Инженерно-геологические условия г. Тюмень и проект инженерно-геологических изысканий на стадии РД для строительства многоуровневой автостоянки

Содержание

Введение

. Общий раздел

.1 Физико-географическое описание района

.1.1 Административное положение

.1.2 Рельеф и гидрографическая характеристика

.1.3 Климат

.1.4 Промышленно-экономическая характеристика

.2 Геологическая, геофизическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность

.3 Геологическое строение

.3.1 Стратиграфия и литология

.3.2 Тектоника

.3.3 Геоморфология

.3.4 Полезные ископаемые

.3.5 Гидрогеологические условия

.3.6 Инженерно-геологические условия

. Специальная часть

.1 Описание площадки изысканий

.1.1 Задачи, методы и объемы выполненных работ

.1.2 Рельеф участка

.1.3 Геологическое строение участка работ

.1.4 Гидрогеологические условия участка

.1.5 Физико-механические свойства грунтов

.1.6 Инженерно-геологические процессы и явления

. Технологический раздел

.1 Проектируемые работы

.1.1 Цели и задачи инженерно-геологических изысканий

.1.2 Виды и объемы проектируемых работ

.2 Сбор, обработка и анализ фактического материала

.3 Топографо-геодезические работы

.4 Буровые работы

.4.1 Рекомендуемые режимы бурения

.4.2 Специальные снаряды

.5 Геофизические исследования

.5.1 Методика ВЭЗ

.6 Отбор проб

.7 Стационарные наблюдения

.7.1 Метод полевого определения температуры

.8 Лабораторные работы

.9 Камеральные работы и написание отчета

. Охрана труда

.1 Техника безопасности

.1.1 Общие требования к технике безопасности

.2 Общие правила

.3 Общие положения при буровых работах

.4 Строительно-монтажные работы

.5 Устройство буровых установок

.6 Инженерно-геологические работы

. Охрана окружающей среды

.1 Охрана природы

.2 Охрана атмосферы

.3 Охрана гидросферы

.4 Охрана почв

.5 Охрана растительности

.6 Охрана геологической среды

Заключение

Библиографический список

Введение

Целью данного дипломного проекта является исследование инженерно-геологических условий и составление проекта инженерно-геологических изысканий для строительства многоуровневой автостоянки в г. Тюмень на стадии РД.

В настоящее время город Тюмень является административным, промышленным и культурным центром Тюменской области, в котором развивается производство, ведется активное строительство жилых домов, наблюдается прирост населения, а также рост благосостояния жителей города. При данных условиях увеличивается приобретение личного транспорта, что приводит к повышению спроса на автомобильные стоянки.

Задачами дипломного проекта являются: оценка инженерно-геологических условий территории г. Тюмень, изучение физико-механических свойств грунтов.

Полученные в ходе изысканий результаты, будут использованы для составления проекта инженерно-геологических изысканий для строительства многоуровневой автостоянки на стадии РД.

 

1. Общий раздел

 

.1 Физико-географическое описание района

 

.1.1 Административное положение

Город Тюмень расположен на реке Туре, по обоим ее берегам (рис. 1.1.). Правый берег реки высокий (30-40 м, обрывистый, непрерывно разрушаемый и требующий укрепления). Левый берег низкий, пойменный, застроенный, главным образом, деревянными домами, защищенными от паводков дамбой. Берега реки обустраиваются.

В административном отношении город Тюмень разделен на четыре административных округа - Центральный, Ленинский, Калининский и Восточный.

Центр города с северо-запада на юго-восток пересекается системой больших и глубоких оврагов, занимающих значительную территорию и образующих своеобразный ландшафт местности.

Застройка современной центральной части города представлена большим количеством общественных зданий областного и общегородского значения, перемежающихся с жилыми кварталами и отдельными домами.

Территория Калининского округа города является самой крупной. Располагается ряд промышленных и коммунально-складских объектов, так же проходит железнодорожная магистраль Свердловск-Омск, находятся также предприятия железнодорожного транспорта.

На севере граничит с Центральным округом, на востоке с Ленинским административным округом. На юго-востоке располагается Восточный округ.

Развитие города идет в западном и восточном направлении. Заречная часть города в настоящее время активно застраивается. В восточной части возникает большой жилой массив.

Рис. 1.1 Обзорная карта района г. Тюмени

Сложившаяся улично-дорожная сеть в центральной части города и на её окраинах представляет собой в основном прямоугольную систему с мелкой нарезкой кварталов. Существенными недостатками сети являются незначительная ширина улиц (20-25 м), излишняя частота широтных направлений, отсутствие ливневой канализации на большинстве улиц с твердым покрытием.

Источником централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения города служат поверхностные воды реки Туры и подземные воды. Суммарная производительность действующих водозаборов (Головной, Метелевский, Велижанский) 215 тыс.м³/сутки.

 

.1.2 Рельеф и гидрографическая характеристика

Город Тюмень расположен в юго-западной части Западно-Сибирской равнины на территории Туринской низменности, представляющей собой полого-волнистую поверхность с незначительными понижениями, возникшими на месте древних ложбин стока, а также с небольшими увалами и гривами. Территория местами залесена и заболочена, рассечена долинами рек Тура и Пышма [1].

На расстоянии 18 км от Тюмени с запада на восток тянется Тарманское болото площадью около 1300 км².

В геоморфологическом отношении территория города представляет собой слаборасчлененную равнину с общим слабовыраженным северо-восточным уклоном. Абсолютные отметки рельефа местности составляют 52-105м.

Территорию города занимают три надпойменные террасы, водораздел и пойма реки Туры. Уровни террас отчетливо прослеживаются даже в условиях городской застройки.

В целом, территория города и пригородов отражает естественный рельеф геоморфологических уровней долины реки Туры - водной артерии города. Долина развита в направлении с запада на восток. Ширина ее в пределах города от 3 до 4 км, к востоку она расширяется, но границы ее выражены слабо. На берегах Туры встречается большое количество террас высотой до 20-30 м и более над урезом воды. На обоих берегах равнинность рельефа обуславливает очень низкие уклоны поверхности в сторону долины реки Туры: от 0,1 на левом берегу до 0,3 - на правом. Крайне небольшие уклоны приводят к тому, что во время половодья левобережные притоки текут вспять, и Туринская вода по каналам и ручьям проникает на Тарманские болота. Распределение уклонов земной поверхности по территории города показаны на рис. 1.2.

Естественным дренирующим объектом на территории города при повсеместном распространении водозастойных условий является широко развитая овражно-балочная сеть на III и IV надпойменных террасах правого борта долины р. Туры. Наиболее крупными являются овраги "Бабарынка", "Городищенский" и "Тюменка".

Элементы рельефа на территории города и пригородов постепенно изменяются в результате деятельности человека: во многих местах добываются полезные ископаемые (песок, глина, торф) и появляются различных размеров карьеры, насыпи, канавы. Кое-где места выработок засажены лесом, освоены под дачные участки, в некоторых образовались небольшие озера.

Абсолютные отметки поверхности, достигающие местами 120 м, в пределах города Тюмени составляют 55-110 м. В долинах рек наблюдается понижение абсолютных отметок рельефа до 55-65 м, что связано с зонами распространения болотных массивов и озер.

Город Тюмень расположен в междуречье рек Туры и Пышмы, на право- и левобережье реки Туры. Река Тура разделяет город на две части. Гидрографическая сеть города, помимо р. Туры, представлена её притоками - р. Тюменка, Бабарынка, Ключи. Относительно широко, в пределах города, развиты взаимосвязанные озера, болота и заболоченные территории. К наиболее крупным озерам относятся - Турбеково, Алебашево, Круглое, Оброчное, Песьяное, Кривое. Степень изученности озер, речных и болотных систем в плане условий их формирования, гидрологического режима, питания и разгрузки - крайне низкая [1].

Река Тура впадает с левого берега в реку Тобол. Общая длина реки Туры 1030 км, площадь водосбора 80400 км². Уклон реки незначителен и составляет 0.0 3%.

Рис. 1.2 Схематическая геоморфологическая карта с уклонами рельефа г. Тюмени

Ширина долины реки в среднем составляет 3-5 км. Прилегающая к долине местность преимущественно застроена. Склоны долины имеют высоту 10-15 м, умеренно крутые, как правило, задернованы, покрыты кустарником или лесом, частично застроены. Преобладающие отметки поймы - 54-55 м. На пойме имеются старичные озера. Отчетливо выраженные веера перемещения русловых валов указывает на то, что ранее русловой процесс протекал по типу свободного меандрирования.

Систематические наблюдения за гидрологическим режимом реки Туры ведутся с 1896 года. По характеру водного нормативного режима река Тура относится к типу рек с весенним половодьем и паводками в теплое время года, летне-осенней меженью и устойчивой зимней меженью. Основным источником питания реки Туры являются зимние осадки, которые формируют до 60-70 % годового стока. Поэтому половодье является основной фазой водного режима реки. Половодье на реке Туре формируется, в основном, вследствие таяния снега горной части бассейна, однако существенно влияют на характер половодья и метеорологические условия по всему бассейну реки (запасы воды в снеге, глубина промерзания почвы, уровень осеннего увлажнения почво-грунтов, погодные условия весны и т.д.).

Первые ледовые образования на реке Туре в г. Тюмени появляются вскоре после перехода температуры воздуха через 0° С в виде заберегов, шуги, сала, охватывая период с 15.10 по 6.12 при средней дате появления 31.10.

Ледостав устанавливается 5.11. при крайних значениях 19.10-6.12. Средняя продолжительность ледостава 162 дня (192-130). Толщина льда в течение зимы в районе города Тюмени до 62 см. Максимальная зафиксированная составила 91 см. В теплые зимы максимальная толщина льда может не превышать 30 см.

Начало весеннего ледохода отмечалось в период с 9.04 по 11.05. Чаще всего ледоход начинается 24.04. Продолжительность его может быть от 1 до 25 дней, в среднем составляет 8 дней.

В связи с хозяйственной деятельностью - строительством мостов с глухими подходами, дамб обвалования, полей гидронамыва, в настоящее время пойма в черте города Тюмени на пропуск максимальных расходов не работает. В таблице 1.1. приведены максимальные расходы воды за отдельные годы и соответствующие им уровни. Приведенные значения показывают, как менялась во времени пропускная способность реки в результате строительства в русле и пойме различных инженерных объектов.

Таблица 1.1 Максимальные расходы и уровни р. Туры

Год	Расход, м/сутки	Уровень, см
1957	3330	860
1976	2110	812
1990	2400	850
2005	3500	915

Расход 1957 года, равный 3330 м/сутки, можно принять максимальным расходом естественного режима. Соответствующий ему уровень равен 860 см.

Таким образом, пойма реки Туры не выполняет свои естественные функции, что совместно с климатическими факторами играет немаловажную роль в подтоплении городской территории грунтовыми водами.

 

.1.3 Климат

Климат Тюменской области определяется ее географическим положением и равнинностью рельефа. Открытость территории с севера и юга обуславливает беспрепятственное проникновение холодного арктического воздуха и сухого теплого из Казахстана и Средней Азии. Частая смена направлений ветра сопровождается резкими изменениями погоды, особенно осенью и весной. В целом климат области типично континентальный с теплым летом и суровой продолжительной зимой, с поздними весенними и ранними осенними заморозками.

Согласно схематической карте климатического районирования для строительства г. Тюмень относится к климатическому подрайону I В.

Климатические данные (табл. 1.2) взяты в тюменском центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с 01.01.2014-31.12.2014 г.

Таблица 1.2 Характеристика температурного режима воздуха станция Тюмень

Температура воздуха, град. С	Месяцы года
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Средне месячная	-17,8	-15,6	-9,2	1,8	10,1	15,4	17,2	14,9	9,5	1,2	-8,3	-15,1
Средне месячная максим.	-13,6	-10,5	-3,4	7,4	17,0	22,0	23,2	21,2	15,3	5,2	-4,2	-11,2
Средне месячная миним.	-22,8	-21,2	-15,0	-3,4	3,5	8,8	11,0	9,3	4,3	-2,4	-12,0	-19,7

Средняя из наибольших за зиму на открытом месте снеговая нагрузка составляет 92 кг/м².

Таблица 1.3 Роза ветров

Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость	10	7	6	7	14	23	18	15

Таблица 1.4 Средне месячная и годовая скорость ветра (м/с)

Высота флюгера	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	год
Скорость ветра, м/сек.	3,5	3,4	3,6	3,5	4,0	3,1	2,7	2,5	3,1	3,9	4,0	3,5	3,4

1.1.4 Промышленно-экономическая характеристика

Тюменская область - важнейшая сырьевая база России: в Тюменской области добывается более 60 % всей российской нефти и более 90 % российского газа. Тюменская область расположена в срединной части Евразийского материка, простирается от берегов Северного Ледовитого океана до зоны лесостепей и занимает большую часть Западносибирской равнины. Площадь территории - 1435,2 тыс. кв. км. Численность населения около 635 тыс. чел. Тюменская область входит в состав Уральского федерального округа и Западносибирского экономического района.

Основа народного хозяйства области - нефтегазодобывающий комплекс. Он дает девять десятых газа и две трети нефти страны. Заметна роль Тюменской области в общероссийском производстве электроэнергии, заготовке и переработке древесины, выпуске некоторых видов машиностроительной продукции.

Отраслями специализации являются также нефтегазохимия, шерстяная и рыбная промышленность.

Тюменская область, на мой взгляд, обладает крупнейшим в стране и разнообразным природно-ресурсным потенциалом. Кроме углеводородного сырья общемирового значения - нефти, газоконденсата - имеются запасы бурого угля, металлорудного сырья, горно-химического сырья, строительных материалов, золота, значительные лесные и рыбные ресурсы. Запасы торфа составляют две трети, а йода около половины общероссийских. Самым ценным минеральным ресурсом является нефть, запасы которой сосредоточены в северной части Юга области, главным образом в Уватском районе. Определенные перспективы выявления запасов нефти имеются на территории Вагайского, Тобольского и других районов, но по общим геологическим закономерностям они будут размещаться в залежах небольшого размера и иметь пониженную продуктивность, что обусловит повышенные удельные затраты на разведку и добычу. Для подготовки запасов нефти к промышленному освоению в регионе за счет средств недропользователей, областного и федерального бюджетов реализуется программа геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы. Для Юга Тюменской области характерен сравнительно узкий набор полезных ископаемых, в настоящее время используются только пески, глины и подземные воды. В перспективе может быть организована добыча йода и брома.

Наиболее известные месторождения: нефти - Самотлорское, Усть-Балыкское, Федоровское, Правдинское, Мамонтовское, Солкинское, Аганское, Варьеганское, Покачевское, Холмогорское, Повховское; газа - Уренгойское, Медвежье, Ямбургское, Вынгапуровское, Харасавейское, Бованенковское.

