Файл: Проект инженерногеологических изысканий под строительствогостиницы по ул. Октябрьская Уральская в г. Каменск.pdf

31
геологических процессов, активизирует их и изменяет экологическую обстановку. Нужно учитывать, что за последнее десятилетие произошло огромное по объему увеличение воздействия человека на природу. Используя минеральные, водные, земельные, лесные ресурсы, нарушая вещественный состав и баланс компонентов среды, человек вторгается в естественное развитие среды, становится активной ее составной частью, обуславливающей внутренние предпосылки развития.
Одной из важных сторон воздействия человека на окружающую среду является извлечение из недр Земли большого количества подземных вод для различных целей. В настоящее время подземные воды широко используются в народном хозяйстве России для водоснабжения, орошения, для лечебных целей, как сырье для извлечения ценных компонентов и для теплофикации.
Несомненно, наиболее существенное влияние на изменение геологической среды оказывает отбор пресных вод, которые на современном этапе являются основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения
(ХПВ)
населения страны. Это объясняется рядом преимуществ подземных вод над поверхностными в качестве источника ХПВ. За последнее десятилетие использование подземных вод в коммунальном водоснабжении увеличилось в несколько раз. Длительная, непрерывная эксплуатация с устойчивой, а чаще с прогрессивно возрастающей производительностью водозаборов,
сосредоточенных на небольших площадях, представляет мощный техногенный фактор, воздействующий на геологическую среду, последствия которого многообразны.
Для сохранения имеющихся ресурсов в первую очередь необходимо оценить эксплуатационные запасы на действующих водозаборах. Особое внимание должно уделяться санитарной обстановке территории, техническому состоянию скважин, качеству подземных вод.
В процессе строительства и эксплуатации сооружений ПГС необходимо следить за состоянием и уровнем подземных вод, целостностью водонесущих коммуникаций (ливневых и бытовых стоков), качественно планировать
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

32
территорию застройки
2.СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1.Инженерно-геологические условия участка строительства
Участок проектируемого строительства расположен вблизи пересечения улиц Октябрьская и Уральская, в Красногорском районе г. Каменска-
Уральского.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

33
На площадке проектируется здание сложной конфигурации в плане, из двух блоков: 4-х этажного (гостиница) и 2-х этажного (ресторан, бар, офисы), на ленточных и сборных фундаментах с проектируемой глубиной заложения -
3.0м.
На описываемой площадке инженерно-геологические изыскания проводились в 2009 году на стадии проект. Пробурено 5 скважин, изучены физико-механические свойства грунтов, проведено статическое зондирование.
Материалы данных изысканий, согласно п.4.20 (последний абзац) СНиП 11-02-
96 использованы для составления проекта изысканий гостиницы на стадии
«рабочая документация». Проектирование будет выполнено по требованиям,
предъявляемым к разработке рабочей документации.
Вблизи площадки инженерные изыскания проведены на стадии РП в 1991
году (арх. № 2143) по заданию УФ ВАМИ. В процессе комплексных изысканий выполнены буровые и лабораторные работы. Геологический разрез изучен до глубины 20 м, по разрезу выделено 3 инженерно-геологических элемента, характеристика физико-механических свойств которых приведена по лабораторным данным.
Материалы выполненных ранее изысканий хранятся в фондах Каменск-
Уральского филиала ЗАО «УралТИСИЗ».
В геоморфологическом отношении участок проектируемого строительства расположен на правом берегу реки Исети, протекающей в северо-восточнее площадки. Превышение площадки над урезом воды в реке составляет около .
Рельеф спланированный, относительно ровный.
Площадка свободна от застройки, но густо заросла деревьями (тополь, клен)
и кустарником.
Абсолютные отметки поверхности на площадке проектируемого строительства изменяются от 154,63 до .
В геологическом отношении район проведения работ расположен в зоне развития эффузивных пород среднедевонского возраста, представленных пироксен-плагиоклазовыми порфиритами, разрушенными в верхней части до
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

34
состояния крупнообломочного и глинистого элювия. С поверхности, под насыпным техногенным, слоем развиты аллювиально-делювиальные глины и суглинки и аллювиальные пески и гравийные грунты четвертичного возраста.
Непосредственно на описываемой площадке по данным бурения геологический разрез до глубины 9,0-13,0м представлен следующими грунтами (сверху вниз):
- насыпные грунты на период изысканий мерзлые, представлены перемятой глиной и почвой, с примесью щебня строительного, с прослоями песка и гравия, покрывают площадку с поверхности мощностью 1,0-1,5м;
- глины, реже суглинки, аллювиально-делювиальные, коричневого цвета, с карбонатными стяжениями, от твердой до тугопластичной консистенции, с примесью органического вещества до слабозаторфованных, залегают под насыпным слоем мощностью от 0,7 до 4,8м;
- суглинки, редко глины, аллювиальные, коричневого и серовато- коричневого цвета, неравномерно запесоченные (прослойки песка обводнены),
мягкопластичной консистенции, с примесью органического вещества, залегают в разрезе локально: в скважинах на глубине 2,0-2,8м мощностью 4,0-6,6м, а также в скважине в интервале 3,0-4,5м;
- пески аллювиальные, гравелистые и крупные, коричневого цвета, плотные,
заглинизированные, неоднородные, водонасыщенные, кварцевого состава,
залегают в скважинах на глубине 3,2-5,8м мощностью 1,1-2,1м;
- суглинки элювиальные, редко супеси и глины, серо-сине-зеленого, бурого цвета, от твердой до тугопластичной консистенции, структурные, участками дресвяные, содержание крупнообломочных включений до 47,1%, в среднем
10,5%, вскрыты на глубине 4,5-9,0м, пройдены мощностью 2,5-8,5м.

