для строительства, по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах, по строительству в сейсмических районах, а также ведомственными инструкциями (ВСН) по проектированию и строительству мостов и водопропускных труб на вечномерзлых грунтах.

Г. Физико-механические свойства грунтов.

Проводится  анализ пространственной изменчивости частных показателей свойств  грунтов, определёнными лабораторными  методами. При этом учитываются данные о геологическом строении и литологических особенностях грунтов в сфере воздействия проектируемого здания и сооружения. В результате выделяются  инженерно-геологические элементы – талые и мёрзлые.

Д. Инженерно-геологические  процессы.

современные геологические  процессы, возникшие или активизирующиеся под влиянием техногенных факторов. К инженерно-геологическим процессам относятся: переработка берегов водохранилищ; просадки в лёссах при обводнении; возникновение оползней при выемке горных пород, строительстве городов, дорог, карьеров и т.п.; деформации пород под воздействием фильтрации потока вод при сооружении плотин, откачке вод из выработок; активизация выветривания и т.п. Типы, механизм, интенсивность развития и распространения инженерно-геологических процессов определяются особенностями геологической среды и характером воздействия на неё техногенных факторов. Например, при создании отвалов горных пород на склоне Кураминского хребта, не обладавших достаточным запасом устойчивости, возник оползень объёмом 600-700 млн. м3; при нерегулируемом сельскохозяйственном орошении земель, неорганизованном сбросе вод происходит подтопление территории, возникают деформации грунтов и сооружений.

 Увеличение  техногенного воздействия вызывает  возрастающее распространение инженерно-геологических  процессов разных типов, объёмов и интенсивности, иногда с катастрофическими последствиями. В связи с этим проводят оценку и прогноз инженерно-геологических процессов на основе сходства их развития с геологическими процессами, протекающими в естественных условиях, путём детального изучения инженерно-геологических процессов по сети научных стационаров (геодинамических полигонов). С целью рационального инженерного использования территории, обеспечения устойчивости сооружений даются рекомендации по инженерной защите, разрабатываются классификации инженерно-геологических процессов, в которых учитываются факторы возникновения, среда, механизм процессов. Наибольшее практическое значение имеют региональные частные классификации как наиболее конкретные и целенаправленные (например, оползней Крыма, карста Приуралья). Общие классификации имеют большое методическое значение, в них сопоставляются геологические и инженерно-геологические процессы и явления и учитываются факторы, механизм и интенсивность развития процессов, распространение (поражённость территории) и масштабность (объёмы), что позволяет более обоснованно выбирать системы защитных мероприятий.