В области широко распространены минеральные воды хлоридной натриевой группы с минерализацией от 5-6 до 20 г/сут. Главная сфера применения данных вод - рекреационная, это дает возможность организовать оздоровление населения области. Кроме того, слабоминерализованные воды могут использоваться в рыборазведении для интенсивного выращивания осетра и других ценных пород.

Разведанные залежи кирпично-керамзитовых глин сосредоточены в основном на территориях Тюменского, Исетского, Заводоуковского, Ишимского районов, песков - на территориях Тобольского, Тюменского, Заводоуковского, Юргинского районов. Общая величина данных запасов практически не устанавливает ограничений на объемы добычи и производства строительных материалов.

На территории региона имеются запасы стекольных песков, однако они позволяют получать в основном темное стекло. Для выпуска светлого стекла строительного назначения и производства стеклотары необходимо осуществлять дорогостоящую очистку песков.

Имеются большие залежи торфа, промышленные запасы которого оценены почти в 37 млрд. м³. Торфяные месторождения, в основном, расположены на территориях Уватского, Тобольского, Нижнетавдинского, Тюменского, Ярковского и Вагайского районов, где преобладают низинные залежи с наиболее высокими агрохимическими показателями биогенной массы. В прошлом самым крупным потребителем торфа являлись сельскохозяйственные предприятия, использовавшие его в качестве удобрения. В 90-е годы в связи с ухудшением финансового положения данных предприятий платежеспособный спрос на торф резко снизился. В условиях возобновления роста экономики потребность в данном продукте может вновь увеличиться. Кроме сельскохозяйственных целей торф может применяться для приготовления сорбентов, используемых при очистке воды, получения искусственных грунтов с заданными свойствами. Целый ряд продуктов может производиться для нужд фармацевтической и парфюмерной промышленности.

Оцененные запасы сапропеля составляют 223 млн. м³. Он представляет собой богатый азотистыми соединениями и микроэлементами ил, который может использоваться в лечебных целях в виде грязевых ванн, в качестве удобрений, приготовлении кормовых добавок.

Состояние природно-ресурсного потенциала региона оказывает влияние, прежде всего, на уровень развития природо-эксплуатирующих отраслей экономики. Природный фактор используется для оздоровления населения, в жилищно-коммунальном хозяйстве для обеспечения водой.

Самым крупным природо-эксплуатирующим сектором экономики является сельское хозяйство. Если основываться на среднероссийских критериях ведения сельскохозяйственного производства, то условия на Юге Тюменской области являются относительно благоприятными. Температурный режим дает возможность выращивать целый ряд главных сельскохозяйственных культур, в том числе зерновых. На отдельных территориях имеются высокопродуктивные почвы, а на ряде других они обладают удовлетворительным качеством. Повышенная увлажненность почв в ряде случаев имеет положительное значение, так как на таких территориях меньше потери в засушливые годы. Наличие больших площадей сенокосов и пастбищ создает благоприятные условия для развития животноводства.

Плотность населения в регионе близка к среднероссийской, но около 50 % всех проживающих приходится на областной центр и Тюменский район. В целом вследствие различных исторических причин наиболее заселенной и освоенной является узкая полоса вдоль Транссибирской железной дороги. Здесь концентрируется наибольшее число предприятий, благоприятны условия для сельскохозяйственного производства, лучше развита производственная и социальная инфраструктура. Наименьшая концентрация экономической деятельности существует на территории северных районов - Уватского, Вагайского, Тобольского. Здесь на площади более 50 тыс. кв. км не осуществляется никакой регулярной хозяйственной деятельности.

Тюменская область относится к многолесным районам Российской Федерации. С наличием на территории области крупных лесных массивов связано формирование природных комплексов и их устойчивое функционирование.

В границах южной части Тюменской области лесной фонд занимает 11,4 млн. га. Общий запас древесины составляет 850 млн. м³, из них хвойных пород - 178 млн. м³.

Инфраструктура области - транспортная сеть, связь, строительство жилья, объектов здравоохранения и культуры - нуждается в значительных инвестициях.

В условиях рыночной экономики происходит становление новых форм организации производства, системы управления предприятиями. Складывается рыночная инфраструктура. По количеству коммерческих банков и их филиалов Тюменская область занимает одно из первых мест в России.

 

.2 Геологическая, геофизическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность

Изучением земных недр территории Тюменской области занимается Тюменское территориальное геологическое управление, которое выполняет геологическую съемку с целью разведки, изученности района.

На рис. 1.3 - 1.6 показаны карты, характеризующие геологическую, геофизическую, гидрогеологическую и инженерно-геологическую изученность. Карты предоставлены Тюменским территориальным фондом геологической информации по Уральскому федеральному округу.

Рис. 1.3 Карта геологической изученности территории Тюменской области по состоянию на 01.01.2015 г.

Рис. 1.4 Карта-схема геофизической изученности территории Тюменской области по состоянию на 01.01.2015 г.

Рис. 1.5 Карта-схема гидрогеологической съемки территории Тюменской области по состоянию на 01.01.2015 г.

Рис. 1.6 Карта размещения объектов распределенного фонда недр и скважин глубокого бурения по состоянию на 01.01.2015

 

1.3 Геологическое строение

 

.3.1 Стратиграфия и литология

В геологическом строении района принимают участие образования различного генезиса и широкого возрастного диапазона: палеозоя, мезозоя, кайнозоя (рис. 1.7, 1.8, 1.9).

Два комплекса пород отвечают двум основным этапам формирования региона. Первый комплекс - палеозойский - отражает геосинклинальный этап развития рассматриваемой территории. Второй комплекс - мезозойско-кайнозойский - представлен почти горизонтально залегающими породами и отражает платформенную стадию развития.

В геоморфологическом отношении территория представляет собой слаборасчлененную равнину с общим слабовыраженным северо-восточным уклоном. Абсолютные отметки рельефа местности составляют 52-105 м.

В данной работе наибольший интерес представляют отложения четвертичного возраста, так как только они попадают в сферу взаимодействия инженерных сооружений с геологической средой. Четвертичные отложения развиты повсеместно. По генетическому типу это осадки четвертичной системы аллювиального, озерно-аллювиального, аллювиально-делювиального, субаэрального, озерно-болотного и техногенного происхождения. Характеристика этих отложений не отражена на карте масштаба 1:200000, они сняты.

Палеозойская группа. Палеозойские образования нерасчлененные. К ним отнесены сильно выветрелые серпентиниты темно-зеленого или темно-серого цвета с зеленоватым оттенком. Местами они хлоритизированы и эпидотизированы. Вскрытая мощность более 900 м.

Мезозойская группа. Триасовая система. Приурочена к грабенообразному понижению и представлена вулканогенно-осадочной толщей, сложенной чередованием эффузивов типа покровов и пластовых интрузий с песчано-аргиллито-туфовыми толщами. Вскрытая мощность отложений до 900 м.

Юрская система. На порогах Туринской серии с размывом и небольшим несогласием залегают отложения юрской системы, которые выполняют структуры, свойственные именно переходному этапу развития грабены и впадино-грабены. Они представлены аргиллитоподобными глинами, песчаниками и алевролитами. Общая мощность юрских отложений изменяется в пределах от 30 до 350 м.

Меловая система. На рассматриваемой территории отложения меловой системы имеют повсеместное площадное распространение. В его составе выделяют баженовскую, черкашинскую, алымскую, покурскую, березовскую и ганькинскую свиты. Отложения меловой системы представлены темно-серыми аргиллитоподобными глинами, песчаниками и песками. Их мощность колеблется от 30 до 730 м.

Кайнозойская группа. Палеогеновая система. Палеогеновая система сложена породами палеоценового, палеоцен-эоценового, эоценового и олигоценового отделов, подразделяющихся, в свою очередь, на отложения талицкой, люлинворской, тавдинской, атлым-новомихайловской, туртасской и неокомской свит.

Талицкая свита /P1 tl/ представлена нерасчлененной толщей палеоценовых отложений. Морские отложения свиты имеют на территории повсеместное распространение и представлены глинами темно-серыми с тонкими линзами. Мощность изменяется от 120 до 140 м.

Люлинворская свита /P1-2ll/ представлена нерасчлененной толщей палеоцен-эоценовых отложений. Морские отложения свиты представлены опоками и опоковыми глинами серого и светло-серого цвета с прослоями алевритов, песков и песчаников. Их мощность составляет 200 м.

Тавдинская свита /P2-3 td/ представлена нерасчлененной толщей эоценовых отложений. Морские отложения свиты имеют на исследуемой территории повсеместное распространение и представлены глинами зелеными и голубовато-зелеными с прослоями глауконитовых песков. Кровля свиты четко прослеживается по смене морских отложений континентальными и залегает в пределах города на глубине 80,0 - 92,2 м, а в пределах региона, в среднем, на глубине 148 м. Мощность свиты до 140 м.

Атлым-новомихайловская свита /P3 at+nm./ представлена олигоценовыми отложениями. Озерно-аллювиальные отложения атлым-новомихайловской свиты повсеместно залегают на размытой поверхности отложений тавдинской свиты. Представлены глинами, алевритами с прослоями песков. Для разреза характерно наличие растительных остатков. Глубина залегания кровли в пределах города 28,8 - 40,0 м, в пределах региона в среднем 75 м, мощность до 120 м.

Туртасская свита /Р 3trt /. Озерно-аллювиальные отложения туртасской свиты повсеместно залегают на осадках атлым-новомихайловской свиты и представлены алевритами, глинами коричневато-серыми с прослоями песков. Глубина залегания кровли в пределах города 17,2 - 26,4 м, мощность до 90 м.

Некрасовская серия /Р 3nk /. Озерно-аллювиальные отложения некрасовской серии повсеместно залегают на осадках туртасской свиты и представлены переслаиванием глин, алевролитов, песков. Мощность до 90 м.

Рис. 1.7 Государственная геологическая карта СССР O-(41),42 (Тюмень). Карта дочетвертичных образований

Рис. 1.8 Государственная геологическая карта СССР O-(41),42 (Тюмень). Карта доюрских образований

Рис 1.9 Геологическая карта Тюменской области

1.3.2 Тектоника

Согласно "Тектонической карте центральной части Западно-Сибирской плиты" под редакцией В.И. Шпильмана (1999 г.), в районе работ с учетом литолого-фациальных свойств и возраста складчатого фундамента, а также особенностей платформенного чехла, можно выделить Фроловский геоблок, который представлен Курганской (на юго-западе) и Тюменской (на востоке) мегаложбинами. Выделенные тектонические элементы относятся к мезозойско-кайнозойскому платформенному чехлу и являются структурами надпорядковыми и I порядка.

Платформенный чехол, представленный мощными мезозойско-кайнозойскими отложениями, принципиально отличается от складчатого фундамента по своему структурно-тектоническому строению, генезису и составу пород. Установлено, что структурный план чехла формировался под воздействием внутренней структуры фундамента. В его составе выделены несколько опорных горизонтов, картирующихся методом сейсмической разведки:

·   "А" - подошва платформенного чехла;

·   "Б" - кровля баженовской свиты;

·   "М" - кровля кошайской (подошва алымской) свиты;

·   "Г" - кровля уватской свиты.

Наиболее надежным и регионально выдержанным является горизонт "Б". По положению в разрезе (близость продуктивных горизонтов) и контрастности он является основным при структурных построениях, тектоническом районировании и морфологической характеристике пликативных структур чехла (форма, размеры, соподчиненность). Сравнительный анализ совмещенных участков структурных построений по подошве туртасской, кровле тавдинской свит и отражающим горизонтам мезозоя показывают хорошую сопоставимость палеогеновых структурных планов между собой и унаследованность обоих от более древних на уровне крупных тектонических элементов платформенного чехла.

1.3.3 Геоморфология

В геоморфологическом отношении территория города представляет собой слабо расчлененную равнину с общим, слабо выраженным восточно-северо-восточным уклоном. Абсолютные отметки рельефа местности составляют 52 - 105 м.

Территория города занимает четыре надпойменные террасы, водораздел и пойму р. Туры.

Отложения четвертичного возраста развиты повсеместно. По генетическому типу осадки четвертичной системы относятся к аллювиальным, озерно-аллювиальным, аллювиально-делювиальным, озерно-болотным и техногенным отложениям. Характеристика этих отложений даётся на основе геоморфологической карты (рис. 1.10.).

Отложения Искинской толщи (laIis). Нижнечетвертичные озерно-аллювиальные отложения Искинской толщи приурочены к пойме, второй, третьей и четвертой террасам р. Туры. Выходы этих отложений отмечаются лишь на склоне IV надпойменной террасы. Сверху Искинская толща перекрыта мощным слоем средне-позднечетвертичных и современных отложений. Кровля толщи залегает на отметках от 40 до 50-55 м. Представлена алевритами, песками, суглинками. Мощность толщи от 4 до 20 м.

Отложения Сузгунской толщи (laIIsz). Среднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения Сузгунской толщи приурочены к водораздельной поверхности. В геоморфологическом отношении отложения описываемого комплекса слагают наиболее приподнятые высокие участки рельефа с абсолютными отметками 85-105 м. Осадки с размывом залегают на отложениях верхнего палеогена и представлены преимущественно глинами, реже суглинками, супесями, песками. Мощность отложений 5 - 15 м.

Отложения IV надпойменной террасы (la4II-III). Нерасчлененные средне-позднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения IV надпойменной террасы слагают территорию с абсолютными отметками 70-85 м. Осадки с размывом залегают на отложениях верхнего палеогена и нижнечетвергичных озерно-аллювиальных отложениях Искинской толщи. Отложения представлены преимущественно глинами, реже суглинками, песками, супесями. Мощность отложений 10-15 м.

Отложения III надпойменной террасы (а 3III).Позднечетвертичные аллювиальные отложения III надпойменной террасы занимают участки рельефа с абсолютными отметками 60-70 м и представлены слабоожелезненными, голубовато-серыми суглинками и супесями, зеленовато-серыми известковыми глинами и желтовато-серыми мелкими песками. В основании разреза террасы залегает базальный слой из песчано-гравийной смеси или включением в песчано-супесчаный слой отдельных скатанных галек. Мощность отложений до 10-15 м.

Субаэральные покровные отложения (saII-III). Средне-позднечетвертичные нерасчлененные субаэральные покровные образования мощностью 2-5 м залегают на озерно-аллювиальных отложениях Сузгунской толщи и представлены преимущественно суглинками, глинами.

Субаэральные покровные отложения (saIII). Позднечетвертичные субаэральные покровные образования распространены в пределах IV надпойменной террасы, мощностью от 1-3 до 5 м. Представлены преимущественно суглинками, реже глинами, супесями, песками.