35
уровни зафиксированы в период зимнего меженного периода и близки к минимальным. Режим грунтового горизонта смешанный, естественный и техногенный: питание происходит за счет инфильтрации атмосферных вод и, в значительной степени, за счет утечек из водонесущих коммуникаций. По данным режимных наблюдений в Красногорском районе в 1993-94г.г.
амплитуда колебания уровня в течение года в районах смешанного режима составила 0,40-1,61м, в среднем 1,00м.
По химическому составу подземные воды гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-натриево-магниевые с общей минерализацией 1,0-1,1г/дм
3
Коррозионная агрессивность подземных вод к свинцовым оболочкам кабелей средняя, к алюминиевым высокая согласно ГОСТ 9.602-89; к бетону нормальной проницаемости воды неагрессивны при условии постоянного погружения, и слабоагрессивны по содержанию хлора при периодическом смачивании согласно СНиП 2.03.11-85. В соответствии с таблицей 7 СНиП
2.03.11-85 к арматуре железобетонных конструкций подземные воды неагрессивны при условии постоянного погружения и слабоагрессивные при периодическом смачивании.
2.1.2. Физико-геологические процессы и явления
Площадка проектируемого строительства расположена на неосвоенной городской территории.
Из природных физико-геологических процессов на участке проектируемого строительства развиты просадочные явления. Внешне они проявляются в виде суффозионно-просадочных блюдец на поверхности надпойменной террасы.
Материалами бурения установлена просадочность грунтов на участке до глубины 2.8м.
В период строительства и эксплуатации зданий на окружающую геологическую среду будет оказано следующее техногенное воздействие:
произойдет уплотнение грунтов под фундаментами, изменится температурный режим грунтов оснований, сократится площадь испарения и транспирации, не исключены аварийные утечки из водонесущих трубопроводов и др.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

36
Перечисленные выше и др. факторы нарушают естественный режим питания и разгрузки подземных вод, способствуют техногенному подъему уровня подземных вод и развитию неблагоприятного инженерно-геологического процесса – подтоплению территории.
Третий процесс – морозное пучение грунтов – связан с предыдущим. Подъем уровня подземных вод приведет к увеличению влажности глинистых грунтов,
залегающих у поверхности земли. Переувлажненные глинистые грунты обладают сильными пучинистыми свойствами.
2.1.3.Физико-механические свойства грунтов
Изучение физико-механических свойств грунтов участка выполнено лабораторными методами в соответствии с существующими нормативными документами и с привлечением результатов статического зондирования.
На основании анализа результатов полевого описания грунтов и лабораторных исследований в геолого-литологическом разрезе выделено 5
инженерно-геологических слоев (ИГС).
На проектируемом участке строительства гостиницы предполагается выделить такое же количество инженерно-геологических слоев.
Ниже приводится описание инженерно-геологических слоев, выделенных на изученном участке строительства (сверху вниз).
ИГС-
1. Насыпные грунты (tQ)
Состоящие из грунтов нарушенной структуры и мусора строительного,
характеризуются неоднородным составом и сложением, крайне неравномерной плотностью и сжимаемостью, большим содержанием органического вещества,
в качестве основания фундаментов использоваться не могут. Нормативное значение плотности грунта составляет 1,80 г/см
3
ИГС-2. Глины аллювиально-делювиальные (аdQ)
Глины, реже суглинки, с близкими значениями числа пластичности, по показателю текучести от твердой до тугопластичной консистенции, с примесью органического вещества, в единичном определении слабозаторфованные.
Просадочными свойствами грунты не обладают, но при дополнительном
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