Аллювиальные отложения пойменной террасы (а IV). Современные образования пойменной террасы развиты в долине р. Тура и залегают вдоль её русла. По морфологическому положению пойма разделяется на два типа: высокую и низкую. Абсолютная отметка высокой поймы отбивается на 55-58 м. Поверхность низкой поймы на 2-2,5 м ниже высокой поймы и хорошо выражена в рельефе по уступам. Ширина поймы р. Тура колеблется в пределах 2-4,5 км. Представлены пойменные отложения в основном светло-серыми и голубовато-серыми, плотными, иловатыми глинами с включением органических и ожелезнённых остатков с подчиненными прослоями голубовато-серого глинистого песка. Мощность отложений 5-15 м.

Делювиально-аллювиальные отложения (daIV). Современные делювиально-аллювиальные отложения залегают в виде узких лент вдоль русел малых рек, имеющих глубокий врез с крутыми склонами. Осадки представлены суглинками, супесями и их переслаиванием, реже песками. Мощность до 5 м.

Озерно-болотные отложения (lbIV). Современные озерно-болотные отложения развиты в пределах поймы, IV и III надпойменных террас. Литологически представлены глинами светло-темно-серыми с зеленоватым оттенком, реже суглинками, супесями. Минеральные грунты нередко перекрыты торфом мощностью до 2,5 м. Мощность озерно-болотных отложений 2 - 3 м.

Техногенные отложения (thIV). Современные техногенные отложения развиты в пределах городской застройки и поймы р. Тура. По возрасту и составу отложений можно выделить: супеси, пески насыпные, образованные путем гидронамыва, возраст до 15 лет; развиты в основном в пределах левобережной поймы; мощность отложений от 1 - 2 до 6 м; абсолютные отметки рельефа, нарушенного гидронамывом, составляют 56 - 59 м; насыпные пески, супеси, суглинки, глины, строительный мусор возраста до 30 и более лет; данные образования обязаны строительству основной части старой зоны города; мощность отложений изменяется от 0,5 до 4м.

Рис. 1.10 Геоморфологическая карта России

 

.3.4 Полезные ископаемые

На исследуемой территории выявлены следующие виды полезных ископаемых: подземные воды, торф, песчано-гравийная смесь, пески (строительные и стекольные), глины для кирпично-черепичного производства, глины для приготовления глинистых растворов, сапропель [3].

Подземные воды. Являются ресурсами хозяйственно-бытового, питьевого, технического и бальнеологического назначения. На базе Тараскульского и Ярского месторождения йодо-бромных вод построены водолечебницы (рис. 1.11, 1.12). Вода Тараскульского месторождения имеет лечебную ценность и поступает в продажу в качестве столовой минеральной воды под названием "Тюменская № 1".

Торф. Большой массив залежи торфа наблюдается в пределах I надпойменной террасы реки Пышмы на участке в 3 км южнее села Гусево и в п. Тарманы. Торф имеет хорошее качество и мощность, которая изменяется от 0,5 до 4 м (рис. 1.13).

Песчано-гравийная смесь. Выявлена по категории А 2 в пределах аллювиальных нижнечетвертичных отложений - аQ1 третьей надпойменной террасы реки Туры. Состоит в основном из разнозернистого песка с гравием и галькой, представлена в Кулаковском песчано-гравийном месторождении.

Строительные пески. Относятся по своему происхождению к элювиально-эоловым пескам современного возраста, залегающим в виде грив в верхах разреза террас. По составу пески на 90% мелкозернистые. Глины, ила и мелких пылеватых фракций около 9,8%. Данные пески могут быть использованы для приготовления кладочных и штукатурных растворов.

Стекольные пески. Пески относятся к отложениям среднего олигоцена. Требованиям, предъявляемым промышленностью к производству стекла, отвечают (даже при условии полной вытяжки тяжелой фракции) только по грансоставу.

.11 Схема расположения на минеральную, йодо-бромную, для целей ППД подземную воду

Рис. 1.12 Схема расположения месторождений пресных подземных вод и буровых на воду скважин

Рис. 1.13 Карта торфяных месторождений территории Тюменской области

Рис. 1.14 Карта полезных ископаемых территории Тюменской области

 

Глины для кирпичного и черепичного производства. Содержание глинистых частиц в глинах среднего и верхнего плиоцена N2-3 колеблется в пределах 29,48-53,28 %; песчаных 16,6-40 %; пылеватых 21-47 %. В рекомендуемых глинах отсутствуют примеси и растительные остатки.

Глины для приготовления глинистых растворов. К этому типу полезных ископаемых относятся бейделито-гидрослюдистые глины тавдинской свиты.

Наиболее удобным участком для эксплуатации вышеуказанных глин является участок села Каменского, где глины обнажаются в цоколе II надпойменной террасы реки Туры и прослежены в пойме под её маломощными наносами.

Сапропель. Ценный ил обнаружен во многих озерах, является отличным удобрением и хорошей подкормкой для животных. Однако его добычей занимаются немногие предприятия.

Рудные полезные ископаемые - железная руда, руда цветных и редких металлов, пока не имеет промышленного значения.

На рис. 1.14, 1.15 представлены карты месторождений полезных ископаемых территории Тюменской области.

Рис. 1.15 Карта полезных ископаемых территории Тюменской области (южные районы)

1.3.5 Гидрогеологические условия

Тюменский район расположен в пределах Западно-Сибирского мегабассейна, состоящего из двух самостоятельных сложных гидрогеологических бассейнов: палеозойского и мезозойского, а также кайнозойско-меловой системы бассейнов стока.

Палеозойский и мезозойский бассейны залегают на значительных глубинах и содержат термальные минеральные воды. Подземные воды этих бассейнов не оказывают влияние на подтопление г. Тюмени и поэтому подробно не рассматриваются.

Верхняя гидрогеологическая структура Западно-Сибирской плиты представляет собой кайнозойско-меловую слоистую многопластовую водообменную систему бассейнов стока, резко отличающуюся по характеру процессов водообмена. Геотектоника, морфоструктуры и гидрогеология позволяют выделить две крупных группы бассейнов стока подземных вод: Северную и Южную.

Тюменский район относится к Южной группе гидрогеологических бассейнов и расположен в пределах Тобольского бассейна стока, с основной дреной подземных вод - р. Тура.

Гидрогеологические условия кайнозойско-меловой системы бассейнов стока в г. Тюмени представлены двумя самостоятельными гидрогеологическими комплексами:

олигоцен-четвертичных отложений;

турон-олигоценовых отложений.

Для задач, поставленных в настоящей работе, наибольшее значение имеет самый молодой - олигоцен-четвертичный гидрогеологический комплекс, охватывающий зону активного водообмена и подстилаемый региональным водоупором - тавдинскими глинами регионального водоупора.

Подземные воды неглубокого залегания, существенно влияющие на строительство и эксплуатацию инженерных сооружений на территории города, приурочены к озерно-аллювиальным и аллювиальным отложениям террасы, озерно-болотным, аллювиально-делювиальным отложениям, а также к олигоценовым отложениям туртасской и атлым-новомихайловской свит [7.]

Разделяются на:

безнапорные или напорно-безнапорные грунтовые воды в четвертичных отложениях;

напорные воды межпластового типа в нижнечетвертичных отложениях (искинская свита);

напорные воды межпластового типа олигоценовых отложений. Преимущественно суглинисто-глинистый состав грунтов зоны аэрации практически исключает возможность формирования "верховодки" (в классическом понимании) в пределах городской черты как самостоятельного гидрогеологического объекта. В связи со слабой изученностью из рассмотрения исключен и тип болотных вод, который имеет безусловное распространение в пределах городских озерно-болотных систем.

Безнапорные и напорно-безнапорные грунтовые воды в четвертичных отложениях представлены:

водоносными горизонтами современных пойменных отложений;

водоносными горизонтами позднечетвертичных отложений II надпойменной террасы;

водоносными горизонтами позднечетвертичных отложений III надпойменной террасы;

водоносными горизонтами среднепозднечетвертичных отложений IV надпойменной террасы;

водоносными горизонтами среднепозднечетвертичных отложений междуречной равнины.

Грунтовые воды перечисленных водоносных горизонтов имеют почти повсеместное развитие. Уровни залегают на различной глубине (0-12 м), имеют, в основном, свободную поверхность, обладают незначительным напором от 2-4 до 7 м. Уровни, как правило, повторяют очертания рельефа местности, но в сильно нарушенных условиях залегают в виде куполов и депрессий.

Условия циркуляции зависят от коллекторских свойств грунтов. Питание водоносных горизонтов - в основном инфильтрационное. Эпизодическим источником питания на застроенной территории могут быть утечки из водопроводной, канализационной и тепловых сетей, а также хозяйственно-бытовые стоки, процессы конденсации в основании зданий и сооружений и перетекания из нижележащих водоносных горизонтов.

Водовмещающие грунты - пески мелкие, супеси, переслаивающиеся пески мелкие, супеси и суглинки. Напорные воды межпластового типа нижнечетвертичных отложений на участке практически не изучены.

Напорные воды межпластового типа олигоценовых отложений в пределах г. Тюмени изучены достаточно детально, но на участке не вскрыты.

Относительно водоупорный туртасский горизонт имеет повсеместное распространение. Выходов на дневную поверхность не отмечено. Представлен следующими породами - алевриты, глины с прослоями песков, растительные остатки. Залегают на глубине от 75 до 90 м.

Водоносные атлым-новомихайловский горизонт имеет повсеместное распространение. Выходов на дневную поверхность изучаемой территории не отмечено. Водовмещающие - кварцево-полевошпатовые пески разнозернистые и глины, в основном, песчано-алевритистые. Мощность отложений составляет в среднем 25 м. Глубина водоупора в среднем по участку 80 м. По данным на сопредельных участках водоносные горизонты характеризуются дебитами скважин 1,1 -9,0 л/сек. При понижениях 18,0 и 10,0 м, соответственно. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков через транзитный туртасский горизонт. Разгрузка осуществляется в долину реки Туры.

Техногенные воды представлены:

"техногенная верховодка" - развита на территориях города, застраиваемых на намывных и насыпных грунтах (отмечаются в отдельные годы в заречном микрорайоне);

реликтовые "техногенные" водоносные горизонты - имеют распространение на площадях гидронамыва.

 

.3.6 Инженерно-геологические условия

Тюменский район расположен в юго-западной части Западно-Сибирской низменности, которая представляет собой эпигерцинскую плиту, платформенный чехол которой сложен мощной толщей мезо-кайнозойских отложений. Она характеризуется абсолютными отметками поверхности ото до 300 м, при этом большая часть территории не превышает 100-150 м, равнинностью рельефа и широким развитием рыхлых четвертичных отложений, которые в основном сплошным чехлом покрывают всю ее территорию. На рис. 1.16 представлена карта инженерно-геологических условий Тюменского района.

Основными инженерно-геологическими особенностями района являются:

преобладание поверхностных отложений (QIII и QIV) над породами коренной основы в зоне влияния инженерных сооружений;

плоский равнинный рельеф;

сложные геологические условия - наличие в верхней части разреза слабопроницаемых грунтов, обладающих фильтрационной анизотропией;

сложные гидрогеологические условия;

развитие определенных инженерно-геологических процессов и явлений (эрозия, пучинность грунтов и т. д.).

Рис. 1.16 Инженерно-геологические условия Тюменского района

Всю толщу мезо-кайнозойских отложений, слагающих платформенный чехол Западно-Сибирской плиты, можно разделить на породы коренной основы и поверхностные отложения. К первым относятся юрские, меловые, эоценовые и нижнеолигоценовые отложения. Весь комплекс пород, сформировавшихся в течение последующей континентальной эпохи (средний олигоцен-голоцен), включая отложения четвертичных морских трансгрессий, относится к поверхностным отложениям.

Породы коренной основы выходят на дневную поверхность вблизи палеозойского обрамления плиты, и они могут попадать в зону влияния различных инженерных сооружений. На остальной, несоизмеримо большей территории плиты (г. Тюмень) они перекрыты мощным чехлом поверхностных отложений, которые и определяют инженерно-геологические особенности данной территории.

Плоский равнинный рельеф сформировался в неогене под влиянием деятельности рек, крупных озер, ледников и морских трансгрессий. Для Тюменского района характерен плоский рельеф водно-аккумулятивных равнин, в пределах которых развиты тонкодисперсные озерно-аллювиальные отложения.

Территория района по геоморфологическому признаку подразделяется на ряд инженерно-геологических областей, каждая из которых охватывает территорию с однородным геологическим строением, рельефом и содержит довольно близкие комплексы четвертичных отложений. Рельеф поверхности, мощность, а часто и литология четвертичных отложений в зависимости от неотектонического развития отдельных частей области могут изменяться в определенных пределах.

На территории района выделяются две инженерно-геологические области:

слаборасчлененные денудационные равнины, сформировавшиеся на палеоген-неогеновых породах;

крупные речные долины.

Тюмень расположена в южной зоне Западно-Сибирской низменности. Эта зона характеризуется избыточным увлажнением грунтов и чрезвычайно сильной заболоченностью водораздельных пространств. Населенные пункты этой зоны расположены преимущественно по берегам рек. Такое их расположение вызывает развитие определенных инженерно-геологических процессов: так наблюдается широкое развитие эрозии, вызванной вырубкой лесов в результате хозяйственного освоения территории. Интенсивный подмыв берегов реками приводит к разрушению отдельных зданий, а часто улиц, населенных пунктов и т. д. Кроме того, здесь отмечены деформации сооружений за счет пучинности грунтов, которая вызвана неглубоким заложением фундаментов зданий.

Сооружения, возведенные на территории города со строгим учетом всего комплекса инженерно-геологических условий местности, успешно эксплуатируются в течение длительного времени.

 

2. Специальная часть

 

.1 Описание площадки изысканий

 

.1.1 Задачи, методы и объемы выполненных работ

Целью проекта является обоснование видов и объёмов инженерно-геологических изысканий для стадии рабочей документации, под строительство многоуровневой автостоянки.

Основными методами исследований являются полевые и лабораторные работы.

В состав запроектированных полевых работ входят:

горнопроходческие работы;

испытание грунтов статическими нагрузками - штампами;

статическое зондирование грунтов.

Запроектированные лабораторные работы включают в себя: проведение полного комплекса исследований грунтов песчаного и глинистого состава, определение химического состава подземных вод, водных вытяжек с целью определения их агрессивности к бетону и коррозионной активности к стальным конструкциям, а также к свинцовым и алюминиевым оболочкам кабелей.

Результатом выполнения запроектированных работ является комплекс данных, по инженерно-геологическим условиям площадки предполагаемого строительства, предназначенных для разработки рабочей документации многоуровневой автостоянки.

 

.1.2 Рельеф участка

Площадка исследований расположена в начале улицы Полевая в г. Тюмени, в Калининском административно-территориальном округе. В геоморфологическом отношении район работ приурочен к IV правобережной надпойменной террасе р. Туры. Абсолютные отметки дневной поверхности в пределах площадки 73,10-78,00 м.

Особенностью территории является равнинность рельефа.

Район работ находится в черте г. Тюмени на застроенной территории, поэтому район довольно хорошо изучен. Площадку с юга и востока окружают здания жилищно-административного и общественного назначения, с севера и запада гаражные кооперативы. Естественный рельеф площадки нарушен. Территория площадки отсыпана и спланирована.

Вследствие того, что рельеф равнинный на территории участка не наблюдается проявления геологических процессов и явлений.

 

.1.3 Геологическое строение участка работ

Изучение геологического строения проводилось до глубины 25,0 м.

Инженерно-геологический разрез представлен следующими стратиграфо-генетическими комплексами (СГК):

почвенно-растительный слой (bQIV);

среднепозднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения(la4QII-III).

Мощность техногенных отложений на площадке строительства по данным бурения изменяется от 0.5 м (скв.3) до 0,7 м (скв.5). Абсолютные отметки подошвы колеблются в следующем интервале - 62.4-76.87 м. Насыпной грунт: песок мелкий, песчанно-гравийная смесь, суглинок черный тугопластичный, с гумусом, со строительным мусором.

Почвенно-растительный слой вскрыт скважинами 1, 2, 4. Его мощность изменяется от 0,3 (скв. 4) до 0,4 (скв. 1), абсолютные отметки подошвы 76,75 (1) - 77,34 (4).

Под техногенными и почвенными образованиями залегают озерно-аллювиального отложения, представленные переслаиванием глин, суглинков и песков.

Комплекс озерно-аллювиальных отложений представлен двумя геологическими телами первого уровня (МГТ-1) - глинистые грунты и песчаные. Глинистые, в основном, представлены суглинками, с числом пластичности до 0,16, переходящими местами в глины. Второе МГТ-1 представлено песком. Классификация геологических тел в соответствии с ГОСТ 25100-2011 представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Классификация геологических тел

Общие особенности выше перечисленных отложений следующие:

обилие гнезд ожелезнения (преобладает в верхней части разреза);

прослои песка в суглинистых отложениях;

карбонатные включения и конкреции.

В соответствии с современной классификацией по числу пластичности озерно-аллювиальный грунт был разделен на глины и суглинки, что и было сделано в данном проекте. Но при этом, надо учитывать, что грунт имеет один и тот же возраст и происхождение, и по своему составу однородный, имеются отличия только по числу пластичности. Минимальное значение числа пластичности у суглинков равное 11 (скв. 2 - 13,0 м.), глины - 18 (скв. 1 - 11,0м.)

Неравномерные включения песка мелкого в отложениях суглинистого и глинистого состава - гнезда, тонкие прослои и линзы приводят к тому, что если опесчаненная толща, расположена ниже уровня грунтовых вод, становится вместилищем гравитационной воды, которая способствует формированию локальных зон, где грунты глинистого типа могут находиться в мягко-текучепластичном, и иногда в текучем состояниях. С другой стороны, песчаные включения создают в обводнённой суглинистой толще мягко-текучепластичной консистенции определенный жесткий каркас, который способствует в целом, для грунтов такого типа, иметь пониженную пористость, сравнительно невысокую сжимаемость и повышенное внутреннее трение.

МГТ-2 представлено глинами, суглинками и песками.

МГТ-2, представленный глинами тугопластичными, вскрыт скв. 1, 2, 4, 5. Мощность слоя колеблется от 2,5 (скв. 2) до 9,5 м (скв. 4). Абсолютные отметки подошвы изменяются в следующем пределе 52,58 (скв.4) - 57,15 м (скв. 1). Сложен он глиной (Iр = 0,17-0,28), тугопластичной (IL = 0,35-0,48), с прослойками песка ожелезненного.

Суглинки (МГТ-2) встречены тремя МГТ-3 : п/тв, туго/пл, тек/пл.

МГТ-3. Вскрыт скв.1, 2, 3, 4. Мощность слоя колеблется от 2,4 (скв. 1) до 5,4 м (скв. 4). Абсолютные отметки подошвы изменяются в следующем пределе 71,94 (скв. 4) - 74,75 м (скв. 1). Сложен он суглинком тяжелым (Iр = 0,14-0,16), полутвердым (IL = -0,2-0,21), ожелезненным, с включением карбонатов.

МГТ-3. Вскрыт скв.1, 2, 3, 4. Мощность слоя колеблется от 4,3 (скв. 4) до 6,6 м (скв. 1). Абсолютные отметки подошвы изменяются в следующем пределе 65,97 (скв. 3) -67,20 м (скв. 5). Сложен он суглинком тяжелым

(Iр = 0,11-0,16), текучепластичным (IL = 0,80-1,0), ожелезненным, с прослоями суглинка мягкопластичного.

МГТ-3. Вскрыт всеми скважинами. Мощность слоя колеблется от 0,6 (скв. 4) до 11,5 м (скв. 1). Абсолютные отметки подошвы изменяются в следующем пределе 55,08 (скв. 1) - 66,34 м (скв. 4). Сложен он суглинком тяжелым (Iр = 0,12-0,16), тугопластичным (IL = 0,25-0,48), ожелезненным, с прослоями песка.

В МГТ-2 песков вскрыт один МГТ-3 (песок мелкозернистый).

МГТ-2. Вскрыт скв.1, 2, 4, 5. Мощность слоя колеблется от 2,2 (скв. 5) до 3,5 м (скв. 1). Абсолютные отметки подошвы изменяются в следующем пределе 50,08 (скв. 4) - 54,22 м (скв.2). Сложен он песком мелкозернистым, пылеватым, водонасыщенный.

 

.1.4 Гидрогеологические условия участка

Гидрогеологические условия площадки характеризуются наличием горизонта грунтовых вод, приуроченного к аллювиальным отложениям среднечетвертичного возраста. Грунтовые воды вскрыты на глубине 5,0-6,0 м, абсолютные отметки 70,87-72,34. Грунтовые воды приурочены к прослоям песка. В весенне-летний период возможен подъем уровня грунтовых вод на 1,0-1,5 м.

По отношению к бетону на портландцементе марки W4 по водонепроницаемости согласно СНиП 2.03.11-85 подземные воды обладают среднеагрессивными свойствами. На химический анализ подземных вод было отобрано 3 пробы. Данные химического состава проб воды приведены табл. 2.1.

Таблица 2.1 Химический анализ проб воды

Объект	Здание по ул. Полевая
Показатели химического состава	Место отбора проб
	с-1	с-2	с-3
	5,0	6,0	5,0
Ca ++
мг/л	134,2	160,32	158,71
мг-экв/л	6,71	8	7,92
Mg ++
мг/л	47,88	57,28	34,09
мг-экв/л	3,99	4,7	2,8
Na + K +
мг/л	53,88	45,931	67,03
мг-экв/л	2,3	1,997	2,9
SO4 -
мг/л	2,5	24,976	9,06
мг-экв/л	0,05	0,52	0,18
Cl -
мг/л	35,07	49,757	41,02
мг-экв/л	0,98	1,39	1,14
HCO3 -
мг/л	732,24	622,2	893,04
мг-экв/л	12	10,2	14,64
pH	6,91	6,98	6,52
Общ.жесткость	11,24	16	16,48
Агрессивная углекислота	45	42	47
Сухой остаток
мг/л	979	984	1289

Заключение:

грунтовая вода по отношению к бетону W4 - СРЕДНЕагрессивная (СНиП 2.03.11-85, табл. 5, 6);

грунтовая вода по отношению к бетону W6 - СЛАБОагрессивная (СНиП 2.03.11-85, табл. 5, 6);

коррозионная активность грунтовых и др. вод по отношению к свинцовой оболочке кабеля НИЗКАЯ (ГОСТ 9.602-2005, табл. 3);

коррозионная активность грунтовых и др. вод по отношению к алюминевой оболочке кабеля СРЕДНЯЯ (ГОСТ 9.602-2005, табл. 3);

к арматуре железобетонных изделий при постоянном погружении - Неагрессивная, при периодическом погружении - СЛАБОагрессивная (СНиП 2.03.11-85, табл. 7).

 

.1.5 Физико-механические свойства грунтов

Данные бурения, статического зондирования и лабораторных работ позволяют сделать вывод, что, несмотря на большое разнообразие грунтовых условий по глубине, отмечается относительная выдержанность слоев по простиранию и стабильность в изменчивости их физико-механических свойств. Поэтому для анализа были взяты скважины № 1, 4, 5, которые являются типичными для всего разреза.

Построены графики изменения с глубиной показателей таких свойств, как плотность грунта (ρ), естественная влажность (We), число пластичности (Ip), показатель текучести (IL),модуль деформации (Е), угол внутреннего трения (φ).

Скв.1. По графику (рис. 2.2) видно, что плотность грунта на глубине 2,5 м (во втором слое) составляет 1,88 г/см³ и уменьшается до 1,83 г/см³ в четвертом слое (на глубине 6,5 м).

Затем, вниз по разрезу она увеличивается до 1,92 г/см³ на глубине 16 м (слой 5), а в шестом слое, представленным глинами, достигает максимального значения - 1,95 г/см³ (18,0 м) и создавая тем самым наиболее благоприятные условия.

Число пластичности с глубины 2 м (слой 2) до 2,5 (слой 2) изменяется от 0,14 до 0,19, далее до 6,0м Ip остается постоянным 0,15. На 6,5 м резкий скачок, далее уменьшение до 0,13 (8,0м слой 4).Потом плавное увеличение до 0,18 (11,0 м - 5 слой). После 11м Ip колеблется от 0,12 (15м) до 0,16 (16м). На глубине в 18 м увеличивается до 0,20. В интервале 20м-23,5м встречен песок мелкозернистый, и на 24м Ip достигает своего максимального значения в 0,27.

Показатель текучести с глубины 2 м увеличиваается до 4м от 0,14 до 0,69. Далее уменьшение до 0,47 (4,5м) затем резкий скачок до 0,93 (5м). После Il плавно увеличивается до 0,92 (8м), затем оно уменьшается до 0,25 на глубине в 13,5м. Далее наблюдается относительная стабильность от 0,35 до 0,48 в интервале от 15м до 24м.

По описанным выше показателям (Il и Ip), наиболее благоприятным естественным основанием является слой 5- суглинок тугопластичный.

Рис. 2.2. График изменения свойств грунтов (скв. 1)

Естественная влажность на глубине 2м (слой 2) составляет 23 %, затем вниз по разрезу увеличивается до 39 % в 4 слое (глубина 6,5 м). На глубине 11 м (5 слой) влажность уменьшается до 33 % и продолжает уменьшаться до 21%. Затем в последнем слое (8) увеличивается до 34 %. Наиболее благоприятными являются пески с W 21 %, но так как они водонасыщенны, следует взять более меньшую глубину заложения фундамента, к примеру 15м.

Максимальное значение модуля деформации - 4,12 МПа наблюдается на глубине 2м (слой 2), а затем с глубиной уменьшается до 1,54 МПа в четвертом слое (на глубине 6,5м). В пятом слое на глубине 16м Е = 3,14МПа. В шестом уменьшается до 2,22 МПа. Из этого следует, что на глубине 15-16м залегают устойчивые грунты.

Удельное сопротивление под наконечником зонда проводилось до глубины 15 м. До глубины 11,4 м сопротивление не имеет сильных колебаний значений (0,48-2,04 МПа), в интервале 11,4-12,2 увеличивается до 9,24 МПа. После уменьшается до 3 МПа. Затем вновь скачок до 8,76 МПа. Далее плавное уменьшение до 0,24 МПа.

На основании вышеизложенного, наиболее благоприятным в качестве естественного основания будет слой 5, представленный суглинком тугопластичным, с прослойками песка. Но для наиболее точного выделения естественного основания необходимо проанализировать строительные свойства каждого выделенного геологического тела (сверху вниз) более подробно.

С поверхности залегает почвенно-растительный грунт - слой 1, мощностью 0,4 м. В качестве основания не используется в виду своих слабых характеристик. Всегда срезается до естественного основания.

Под насыпными и почвенными образованиями - слои минеральных грунтов озерно-аллювиального происхождения глинистого и песчаного состава. Общая особенность отложений это обилие гнезд ожелезнения, особенно в верхней части разреза, наличие многочисленных прослоев песка в суглинистых отложениях, карбонатных включений, как в рассеянном виде, так и в виде "присыпок" мелкопесчаной размерности, а также конкреций.

Второй слой представлен суглинком полутвердый переходящий в полутвердую глину (число пластичности JР = 0,17, показатель текучести JL = 0,18, влажность природная W = 23 %, плотность ρ = 1,88 г/см³, модуль общей деформации E = 4,12 МПа - сильно сжимаемые). Мощность слоя 2,50 м.

Третий слой представлен суглинком текучепластичным с включением текучего (число пластичности JР = 0,15, показатель текучести JL = 0,86, влажность природная W = 39 %, плотность ρ = 1,84 г/см³, модуль общей деформации E = 1,83 МПа - сильно сжимаемые). Мощность слоя 3,20 м.

Четвертый слой - переслаивание песка мелкого водонасыщенного с супесью текучей, с суглинком текучепластичным (число пластичности JР = 0,17, показатель текучести JL = 0,85, влажность природная W = 37 %, плотность ρ = 1,83 г/см³, модуль общей деформации E = 1,7 МПа - сильно сжимаемые). Мощность слоя 6,6 м.

Пятый слой - суглинок тугопластичный (влажность природная W = 24 %, плотность ρ = 1,93 г/см³, модуль общей деформации E = 2,5 МПа - сильно сжимаемые). Мощность слоя 1,30 м.

Шестой слой - переслаивание глины тугопластичной песка мелкого водонасыщенного (число пластичности JР = 0,20, показатель текучести JL=0,35, влажность природная W = 2 4%, плотность ρ = 1,96 г/см³, модуль общей деформации E = 4,1 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 3,0 м.

Седьмой слой - песок водонасыщенный (влажность природная W = 22%). Вскрытая мощность слоя 3,50 м.

Скв.4. По графику (рис. 2.3.) видно, что плотность грунта на глубине 2,5 м (во втором слое) составляет 2,0 г/см³ и уменьшается до 1,79 г/см³ в четвертом слое (на глубине 8 м). Затем вниз по разрезу она уменьшается, до 1,80 г/см³ в шестом слое (глубина 19 м), представленным глинами тугопластичными.

Рис. 2.3. График изменения свойств грунтов (скв.4)

Число пластичности колеблется от 0,13 слой 2 (глубина 4,2 м) до 0,26 слой 6 (глубина 19,0 м). Затем видим уменьшение до 0,05 на глубине 10,5 м (граница слоя 4 и 5) и вновь возрастает на глубине 13 м (слой 6) - 0,18.