37
замачивании происходит ухудшение прочностных и деформациионных свойств, что учтено при назначении нормативных показателей.
По степени морозоопасности грунты, залегающие в зоне сезонного промерзания, являются слабопучинистыми согласно т. Б.27 ГОСТ 25100-95.
ИГС-3. Суглинки аллювиальные мягкопластичной консистенции (aQ)
Суглинки, реже глины с близкими значениями числа пластичности, по показателю текучести мягкопластичной консистенции,
с примесью органического вещества.
ИГС-4. Пески гравелистые и крупные плотные (aQ)
По данным статического зондирования удельное сопротивление песков погружению конуса изменяется в пределах 15,86-45,59 МПа, составляя среднем
26,6 МПа, т.е. пески плотные. Ориентировочные значения угла внутреннего трения и модуля деформации согласно таблицам 2 и 3 приложения И СП 11-
105-97 составляют соответственно 38 градусов и более 41 МПа.
ИГС-5. Суглинки элювиальные (eMZ)
Суглинки, реже глины и супеси, по показателю текучести от твердой до тугопластичной консистенции, с крупнообломочными включениями до47,1%, в среднем 10,5%.
Ориентировочные значения основных показателей согласно таблице 5
приложения И СП 11-105-97 составляют: угол внутреннего трения 26 градусов,
удельное сцепление 41 кПа, модуль деформации 35 МПа. Повышенные значения удельного сопротивления объясняются наличием в грунтах крупнообломочных включений.
Нормативное значение удельного сцепления принято по среднему лабораторному определению, расчетные по среднеминимальному (при доверительной вероятности 0,85) и минимальному (при доверительной вероятности 0,95) значениям. Нормативный модуль деформации получен путём корректировки среднего компрессионного значения на коэффициент
2,72/е, где е=0,936 - коэффициент пористости.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

38
2.1.4.Специфические особенности грунтов
Как неблагоприятный фактор на площадке можно отметить высокое положение уровня грунтовых вод: при положении уровня на 1,9-2,9м в меженный период можно предположить, что в паводковые периоды и в дождливые сезоны года при подъёме уровня в среднем на 1,0м площадка окажется в подтопленном состоянии.
Точный количественный прогноз изменения уровня в течение года может быть дан только на основании многолетних режимных наблюдений с учетом факторов техногенного подтопления.
Залегающие в разрезе на глубине 2,0-3,0м суглинки мягкопластичной консистенции с примесью органического вещества (ИГС 3) характеризуются большой сжимаемостью, медленным развитием осадок во времени и возможностью возникновения, в связи с этим, нестабильного состояния.
Использовать эти грунты в качестве основания проектируемых фундаментов не рекомендуется.
При расчетах основания, сложенного слабыми грунтами, должны предусматриваться следующие мероприятия в соответствии с требованиями п.
2.291 - 2.295 /3/:
- полная прорезка слоя «слабых» грунтов глубокими фундаментами;
- полная замена слоя мягкопластичных суглинков гравием, щебнем или кварцевым песком;
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

39
- специальные мероприятия в
зависимости от конструктивных особенностей проектируемого здания и предъявляемых к нему эксплуатационных требований.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

40
2.2.Специальная глава метод статического зондирования
2.2.1 Опытные полевые работы - составная часть изысканий
Очень важной составляющей инженерно-геологических изысканий являются опытные полевые работы. Опытные полевые работы выполняются для получения более достоверной информации, характеризующей физико- механические свойства горных пород и параметров водоносных горизонтов.
Только на основе таких данных можно при проектировании сооружений применить оптимальные и экономически наиболее выгодные инженерные решения и гарантировать строительство и устойчивость сооружений от возможных геологических неожиданностей,
Необходимость выполнения опытных полевых работ диктуется также и тем, что в результате их выполнения можно получить исходные данные о свойствах горных пород, водоносных горизонтах и об условиях производства строительных и горных работ. Только с помощью опытных работ можно выявить важные закономерности, определяющие те или иные изменения горных пород или развития геологических процессов.
Таким образом, опытные полевые работы являются важнейшим видом изысканий. Переоценить их значение при решении различных инженерных задач невозможно. Опытные полевые работы позволяют:
1. получить наиболее надежные и достоверные количественные характеристики свойств горных пород и водоносных горизонтов в условиях естественного сложения и залегания;
2. исследовать свойства слабых, неустойчивых, водоносных горных пород, изучение которых другими методами невозможно;
3. выявлять важные закономерности изменений свойств горных пород и развития геологических процессов;
4. определить исходные параметры для проектирования и организации производства отдельных видов работ.
В практике инженерно-геологических изысканий опытные полевые работы наиболее часто выполняют для исследования:
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

41 1. направления и скорости движения подземных вод методом запуска индикаторов, электрометрическим, заряженного тела и другие;
2. водообильности водоносных горизонтов и дебита скважин, колодцев и других водозаборов методом опытных откачек;
3. водопроницаемости горных пород методом опытных откачек;
4. взаимосвязи между водозаборами,
водоносными горизонтами методом опытных откачек;
5. водопроницаемости горных пород методом налива в шурфы и скважины;
6. водопроницаемости, трещиноватости и закарстованности горных пород методом опытных нагнетаний;
7. сравнительной сжимаемости и деформационных свойств горных пород методом пробных нагрузок;
8. деформационных свойств горных пород в скважинах с применением прессиометра;
9. просадочности лессовых пород методом пробных нагрузок;
10.сопротивление горных пород сдвигу по методу плоского сдвига;
11.сопротивление горных пород сдвигу в скважине с применением лопастных приборов;
12.сопротивление горных пород сдвигу методом выдавливания и раздавливания целиков горных пород;
13.плотности и прочности горных пород методом статического зондирования;
14.плотности и прочности горных пород методом динамического зондирования;
15. напряженного состояния горных пород в условиях естественного залегания методом разгрузки;
16.горного давления в подземных выработках;
17.устойчивости горных пород в опытных котлованах и горных выработках;
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95