Изменение показателя текучести происходит сверху вниз. Его значение с глубиной увеличивается от 0,0 во втором слое (на глубине 2 м) до 1,4 в четвертом слое (глубина 7,5 м). Затем вниз по разрезу показатель текучести грунтов уменьшается до 0,30 на глубине 17 м (слой 6),затем вновь видим увеличение до 0,52 на глубине 25 м.

По описанным выше показателям (Il и Ip) наиболее благоприятным естественным основанием является слой 6 - глины тугопластичные.

Естественная влажность на глубине 2 м (слой 2) составляет 16 %, затем вниз по разрезу увеличивается, достигая максимального значения - 40 % в слое 4 (глубина 7,5-8 м). На глубине 10,5 м (граница слоев 4 и 5) влажность уменьшается до 19 % и вновь увеличивается, достигая 37 % на глубине 19 м (слой 6). Затем в интервале 2,0-23,0 м уменьшается до 22 %, после вновь увеличиваясь до 34 % в 8 слое (на глубине 25,0 м).

Значение модуля деформации изменяются от 1,35 слой 3 (глубина 6,0 м) до 3,57 слой 2 (глубина 4,0 м). Уменьшение модуля деформации происходит с глубиной. Шестой слой, сложенный глинами тугопластичными имеет наиболее благоприятные условия для строительства.

На основании вышеизложенного, наиболее благоприятным в качестве естественного основания, будет слой 6, представленный глинами тугопластичными. Но, для наиболее точного выделения естественного основания, необходимо проанализировать строительные свойства каждого выделенного геологического тела (сверху вниз) более подробно.

Насыпной грунт и погребенный слой почвы (слой 1) описаны выше (см. скв. 1).

Второй слой представлен суглинком полутвердым (число пластичности JР = 0,15, показатель текучести JL = 0,20, влажность природная W = 17 %, плотность ρ = 1,80 г/см³, модуль общей деформации E = 3,57 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 5,4 м.

Третий слой представлен глиной мягкопластичной (число пластичности JР = 0,18, показатель текучести JL = 0,72, влажность природная W = 35 %, плотность ρ = 1,79 г/см³, модуль общей деформации E = 1,35 МПа - сильно сжимаемые). Мощность слоя 0,6 м.

Четвертый слой - суглинок текучий (число пластичности JР = 0,17, показатель текучести JL = 1,13, влажность природная W = 40 %, плотность ρ = 1,79 г/см³, модуль общей деформации E = 2,46 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 4,30 м.

Пятый слой - супесь текучая (число пластичности JР = 0,05, показатель текучести JL=>1, влажность природная W = 19 %). Мощность слоя 1,00 м.

Шестой слой - глина тугопластичная (влажность природная W = 22 %, плотность ρ = 1,93 г/см³, модуль общей деформации E = 2,40 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 9,50 м.

Седьмой слой - песок водонасыщенный мелкозернистый (влажность природная W = 23 %). Мощность слоя 3,20 м.

Восьмой слой - глина мягкопластичная (число пластичности JР = 0,21, показатель текучести JL = 0,52, влажность природная W = 34 %). Вскрытая мощность слоя 1,0 м.

Скв.5. По графику (рис.2.4.) видно, что плотность грунта на глубине 2,5 м (во втором слое) составляет 1,92 г/см³ и уменьшается до 1,84 г/см³ в 4 слое (на глубине 6 м). Затем вниз по разрезу она увеличивается, достигая максимального значения - 1,96 г/см³ слой 5 (на глубине 16 м), создавая благоприятные условия для строительства. Плотность грунта с глубиной уменьшается и достигает минимального значения - 1,80 г/см³ на глубине 20 м (слой 6).

Число пластичности колеблется от 0,12 до 0,28. В верхней части разреза оно уменьшается до 0,14 слой 2 (глубина 3м), резкий скачок до 0,18. Далее увеличение от 0,12 до 0,19 (слой 4).В интервале 15,0-16,0 равно 0,15. После увеличивается до 0,28 слой 8 (глубина 25,0 м).

Рис. 2.4. График изменения свойств грунтов (скв.)

В обратном порядке происходит изменение с глубиной показателя текучести. Его значение с глубиной уменьшается от 1,82 до 0,74 в четвертом слое (на глубинах от 5,80 до 10,0 м). Затем вниз по разрезу продолжает уменьшаться, но остается в рамках значений 0,25-0,5(тугопластичный грунт).

По описанным выше показателям (Il и Ip) наиболее благоприятным естественным основанием является слой 5 - суглинок тугопластичный.

Естественная влажность на глубине 2 м (слой 2) составляет 14 %, затем вниз по разрезу увеличивается до 40 % слой 4 (глубина 7 м) и снова уменьшается до 23 % слой 5 (глубина 15 м), создавая благоприятные условия для строительства. На глубине 20,0-25,0 м (слой 6,7,8) влажность вновь увеличивается, достигая значения - 36 %.

Модуль деформации уменьшается от 3,82 МПа глубина 2,5 м до 2,96 МПа глубина 6 м (слой 4), а затем с глубиной увеличивается до 3,53 Мпа 16м (слой 5). Далее уменьшается до 2,23 МПа.

На основании вышеизложенного, наиболее благоприятным в качестве естественного основания будет слой 5, представленный суглинком тугопластичным. Но, для наиболее точного выделения естественного основания, необходимо проанализировать строительные свойства каждого выделенного геологического тела (сверху вниз) более подробно.

Насыпной грунт и погребенный слой почвы (слой 1) описаны выше (см. скв. 1).

Второй слой представлен суглинком полутвердым (число пластичности JР = 0,17, показатель текучести JL = 0,24, влажность природная W = 20 %, плотность ρ = 1,92 г/см³, модуль общей деформации E=3,82 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 2,80 м.

Третий слой представлен суглинком тугопластичным (влажность природная W = 28 %, плотность ρ = 1,88 г/см³, модуль общей деформации E = 3,16 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 1,50 м.

Четвертый слой - суглинок текучий (число пластичности JР = 0,15 показатель текучести JL = 1,82, влажность природная W = 39 %, плотность ρ = 1,86 г/см³, модуль общей деформации E = 3,06 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 5,20 м.

Пятый слой - суглинок тугопластичный (число пластичности JР = 0,15 показатель текучести JL = 0,33, влажность природная W = 23 %, плотность ρ = 1,96 г/см³, модуль общей деформации E = 3,53 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 6,80 м.

Шестой слой - глина тугопластичный (число пластичности JР = 0,23 показатель текучести JL = 0,39, влажность природная W = 30%, плотность ρ = 1,89 г/см³, модуль общей деформации E = 2,23 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 4,6 м.

Седьмой слой - песок мелкозернистый водонасыщенный (влажность природная W = 23 %,). Мощность слоя 2,20 м.

Восьмой слой - глина тугопластичный (число пластичности JР = 0,28 показатель текучести JL=0,39, влажность природная W = 36 %). Мощность слоя 1,20 м.

При проектировании и строительстве планируемых жилых домов необходимо стремится к тому, чтобы их основанием служили горные породы наиболее плотные и прочные, достаточно однородные по площади и на глубину зоны их влияния.

На основании вышеизложенного, наиболее благоприятным в качестве естественного основания будет слой 6 (скв. 4, 5), слой 5 (скв. 1, 2, 3), представленные суглинком или глиной тугопластичными.

Другие скважины имеют такие же условия, которые характерны для скв. 1, 4 и 5.

 

.1.6 Инженерно-геологические процессы и явления

В рассматриваемом случае будут развиваться 2 инженерно-геологических процесса:

подтопление территории;

осадка сооружения.

В настоящее время, решающее значение в реализации природных предпосылок подтопления (климатические, геоморфологические, гидрогеологические и геологические условия) приобретают техногенные факторы. Среди них важнейшим является

повсеместное использование свайных фундаментов, дестабилизирующих гидрогеологический режим грунтов;

интенсивную, но непродуманную застройку микрорайонов и жилых кварталов, нарушающую естественный рельеф стока;

строительство дорог;

создание насыпей и обвалов без решения задач водоотведения;

ликвидацию ранее существующих естественных мест сбора и отведения вод;

снятие почвенно-растительного слоя;

утечка из подземных коммуникаций и т.д.

Все это лишь предпосылки, определенных мер борьбы с подтоплением территории г. Тюмени на данный момент нет.

Осадка сооружения - вертикальное перемещение его вследствие уплотнения пород под фундаментом. Возникает в результате дополнительных напряжений, развивающихся в горных породах под фундаментами зданий и сооружений. Большие осадки могут вызвать деформации этих сооружений. Расчетная осадка не должна превышать допустимую, величина которой регламентируется нормативами [10].

Вывод: участок проектируемой многоуровневой стоянки по сложности инженерно-геологических условий относится к III категории.

 

3. Технологический раздел

 

.1 Проектируемые работы

 

.1.1 Цели и задачи инженерно-геологических изысканий

На данном участке планируется запроектировать многоуровневую автостоянку 2-го класса ответственности.

Цель ИГИ получить необходимый материал для обеспечения проектирования этих инженерных сооружений.

Проектируемые работы будут произведены для решения следующих задач:

) Уточнение литологических условий на участке строительства;

) Отбор образцов проб грунта;

) Выбор типа естественного основания;

) Выбор типа и глубины заложения фундамента;

) Составление инженер 6но-геологической модели основания;

) Расчет устойчивости сооружений;

) Коррозионная активность грунта.

Для решения этих задач проектируются следующие виды работ:

- проходка горных выработок;

геофизические исследования (коррозионная активность грунтов);

полевые исследования грунтов;

гидрогеологические исследования;

отбор проб;

лабораторные исследования грунтов;

камеральная обработка материалов.

При проведении ИГИ рекомендуется использовать материалы прошлых лет, которые выполнены в пределах границ площадки изысканий. При этом следует учитывать изменения геологической среды с момента проведения изысканий.

Инженерно-геологические изыскания на выбранной площадке будут проводиться для стадии "рабочая документация".

Определение состава работ производится на основании действующих нормативных документов с учётом технических возможностей и данных ранее выполненных изысканий.

 

.1.2 Виды и объемы проектируемых работ

Виды и объёмы проектируемых работ приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Виды и объёмы работ

Виды работ	Ед. измерения	Объём
Разведочные работы: - количество скважин; - бурение скважин; - проходка шурфов; - отбор образцов; - отбор монолитов. Полевые опытные работы: - статическое зондирование; - испытания штампом; Лабораторные работы: - полный комплекс определения физико-механических свойств пород; - сокращенный комплекс определения физико-механических свойств пород	шт м м шт шт  исп исп  обр обр	8 200 24 60 36  6 6  36 60

3.2 Сбор, обработка и анализ фактического материала

В период проектирования изучаются фондовые материалы по изысканиям прошлых лет. Эта работа выполняется при инженерно-геологических изысканиях для каждого этапа разработки предпроектной и проектной документации, с учетом результатов сбора на предшествующем этапе (согласно СП 11-105-97 "Инженерно-геологические условия для строительства").

Сбору и обработке подлежат материалы:

инженерно-геологических изысканий прошлых лет, выполненных для обоснования проектирования и строительства объектов различного назначения - технические отчеты об инженерно-геологических изысканиях, гидрогеологических, геофизических и сейсмологических исследованиях, стационарных наблюдениях и другие данные, сосредоточенные в государственных и ведомственных фондах и архивах;

геолого-съемочных работ (в частности, геологические карты наиболее крупных масштабов, имеющиеся для данной территории), инженерно-геологического картирования, региональных исследований, режимных наблюдений и др.;

В состав материалов, подлежащих сбору и обработке, включают: сведения о климате, гидрографической сети района исследований, характере рельефа, геоморфологических особенностях, геологическом строении, геодинамических процессов, гидрогеологических условиях, геологических и инженерно-геологических процессах, физико-механических свойствах грунтов, составе подземных вод, техногенных воздействиях и последствиях хозяйственного освоения территории. Следует также, собирать другие данные, представляющие интерес для проектирования и строительства: наличие грунтовых строительных материалов, результаты разведки местных строительных материалов (в том числе вторичное использование вскрышных грунтов, твердых отходов производств в качестве грунтовых строительных материалов), сведения о деформации зданий и сооружений и результаты обследования грунтов их оснований, опыте строительства других сооружений в районе изысканий, а также сведения о чрезвычайных ситуациях, имеющих место в данном районе.

По результатам сбора, обработки и анализа прошлых лет и других данных в программе изысканий и техническом отчете должна проводиться характеристика степени изученности инженерно-геологических условий исследуемой территории.

На основании собранных материалов формулируется рабочая гипотеза об инженерно-геологических условиях исследуемой территории и устанавливается категория сложности этих условий, в соответствии с чем, в программе изысканий по объекту строительства устанавливаются состав, объемы, методика и технология изыскательских работ.

Возможность использования материалов изысканий прошлых лет в связи с давностью их получения (если от окончания изысканий до начала проектирования прошло не более 2-3 лет) следует устанавливать с учетом происшедших изменений рельефа, гидрогеологический условий, техногенных воздействий. Выявление этих изменений следует осуществлять по результатам рекогносцировочного обследования исследуемой территории, которые выполняются до разработки программы инженерно-геологических изысканий на объекте строительства.

Для изучения рассматриваемой территории планируется ознакомление с отчетами о ранее пройденных изысканиях

Все имеющиеся материалы изысканий прошлых лет должны использоваться для отслеживания динамики изменения геологической среды под влиянием техногенных воздействий.

Категорию сложности инженерно-геологических условий следует устанавливать по совокупности отдельных факторов (с учетом их влияния на принятие основных проектных решений).

С учетом собранных материалов об особенностях геологического строения, гидрогеологических, техногенных условий района принимаем III (сложную) категорию сложности инженерно-геологических условий.

 

.3 Топографо-геодезические работы

Для выполнения плановой и высотной привязки горных выработок планируется производить топографо-геодезические работы.

Для производства этих работ рекомендуется прокладывать замкнутый теодолитный ход, который представляет собой сомкнутый многоугольник (полигон). Высотная привязка скважин будет обеспечиваться нивелированием IV класса точности, которое планируется производить по тем же направлениям, что и теодолитные ходы. На данной территории планируется осуществить планово-высотную привязку 18 точек, из них: 8 скважин, 10 геофизических точек.

 

.4 Буровые работы

На стадии проекта застройки проектируется бурение скважин для уточнения геологического разреза, условий залегания грунтов и подземных вод, отбора образцов грунтов и проб воды под контуром каждого проектируемого сооружения.

Согласно СП 11-105-97 ч. 1 п. 8.3. горные выработки следует располагать по контурам и (или) осям проектируемых зданий и сооружений, в местах резкого изменения нагрузок на фундаменты, глубины их заложения, на границах различных геоморфологических элементов.

Расстояния между горными выработками согласно СП 11-105-97 ч. 1 п. 8.4. табл. 8.1. следует устанавливать с учетом ранее пройденных выработок в зависимости от сложности инженерно-геологических условий и уровня ответственности проектируемых зданий и сооружений. Для инженерно-геологических условий второй категории сложности, инженерных сооружений второго уровня ответственности должно быть не более 40-50 м, а количество выработок под контур каждого сооружения - не менее трех.

Глубину горных выработок для инженерных сооружений, проектируемых на естественном основании, следует назначать в зависимости от величины сферы взаимодействия объекта с геологической средой с заглублением ниже нее на 1-2 м в соответствии с СП 11.105-97 ч. 1 п. 8.5.

Для сооружений, проектируемых на свайном типе фундамента, глубина горных выработок принимается ниже проектируемой глубины погружения нижнего конца сваи не менее чем на пять метров в соответствии с СП 11-105-97 ч. 1 п. 8.7. Глубинность горных выработок для проектируемого сооружения составит 25 м.

 

.4.1 Рекомендуемые режимы бурения

При колонковом бурении "всухую" основными параметрами режима бурения являются: частота вращения бурового инструмента; осевое давление на забой; длина и время рейса.

Бурение ведется укороченными рейсами (длина рейса не превышает 0,5 м). Параметры режима бурения устанавливают следующие:

частота вращения инструмента 80150 об/мин;

осевая нагрузка на забой 3-6 кН;

расход воздуха - 5,8-7,2 м /мин.

Заклинивание керна производится путем затирки "всухую", для чего необходимо последние 0,05-0,1 м рейса пройти с повышенной осевой нагрузкой на забой. Механическая скорость колонкового бурения "всухую" в зависимости от грунтов колеблется от 0,05 до 0,5 м/мин; производительность обычно не превышает 25,0 м в смену. Для получения качественного керна величину рейса следует устанавливать в пределах 0,05-0,7 м. В слабых грунтах бурить рекомендуется обуривающим грунтоносом.

Рекомендуемый тип бурового станка - ПБУ-2. Данный тип станка позволяет осуществлять проходку горных выработок шнековым способом на глубину до 50 м.

Для проведения испытаний грунтов штампом осуществляется специальной шурфопроходческой установкой, к буровому станку ПБУ-2.

 

.4.2 Специальные снаряды

Одной из основных задач проведения геологоразведочных и инженерно-геологических скважин - получение керна, полноценного, как в качественном, так и в количественном отношении.

 

Рис. 3.1 Забивной пробоотборник: 1 пробоотборник керноприемный разъемный стакан; 2 ударная часть; 3.переходник на колонну буровых труб; 4. ударник; 5.направляющая штанга; 6.головка пробоотборника, воспринимающая удар; 7 корпус пробоотборника; 8.керноприемный стакан, состоящий из двух полугильз; 9. режущий башмак, состоящий из двух половин

Керн - наиболее достоверный материал для получения полного представления о мощности, глубине и условиях залегания, а также о строении, составе и свойствах пересекаемых скважиной пород. Однако далеко не всегда удается сохранить структуру, а также вещественный состав керна и полностью извлечь его из скважины.

Монолиты грунта из буровых скважин при инженерно геологических изысканиях отбираются с помощью грунтоносов. Забивной пробоотборник показан на рис. 3.1.

Вдавливаемый грунтонос предназначен для отбора монолитов из связных глинистых грунтов (рис. 3.2).

Грунтонос состоит из переходника 1, корпуса 2, разрезного пружинного кольца 3, картонной керноприемной гильзы 4. Разрезное кольцо имеет продольную прорезь 5 и отверстие 6 для штыря. Для сборки грунтоноса разрезное кольцо сжимается и ввинчивается в корпус. После отбора монолита кольцо (вместе с монолитом) отсоединяется от корпуса, благодаря пружинному эффекту кольцо разжимается и освобождает монолит.

Рис. 3.2 Строение вдавливаемого грунтоноса.

 

3.5 Геофизические исследования

Геофизические исследования при инженерно-геологических изысканиях выполняются на всех стадиях (этапах) изысканий, как правило, в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ с целью:

определения состава и мощности рыхлых четвертичных (и более древних) отложений;

выявления литологического строения массива горных пород, тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости и обводненности;

определения глубины залегания уровня подземных вод, водоупоров и направления движения потоков подземных вод, гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов;

определения состава, состояния и свойств грунтов в массиве и их изменений;

проведения мониторинга опасных геологических и инженерно - геологических процессов;

сейсмического микрорайонирования территории.

Выбор методов геофизических исследований (основных и вспомогательных) и их комплексирование следует проводить в зависимости от решаемых задач и конкретных инженерно-геологических условий.

Наиболее эффективно геофизические исследований используются при изучении неоднородных геологических тел (объектов), когда их геофизические характеристики существенно отличаются друг от друга.

Определение объемов геофизических работ (количества и системы размещения геофизических профилей и точек) следует осуществлять в зависимости от характера решаемых задач (с учетом сложности инженерно - геологических условий) в соответствии с приложением Е к СП 11-105-97.

Для обеспечения достоверности и точности интерпретации результатов геофизических исследований проводятся параметрические измерения на опорных (ключевых) участках, на которых осуществляется изучение геологической среды с использованием комплекса других видов работ (бурения скважин, проходки шурфов, прессиометрических испытаний, с определением характеристик грунтов в полевых и лабораторных условиях).

Геофизические исследования при изысканиях в районах развития элювиальных грунтов выполняются для выявления и установления мощности кор выветривания, залегающих под вышележащими отложениями, выявления карманов выветривания в кровле скальных массивов, их конфигурации и размеров в плане и по глубине, сильно выветрелых жильных образований, линейных кор выветривания, уходящих на значительную глубину.

Для решения указанных задач следует использовать главным образом линейные (профильные) методы: электропрофилирование, вертикальное электрическое зондирование и сейсморазведку в различных модификациях. Применение этих методов позволяет в большинстве случаев выполнить предварительное разделение кор выветривания по деформационно-прочностным свойствам.

Для обеспечения достоверности и точности интерпретации результатов геофизических исследований необходимо параллельно осуществлять проходку параметрических скважин, с детальным описанием разреза, проведением вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и сейсмопросвечивания между скважинами, а также с определением физико-механических характеристик грунтов в лабораторных и (или) полевых условиях.

По результатам геофизических исследований должны быть составлены разрезы и карты кровли коренных пород (подошвы элювиальных отложений), с выделением выветрелых и ослабленных зон, карманов, локальных депрессий, заполненных бесструктурным элювием и т.п. Геофизические профили должны служить основой для разработки рациональной схемы размещения скважин, шурфов и других выработок, рассчитанных на более детальное изучение разреза и опробование грунтов.

Геофизические работы планируется проводить с целью определения рельефа кровли скальных грунтов, определение положения уровня поземных вод, установления и прослеживания зон тектонических нарушений и трещиноватости, выявления степени трещиноватости и выветрилости грунтов.

При выполнении работ проектируется сейсмический метод исследований. Регистрация волнового поля выполнятся цифровой двенадцатиканальной сейсмостанцией "Агат 05" при ударном возбуждении упругих колебаний. Наблюдения будут производиться по системе непрерывного встречного профилирования с двумя выносными пунктами взрыва с шагом между сейсмоприемниками 2 м. При принятой в системе профилирования интервал возбуждения составляет 22 м.

 

.5.1 Методика ВЭЗ

Геофизические работы методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) проводятся для изучения геологических особенностей грунтов.

Сущность вертикального электрического зондирования заключается в исследовании зависимости между кажущимся сопротивлением и расстоянием от точки наблюдения поля до источника

При производстве работ используется симметричная четырех электродная установка по схеме, приведенной на рис. 3.3 с длиной линии АВ мах равной 150 м, МN равной 1.0 - 5,0 м. Выбор таких разносов позволит исследовать геологический разреза на глубину до 15 м.

Рис. 3.3 Схема измерения удельного электрического сопротивления грунтов методом вертикального электрического зондирования

В качестве измерительного прибора использован "электроразведочный прибор" ЭРП-1.

В измерительных и питающих линиях использовался провод марки ГПСМПО. Заземления осуществлялись металлическими электродами: питающие - стальные, приемные - латунные.

Для оценки точности полевых наблюдений провести контрольные измерения в количестве 5 %, от общего объема.

По результатам контрольных измерений вычислялась относительная погрешность по формуле:

%,

где Р - относительная погрешность (%),

основной замер (Ом*м),

контрольный замер (Ом*м),

абсолютная разность между основным и контрольным замером (Ом*м).

Величина относительной погрешности составила, ниже допустимой 5 %.

Интерпретация геофизических данных методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) заключается в сравнении и сопоставлении полученного геоэлектрического разреза с геологическими разрезами.

 

.6 Отбор проб

В зависимости от свойств грунтов, характера их пространственной изменчивости, а также целевого назначения инженерно-геологических работ в программе изысканий рекомендуется устанавливать систему опробования соответствующим расчетом.

Для исследования строительной площадки под застройку необходимо опробовать 8 скважин, пробы будут отбираться нарушенного и ненарушенного сложения.

Разрез предоставлен 6 инженерно-геологическими элементами.

Пробы нарушенного сложения отбираются из буровых скважин и шурфов из расчета 1 проба на 2 метра, если инженерно-геологический элемент мощностью более 2 м, если менее 2 м, то пробы отбираются из каждой разновидности грунта. В данном случае инженерно-геологические элементы мощностью более 2 м.[14]

Тогда проектируем отбор проб нарушенного сложения, одна проба через два метра. Пробы ненарушенного сложения отбираем в количестве не менее шести на каждый ИГЭ.

На площади проектируется отобрать пробы:

нарушенного сложения- 48 проб;

ненарушенного сложения- 12 проб. Всего 60 пробы.

 

.7 Стационарные наблюдения

 

.7.1 Метод полевого определения температуры

Полевые измерения температуры выполняются в целях:

получения конкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов для использования их в теплотехнических расчетах при проектировании;

оценки и прогноза устойчивости территории основания;

назначения глубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений и определения их несущей способности;

контроля и оценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов в результате возведения и эксплуатации зданий и сооружений или осуществления различных инженерных мероприятий.

Измерения температуры грунтов должны выполняться в заранее подготовленных и выстоянных скважинах переносимыми или стационарными термоизмерительными комплектами, представляющими собой гирлянды электрических датчиков с соответствующей измерительной аппаратурой. В качестве электрических датчиков температуры грунтов следует применять чувствительные элементы промышленных медных термометров сопротивления с номиналом 100 Ом (например, ЭСМ-03 по ТУ 25. 02. 738. 71).

Монтаж гирлянды электрических датчиков температуры должен выполняться по схеме, однотипным (из одной бухты) многожильным медным проводом сечением 0,35-0,5 мм² с надежной изоляцией; места спаек должны быть электро- и гидроизолированы.

Разница в сопротивлениях соединительных проводов, измеренная на клеммах разъема, не должна превышать 0,01 Ом; сопротивление изоляции проводов, шунтирующее датчик, должно быть не менее 2 Мом.

В качестве измерительных приборов к электрическим датчикам следует применять специальные термометрические многопредельные неравновесные мосты или потенциометры постоянного тока, отградуированные в градусах Цельсия, при цене деления шкалы не более 0,10С, либо лабораторные мосты сопротивлений класса точности 0,05-0,1 % (МО-62, МО-64, Р-39 и т.п.), подключаемые к гирлянде через узел коммутации.

При инженерно-геокриологических исследованиях глубины измерения температуры в скважинах диаметром не более 160 мм следует принимать: в пределах первых 3 м - кратными 0,5 м; затем, до глубины 5 м - кратными 1 м; далее - на глубинах 7 и 10 м.

Измерения температуры грунтов следует производить в следующем порядке:

перед спуском термоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочую глубину скважины, отсутствие в ней воды;

в скважину опускают гирлянду на заданную глубину, закрепляют во входном отверстии скважины пробкой и оставляют на время выдержки;

оценивают период выдержки;

по истечении периода выдержки гирлянды в скважине производят измерения и регистрацию температуры грунта, термометры извлекают по одному из скважины, не допуская попадания на термометр прямых солнечных лучей;

производят оценку значений температуры путем сопоставления их между собой или с данными предыдущих измерений. При наличии аномальных отклонений измерения следует повторить;

по окончании измерений переносную гирлянду извлекают из скважины, скважину закрывают пробкой, а короб крышкой.

Время выдержки гирлянды электрических датчиков составляет 1 час.

Температуру грунтов ti на глубине di, измеряемую мостом электрических сопротивлений надлежит вычислять по формуле

где Ri - электрическое сопротивление, измеренное при положениях переключателя К1, К2,…, Кn, Ом;о - номинал сопротивления электрического термометра, Ом, при температуре 0єС;

= RL+Ro

- суммарное сопротивление линии связи RL и образцового резистора, определяемое в положении Ко переключателя, Ом;

α - температурный коэффициент сопротивления (для медного провода α=0,00426), 1/єС;

Δ - индивидуальная поправка на "место нуля" электрического термометра, єС.

По результатам измерений температуры грунтов следует составлять технический отчет, который должен включать:

техническое задание и программу проведения термоизмерительных работ;

примененную методику измерений;

оценку инструментальных и дополнительных погрешностей;

акты проверок измерительной аппаратуры;

ситуационный план площадки с указанием плановой и высотной привязки скважин;

сводную ведомость температуры грунтов;

выводы о результатах термоизмерительных работ. [ГОСТ 25258-82 Метод полевого определения температуры]

В термометрических скважинах (3 скважины) используются для ведения стационарных наблюдений в период проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений. Наблюдения в скважинах за температурой пород должны проводиться в течение года. С октября по март замеры будут проводиться 1 раз в 10 дней, а с апреля по сентябрь - 1 раз в месяц. Итого будет проделано 32 замера.

 

.8 Лабораторные работы

Лабораторные исследования грунтов следует выполнять с целью: определения их состава, состояния, физических, механических, прочностных, деформационных свойств, определения их нормативных и расчетных характеристик; выявления степени однородности состава и свойств грунтов по площади и глубине; выделения инженерно-геологических элементов, прогноза состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов.[14]

Планируется выполнить комплекс лабораторных работ. Виды лабораторных работ и их объемы приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Виды и объемы лабораторных работ

№ п/п	Виды работ	Объем работ
Песчаные грунты
1	Полный комплекс физико-механических свойств грунта с определением сопротивления грунта срезу и компрессионными испытаниями до 0,6 МПа	30
2	Полный комплекс физико-механических свойств грунта с определением сопротивления грунта срезу под нагрузкой до 0,6 МПа	30
3	Сокращенный химический анализ воды	6
4	Определение химического анализа водной вытяжки	6

3.9 Камеральные работы и написание отчета

геофизический буровой строительство автостоянка

Камеральную обработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ (текущую, предварительную) и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательная камеральная обработка и составление технического отчета или заключения о результатах инженерно-геологических изысканий). Текущую обработку материалов необходимо производить с целью обеспечения контроля за полнотой и качеством инженерно-геологических работ и своевременной корректировки программы изысканий в зависимости от полученных промежуточных результатов изыскательских работ.

В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация записей маршрутных наблюдений, просмотр и проверка описаний горных выработок, разрезов естественных и искусственных обнажений, составление графиков обработки полевых исследований мерзлых грунтов, каталогов и ведомостей горных выработок, образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, увязка между собой результатов отдельных видов инженерно-геологических работ (геофизических, горных, полевых исследований грунтов и др.), составление колонок (описаний) горных выработок, предварительных инженерно-геокриологических разрезов, карты фактического материала, предварительных ландшафтных, инженерно-геокриологических и геокриологических карт и пояснительных записок к ним с результатами геокриологического прогноза.

При окончательной камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных предварительных материалов (в основном по результатам лабораторных исследований грунтов и проб подземных и поверхностных вод), оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах инженерно-геологических изысканий, содержащего все необходимые сведения и данные об изучении, оценке и прогнозе возможных изменений инженерно-геологических условий.

Прогноз возможных изменений инженерно-геокриологических и гидрогеологических условий в соответствии с техническим заданием заказчика при изысканиях для разработки проектной документации следует осуществлять, как правило, в форме количественного геокриологического прогноза с установлением числовых значений прогнозируемых характеристик температуры и свойств многолетнемерзлых, оттаивающих, промерзающих грунтов, закономерностей возникновения и интенсивности развития геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов в пространстве и во времени в контурах проектируемых зданий и сооружений и на сопредельных территориях. Прогноз осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04-88. При необходимости геокриологический прогноз выполняется для нескольких вариантов возможного размещения проектируемых сооружений в целях выбора наиболее оптимального при назначении одного из принципов строительства.

Количественный прогноз возможных изменений геокриологических условий площадки (трассы) изысканий следует осуществлять на основе полученных при изысканиях результатов изучения состава, температуры и свойств мерзлых грунтов лабораторными и полевыми методами, данными стационарных наблюдений за динамикой высоты снежного покрова в естественных и нарушенных условиях (и его свойств) и развитием опасных криогенных процессов с использованием аналитических (расчетных) методов и, при необходимости, методов физического моделирования.

Состав и содержание технического отчета (заключения) о результатах инженерно-геологических изысканий для разработки проектной документации должны содержать следующие разделы и сведения:

. Введение - основание для производства работ, задачи инженерно-геологических изысканий, местоположение района (площадок, трасс, их вариантов) инженерных изысканий, данные о проектируемом объекте, виды и объемы выполненных работ, сроки их проведения, методы производства отдельных видов работ, состав исполнителей, отступление от программы и их обоснование и др.

. Изученность инженерно-геокриологических условий - характер, назначение и границы участков ранее выполненных инженерных изысканий и исследований, наименование организаций-исполнителей, период производства и основные результаты работ, возможности их использования для установления инженерно-геокриологических условий.

. Физико-географические и техногенные условия - климат, рельеф, геоморфология, растительность, почвы, гидрография, сведения о хозяйственном освоении и использовании территории, техногенных (тепловых) нагрузках, опыт местного строительства, включая состояние и эффективность инженерной защиты, характер и причины деформаций оснований зданий и сооружений (если они имеются и установлены), построенных с применением одного из принципов использования мерзлых грунтов в качестве оснований.

. Геологическое строение - стратиграфо-генетические комплексы, условия залегания грунтов, литологическая и петрографическая характеристики выделенных слоев грунтов по генетическим типам, тектоническое строение и неотектоника.

. Геокриологические условия - распространение, особенности формирования, условия залегания и мощность многолетнемерзлых грунтов; среднегодовая температура многолетнемерзлых и талых грунтов и глубина нулевых годовых колебаний температуры; криогенное строение и криогенные текстуры грунтов в плане и по глубине; разновидности грунтов по степени льдистости, засоленности и типу засоления, температурно-прочностному состоянию, пучинистости; наличие, условия залегания, морфометрические характеристики залежей подземного льда и их генетические типы; распространение, характер проявления и генезис таликов, охлажденных грунтов и таликовых зон; глубина сезонного оттаивания и промерзания грунтов, ее динамика во времени в зависимости от изменений поверхностных условий и колебаний климата; нормативная и расчетная глубина сезонного оттаивания и промерзания; состав, состояние и криогенное строение грунтов сезонноталого и сезонномерзлого слоев.

. Гидрогеологические условия - характеристика в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой вскрытых выработками водоносных горизонтов, влияющих на условия строительства и (или) эксплуатацию предприятий, зданий и сооружений: положение уровня подземных вод, распространение, температура, условия залегания, источники питания, химический состав подземных вод, их приуроченность к таликам разного генезиса и размеров.

. Свойства грунтов - характеристика состава, состояния, физических, механических и химических свойств выделенных типов (слоев) мерзлых грунтов и их пространственной изменчивости, в том числе: нормативные и расчетные характеристики физических, теплофизических, химических (включая значения засоленности, коррозионной агрессивности, температуры начала замерзания), деформационных и прочностных свойств мерзлых и оттаивающих грунтов (многолетнемерзлых, сезонномерзлых и сезонноталых) и подземных льдов.

. Геологические, инженерно-геологические и криогенные процессы - наличие, распространение, интенсивность развития и контуры проявления геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов (морозное пучение грунтов, термоэрозия, термоабразия, солифлюкция, термокарст, наледеобразование, курумообразование, морозобойное растрескивание, карст, склоновые процессы, сели, переработка берегов рек, озер, морей и водохранилищ, подтопление, подрабатываемые территории, сейсмические районы); количественная характеристика степени пораженности территории и глубины их развития; типизация и приуроченность процессов к определенным формам рельефа, геоморфологическим элементам, типам грунтов, геокриологическим и гидрогеологическим условиям, видам и зонам техногенного воздействия; особенности развития каждого из процессов, причины, факторы и условия развития процессов; состояние и эффективность существующих сооружений инженерной защиты.

. Инженерно-геокриологическое районирование территории с обоснованием и характеристикой выделенных на инженерно-геокриологической карте таксонов (районов, подрайонов, участков и т.п.); сопоставительная оценка вариантов площадок и трасс по степени благоприятности для строительного освоения с учетом прогноза изменения геологической среды в процессе строительства и эксплуатации объектов; рекомендации по выбору принципа использования грунтов оснований, инженерной защите, подготовке и возможному использованию территории.

. Прогноз изменения инженерно-геокриологических условий - прогноз развития криогенных процессов во времени и пространстве, а также геотемпературного поля в массиве грунтов оснований в сфере теплового и механического взаимодействия проектируемого объекта и сопредельной ему территории; оценка опасности и риска от криогенных процессов.

. Заключение - краткие результаты выполненных инженерно-геологических изысканий и рекомендации для принятия проектных решений, по проведению дальнейших инженерных изысканий и необходимости выполнения специальных работ и исследований.

. Список использованных материалов - перечень фондовых и опубликованных материалов, использованных при составлении технического отчета (заключения).

 

4. Охрана труда

 

.1 Техника безопасности

При производстве работ должна быть организована служба охраны труда.

Прием на работу лиц, не достигших 16 лет, запрещен.

К руководству инженерно-геологическими подразделениями допускаются только лица, имеющие соответствующее техническое образование.

Проверка знаний правил техники безопасности инженерно-технического персонала проводится в соответствии с утвержденными министерствами и ведомствами положениями о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по технике безопасности руководителями и инженерно-техническими работниками не реже одного раза в три года [4].

Инженерно-технические работники полевых партий и отрядов должны быть проверены в плане знаний техники безопасности перед выездом на полевые работы. Продолжительность инструктажа по технике безопасности устанавливается главным инженером организации, в зависимости от характера работы и должна быть не менее: для ранее не работавших - два дня, для ранее работавших - один день.

Повторный инструктаж по технике безопасности всех рабочих должен проводиться не реже одного раза в полгода.

Каждому работнику под личную подпись должны быть выданы администрацией инструкции по охране труда. К самостоятельной работе рабочий допускается только после сдачи экзаменов. Периодическая проверка знаний по технике безопасности рабочих проводится не реже одного раза в год.

4.1.1 Общие требования к технике безопасности

Порядок приема на работу

При проведении геолого-съемочных, геолого-поисковых и геофизических работ в населенных, горно-таежных, высокогорных, пустынных районах, а также при производстве буровых, горно-разведочных, гидрогеологических, инженерно-геологических и работ связанных с применением радиоактивных веществ, запрещается прием на работу лиц моложе 18 лет [1].

Работники должны проходить обязательные предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры, в порядке, установленном Министерством здравоохранения, с учетом профиля и условий их работы.

Все работники, направляемые на полевые работы, подлежат обязательным предохранительным прививкам.

Обучение и инструктаж

Необходимо не допускать к работе лиц, не имеющих прав на ведение работ и необходимого навыка. Допуск к работе получают лица прошедшие инструктаж: по технике безопасности и сдавшие экзамен по профилю их работ. Проверка знаний правил безопасности персоналом производится не реже 1 раза в 3 года, а работниками полевых партии и отрядов ежегодно перед выездом на полевые работы. Все обученные по профессии рабочие, как вновь принятые, так и переведенные на другую работу должны пройти инструктаж по технике безопасности (вводный и на рабочем месте). Еженедельно необходимо проводить дни техники безопасности в каждой буровой и горно-проходческой бригадах, а также в гидрогеологическом отряде. Подготовку и проведение дней техники безопасности надо осуществлять по перечню вопросов, подлежащих обязательной проверке и обсуждению, утвержденному главным инженером (начальником) экспедиции для каждого вида работ.

4.2 Общие правила

Для проведения работ планируется выезд на полевые работы, при этом все работники должны пройти медицинскую комиссию и проверку знаний по технике безопасности. Работники полевого отряда до начала полевых работ кроме получения инструктажа по ТБ должны быть обучены приемам связанных со спецификой работ и оказания первой медицинской помощи. Перед выездом на полевые работы комиссия проверяет работников полевого отряда на знание техники безопасности, где особое внимание обращается на спецодежду и средства индивидуальной защиты (рукавицы, защитные очки, респираторы). Перед проведением инженерно геологических исследований главному инженеру разреза предоставляется график проведения работ, а все сотрудники отряда знакомятся с графиком проведения взрывных работ и проходят первичный инструктаж у инженера по технике безопасности.

При проведении полевых работ особую опасность будут представлять такие факторы как высокогорье и буровые работы.

 

.3 Общие положения при буровых работах

Прокладка подъездных путей, сооружение буровой установки, размещение оборудования, устройства освещения должны производиться по правилам, утвержденным руководством предприятия.

Проекты должны разрабатываться в соответствии с техническими требованиями и эксплуатации оборудования.

Буровая установка должна быть обеспечена механизмами и приспособлениями, повышающими безопасность работ, в соответствии с нормативами, утвержденными министерством геологии.

Все рабочие, занятые на буровых установках, должны работать в защитных костюмах.

4.4 Строительно-монтажные работы

Строительно-монтажные работы должны производиться под руководством ответственного лица.

К верхолазным работам, при монтаже демонтаже и обслуживании вышек (мачт), допускаются рабочие буровых бригад и вышкомонтажники, годные по состоянию здоровья к работе на высоте и прошедшие обучение по безопасному ведению работ.

Расстояние от буровой установки до жилых и производственных помещений, охранных зон железных и шоссейных дорог, инженерных коммуникаций, ЛЭП должно быть не менее высоты вышки (мачты) плюс 10 м, а до магистральных нефте- и газо-трубопроводов - не менее 50 м.

При бурении скважин в населенных пунктах и на территории промышленных предприятий допускается монтаж буровых установок по согласованию с местными органами. Госпроматомнадзора и пожарной инспекции на меньшем расстоянии при условии проведения необходимых дополнительных мероприятий, обеспечивающих безопасность работ, мер пожарной безопасности, а также мер, обеспечивающих безопасность населения (установка дополнительных растяжек, оград, сигнального освещения).

 

.5 Устройство буровых установок

Буровые геологоразведочные установки на твердые полезные ископаемые и установки дня бурения гидрогеологических скважин должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.108-85.

Буровые вышки (мачты) должны крепиться растяжками из стальных канатов. Число, диаметр и места крепления растяжек должны соответствовать техничкой документации, запрещается: крепление двух растяжек к одному якорю, установка растяжек из сращенного каната.

Пальцы, свечеукладчик и свечеприемная дуга должны быть застрахованы от падения при их поломке, и не мешать движению талевого блока и элеватора.

Механическое колонковое бурение, запрещается: оставлять свечи не заведенными за палец вышки (мачты); поднимать бурильные, колонковые и обсадные трубы с приемного моста и спускать их на него при скорости движения элеватора, превышающей 1,5 м/с.

При бурении горизонтальных скважин ведущая труба должна быть ограждена на всю длину.

Очистка бурильных труб от глинистого раствора должна производиться при подъеме специальными приспособлениями.

Разница в длине свечей бурильных труб допускается не более 0,5 м, при этом свечи минимальной длины должны выступать над уровнем пола рабочей площадки (полатей) не менее чем на 1,2 м, а свечи максимальной длины - не более 1,7 м.

Прикрепление механических патронов шпинделя должно производиться после полной остановки шпинделя.

Все операции по свинчиванию и развенчиванию сальника, бурильных труб должны выполняться со специальной площадки.

При диаметре стальных бурильных труб 63.5 мм и более для их перемещения от устья скважины к подсвечнику и обратно, а также для подтягивания труб за палец вышки при расстоянии от верхней площадки до оси буровой вышки более 0,7 м должны использоваться специальные крючки. Крючки, находящиеся на верхней площадке, должны быть привязаны.

Свинчивание и развенчивание породоразрушающего инструмента и извлечение керна из подвешенной колонковой трубы должны выполняться с соблюдением следующих условий: труба удерживается на весу тормозом, подвеска трубы допускается только на вертлюге-пробке, кольцевом элеваторе или полуавтоматическом элеваторе при закрытом и зафиксированном защелкой затворе.

Запрещается при извлечении керна из колонковой трубы: поддерживать руками снизу колонковую трубу, находящуюся в подвешенном состоянии; промерять рукой положение керна в подвешенной колонковой трубе; извлекать керн встряхиванием.

Запрещается в процессе спуско-подъемных операций: закрепление наголовников во время спуска элеватора; при случайных остановках бурового снаряда в скважине поправлять, снимать и надевать элеватор и наголовник до установки снаряда на подкладную вилку или шарнирный хомут.

При свинчивании и развенчивании бурильных труб с помощью труборазворота управлять им разрешается только помощнику машиниста. Кнопка управления труборазворотом должна быть расположена таким образом, чтобы была исключена возможность одновременной работы с вилками и кнопкой управления.

Запрещается при работе с труборазворотом: держать руками вращающуюся свечу; вставлять вилки в прорези замка бурильной трубы или вынимать их до полной остановки водила; пользоваться ведущими вилками с удлиненными рукоятками и с разработанными зевами, превышающими размеры прорезей в замковых и ниппельных соединениях более чем на 2,5 мм; применять дополнительно трубные ключи для открепления сильно затянутых резьбовых соединений; стоять в направлении вращения водила в начальный момент открепления резьбового соединения; производить включение труборазворота, если подкладная вилка установлена на центратор наклонно, а хвостовая часть вилки не вошла в углубление между выступами крышки.

При работе с трубодержателем для бурения со съемным керноприемником необходимо:

а) использовать для зажима бурильных труб плашки, соответствующие диаметру труб;

б) осуществлять зажим колонны труб только после полной ее остановки;

в) движение бурильной колонны производить только при открытом трубодержателе;

г) снимать обойму с плашками перед подъемом из скважины колонкового снаряда и перед началом бурения.

Запрещается удерживать педаль трубодержателя ногой и находиться в непосредственной близости от устья скважины при движении бурильной колонны.

Бурение с продувкой сжатым воздухом и применением газожидкостных смесей

Оборудование устья скважины должно исключать возможность проникновения в рабочую зону буровой установки запыленного воздуха, аэрированной жидкости и газожидкостной смеси (пены).

При бурении скважин с применением пены циркуляционная система должна быть замкнутой. Выходящая из скважины пена должна разрушаться в специальном устройстве (пеноразрушителей).

Монтаж и эксплуатация компрессорных установок и воздухопроводов должны производиться в соответствии с требованиями действующих правил безопасности компрессорных установок и сосудов, работающих пои давлением.

Компрессорно-дожимные устройства (КДУ) должны впрессовываться перед пуском в эксплуатацию и после ремонта.

На воздухопроводе в пределах буровой установки должны быть манометр, показывающий давление воздуха, вентиль, регулирующий подачу воздуха в скважину, и предохранительный клапан с, отводом воздуха в безопасную сторону.

Манометр должен устанавливаться в местах, удобных для наблюдения.

При бурении скважин с применением пены колонка бурильных труб должна оснащаться обратными клапанами, которые должны легко отличаться по внешнему виду от муфт и замковых соединений.

До отвинчивания обратного клапана во время проведения спускоподъемных операций необходимо с помощью специального приспособления снять давление в колонне.

Труба для отвода шлама и аэрированной жидкости должна быть расположена с подветренной стороны и иметь длину не менее 15 м. Запрещается выпускать шламованный воздух непосредственно в атмосферу. Для его очистки должны быть установлены шламоуловители.

Забуривание скважин (бурение под кондуктор) в сухих породах с продувкой воздухом разрешается только при наличии герметизирующего устройства и средств индивидуальной защиты от пыли.

Воздухопровод должен быть опрессован на полуторное рабочее давление.

Запрещается при наличии избыточного давления воздуха (пены) в нагнетательной линии: отвинчивать пробку в сальнике или открывать отверстие в смесителе для засыпки заклиночного материала; наращивать буровой снаряд; производить ремонт воздухопровода, арматуры, сальника.

 

.6 Инженерно-геологические работы

При проведении полевых опытов по определению компрессионных и сдвиговых свойств горных пород необходимо:

а) проверить перед монтажом приборов исправность канатов, хомутов, крючков и рычагов, а в нагрузочных платформах также надежность крепления установки; во время установка стоек и домкратов следить за положением тяжеловесных подвесных рычагов, приняв меры против их падения;

б) производить загрузку приборов образцами для определения параметров сдвига при отведенных в сторону рычагах;

в) закреплять стенки и кровлю выработок, в которых производятся опыты, принимать меры, к предотвращению затопления выработок поверхностными и грунтовыми водами; в выработках должны находиться только лица, непосредственно участвующие в проведении опытов;

г) иметь свободный выход из горной выработки, обеспечивающий быстрое удаление людей в случае аварии;

д) тип установки и оборудования (конструкция штампа, профиль опорной балки, анкерные сваи и др.) для полевых испытаний выбирать в зависимости от предельной расчетной нагрузки; при заглублении в грунт анкерных свай несущая способность упорной балки должна быть на 25% больше расчетной.

При проведении полевых опытов по определению компрессионных и сдвиговых свойств горных пород запрещается: нахождение людей в выработке во время загрузки платформы; нахождение людей под грузовой платформой и рычагами.

Если во время опыта будут обнаружены неисправности (в приборе и измерительной аппаратуре, перекосы в передающих стойках и т.п.), проведение опыта должно быть приостановлено и возобновлено после устранения всех неисправностей.

Во избежание попадания дождевых и талых вод в шурфы последние должны быть оборудованы щитами или палатками и окружены валом из грунта на расстоянии не менее 1,0-1,5 м от края шурфа.

При производстве опытных работ в подземных выработках бетонные упорные подушки на кровле опытной камеры должны быть укреплены анкерными якорями, которые закладываются на глубину не менее 40 см.

Качество изготовления бетонных подушек должно исключать возможность их разрушения при статических нагрузках.

Гидравлические домкраты, устанавливаемые под рабочую нагрузку для проведения опытов, должны быть испытаны под нагрузкой, превышающей рабочую на 25 %. Испытание домкратов производится после их ремонта, но не реже 1 раза в год.

Запрещается при использовании гидравлических домкратов: работать с неисправными домкратами, гидравлическими подушками, насосными агрегатами, маслопроводом и манометрами; допускать выход штока поршня домкрата более чем на 3/4 его длины; резко снижать давление путем быстрого отвинчивания выпускной пробки.

Гидроустановка должна иметь два исправных манометра: один на насосе, а другой на подушке или домкратах. Запрещается: включать насос с закрытыми вентилями; допускать повышение давления выше максимального рабочего.

Все работники, занятые на проведении опытов во время нагрузки гидроустановки, должны находиться в местах, обеспечивающих их полную безопасность.

В случае внезапного прекращения подачи электроэнергии лицо, обслуживающее насосный агрегат, обязано немедленно выключить электродвигатель, приводящий в работу насос.

Пункт наблюдения и гидравлическая установка должны быть обеспечены аварийным освещением.

При проведении опытов по определению параметров сдвига пород в горной выработке установка должна быть укреплена в распор не менее чем двумя винтовыми домкратами.

При использовании опытной установки с применением гидравлических подушек и винтовых домкратов подушка должна иметь предохранительный металлический (съемный) кожух, а винтовые домкраты - предохранительный металлический пояс. После проведения каждого опыта камера должна быть проверена лицом технического надзора и приведена в безопасное состояние.

При проведении полевых определений (опытов) на сжимаемость и сопротивление пород сдвигу в скважинах с помощью прессиометров следует:

а) перед началом определений проверить исправность и состояние шлангов, газового редуктора, вентиля, баллонов;

б) при проведении определений в зимнее время над устьем скважины сооружать отапливаемое укрытие;

в) следить за показаниями манометров и не допускать повышение давления выше предельного;

г) при работе с электропневматическими прессиометрами персонал должен соблюдать "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением",

Запрещается: в процессе проведения опробования находиться над устьем скважины; проведение опробования скважин при неисправности приборов, измерительной аппаратуры, утечках воздуха, а также при зависании клапана редуктора, аномальных показаниях указателя деформации и т.п.

При обнаружении неисправностей проведение опробования должно быть приостановлено, источник высокого давления отключен, а давление в системах прессиометра снято.

 

5. Охрана окружающей среды

 

.1 Охрана природы

Проблема охраны окружающей среды и геологической среды в частности весьма актуальна.

При производстве инженерно-геологических изысканий проходятся горные выработки, которые нарушают естественное состояние геологической среды.

Особенно это очень часто выражается в оттаивании многолетнемерзлых грунтов, нарушении и загрязнении подземного стока грунтовых вод являющихся основным источником водоснабжения и т.п.

Для предотвращения подобных явлений при производстве работ необходимо максимально снизить возможность загрязнения геологической среды продуктами ГСМ, полимерными добавками к промывочным жидкостям и т.п.

После завершения работ все горные выработки необходимо ликвидировать путем их засыпки песком и последующей затрамбовкой во избежание просадок поверхности земли, которые в свою очередь могут привести к развитию разного рода экзогенно-геологических процессов (оврагообразование, заболачивание, термокарст и т.д.).

При производстве работ в лесном массиве необходимо соблюдать правила пожарной безопасности, а также не допускать загрязнения природы бытовыми и техническими отходами.

 

.2 Охрана атмосферы

При производстве инженерно-геологических изысканий, двигатели транспортных средств и буровых установок должны быть отрегулированы, исходя из требований к содержанию вредных веществ в выхлопных газах.

Документом, регламентирующим природоохранные мероприятия, является серия государственных стандартов "Охрана природы. Атмосфера".

Основными мероприятиями по охране атмосферного воздуха являются: усовершенствование технологических процессов, оборудования, транспортных средств улучшение качества сырья и топлива; внедрение высоко эффективных установок для отчистки промышленных и других выбросов.

 

.3 Охрана гидросферы

Основными мероприятиями по очистке сточных вод являются замкнутое оборот-водоснабжение предприятий; разбавление до гигиенических ПФК вредных веществ; применение механических, химических и биологических методов.

Выполняя инженерно-геологические исследования, необходимо предотвращать утечки в водоемы и водостоки загрязненных промывочных жидкостей, нефтепродуктов, вод и растворов содержащих токсичные вещества.

 

.4 Охрана почв

Основными вопросами, которые необходимо решать, при комплексных мероприятиях по охране почв, являются:

борьба с эрозией почв, механическим, химическим и бактериологическим загрязнением,

защита от засоления и заболачивания,

организация утилизации бытовых и промышленных отходов, рекультивация почв.

При проведении инженерно-геологических изысканий необходимо предусматривать выполнение следующих видов работ:

располагать подъездные пути в местах просек и стыков севооборотов,

осуществлять снятие растительного покрова на площадке размещения бурового оборудования и вспомогательных подсобных помещений с последующей рекультивацией.

 

.5 Охрана растительности

При проведении инженерно-геологических изысканий необходимо согласовать место производства работ с местными органами власти и соблюдать правила противопожарной безопасности, составляющей основу охраны лесных массивов.

 

.6 Охрана геологической среды

Преобразование земной коры происходит при наземном, подземном и подводном перемещении земляных масс при строительстве различных промышленных объектов.

Для предотвращения загрязнения водоносных горизонтов в местах строительства водозаборов предусматривается зона санитарной охраны, состоящая из двух поясов. При проведении инженерно-геологических изысканий необходимо свести к минимуму наносимый ущерб и выполнять мероприятия по охране окружающей геологической среды.

 

Заключение

В данном дипломном проекте детально рассмотрен участок проектируемой многоуровневой стоянки, получены данные об инженерно-геологическом строении района работ, запроектированы работы для оценки геологических и инженерно-геологических условий.

В геологическом строении площадки принимают участие современные техногенные отложения, почвенно-растительный слой, четвертичные отложения озерно-аллювиального генезиса. Насыпной грунт состоит из песка мелкого, песчанно-гравийной смеси, суглинка черного тугопластичного, с гумусом, со строительным мусором. Аллювиальные отложения представлены глинами, суглинком, песками мелкими.

Гидрогеологические условия площадки характеризуются наличием горизонта грунтовых вод, приуроченного к аллювиальным отложениям среднечетвертичного возраста. Грунтовые воды вскрыты на глубине 5,0-6,0 м, абсолютные отметки 70,87-72,34. Грунтовые воды приурочены к прослоям песка.

Данные бурения, статического зондирования и лабораторных работ позволяют сделать вывод, что, несмотря на большое разнообразие грунтовых условий по глубине, отмечается относительная выдержанность слоев по простиранию и стабильность в изменчивости их физико-механических свойств. Анализ грунтов скважин показал, что наиболее благоприятными в качестве естественного основания будут слои, представленные суглинками и глинами тугопластичными.

На данном участке планируется запроектировать многоуровневую автостоянку 2-го класса ответственности.

Район проектирования по сложности инженерно-геологических условий относится к II категории.

Для строительства запроектированы следующие виды работ: сбор и обработка материалов прошлых лет, планово-высотная привязка проектируемых скважин, буровые работы, геофизические работы, отбор проб, камеральные работы и написание отчета.

В результате проведённых инженерно-геологических изысканий должен быть составлен отчет с описанием всех видов работ и результатов исследований.

 

Библиографический список

. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация. - М.: Стройиздат, 1995.

. ГОСТ 2578-82. Вода питьевая. - М.: Стройиздат, 1982.

. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. Госстрой России. - М. 2001.

. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Минстрой России. - М.: НИИИС, 1997.

. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч. I. Общие правила производства работ. Госстрой. - М. 1997.

. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч. II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Госстрой. - М. 2000.

. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч. III. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов. Госстрой. - М. 2000.

. Ананьев В.П. Инженерная геология: учебник для строит. вузов / В.П. Ананьев, А.Д. Потапов. - М.: Высшая школа, 2005. - 575 с.

. Анашкина, Н.С. Правила безопасности при геологоразведочных работах / Н.С. Анашкина - М: Недра, 1991 - 218 с.

. Гальперин А.М. Геология: Ч. IV. Инженерная геология: учебник для вузов / А.М. Гальперин, В.С. Зайцев. - М.: Недра, 2009. - 545 с.

. Золотарев, Г.С. Инженерная геодинамика. М: МГУ, 1983. - 328 с.

. Золотарев, Г.С. Методика инженерно-геологических исследований. / Г.С. Золотарев - М: МГУ, 1990 - 377 с.

. Краткий геологический словарь / Под ред. Немкова Г.И. - М: Недра, 1989.- 176 с.

. Ломтадзе, В.Д. Инженерная геология. Инженерная геодинамика. Л: Недра, 1977.- 470 с.

. Ломтадзе, В.Д. Инженерная геология. Л: Недра, 1978.- 496 с.

. Объяснительная записка "Государственная геологическая карта Р.Ф.", издание второе. Санкт-Петербург: изд-во С-П картографической фабрики ВСЕГЕИ, 2002.

. Передельский Л.В. Инженерная геология: учебное пособие / Л.В. Передельский, О.Е. Приходченко. - М. Феникс, 2009. - 465 с.

. Сергеев, Е.М. Инженерная геология. М: МГУ, 1982.- 248 с.