дипломная работа КС. Пример дипломной работы (1). Проект инженерногеологических изысканий под строительствогостиницы по ул. Октябрьская Уральская в г. Каменск
 Скачать 7.54 Mb.
|
|
2.1.1.Гидрогеологические условия участка Гидрогеологические условия площадки характеризуются развитием подземных вод грунтового типа, приуроченных к аллювиальным пескам и запесоченным суглинкам четвертичного возраста. Установившийся уровень подземных вод на 6 февраля 2009г. зафиксирован на глубине 1,9-2,9м на абсолютных отметках 152,2-152,9м. Приведенные PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 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 42 18.скорости выветривания горных пород на опытных площадках; 19.параметров, характеризующих условия цементации горных пород, методом опытной цементации. Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов с целью определения физических, деформационных и прочностных свойств грунтов в условиях естественного залегания. Выбор методов полевых исследований грунтов следует осуществлять в зависимости от вида изучаемых грунтов и целей исследований с учетом стадии (этапа) проектирования, уровня ответственности зданий и сооружений, степени изученности и сложности инженерно-геологических условий в соответствии с приложением Ж СП 11-105-97, часть I. Полевые исследования грунтов рекомендуется проводить в комплексе с другими способами определения свойств грунтов. Штамповые испытания в скважинах позволяют определить деформационные свойства пород. Штамп S =600см 2 ; d =277мм. Скважина бурится диаметром 350мм, в нее опускается труба диаметром 325мм, дно зачищается. Колонну труб со штампом опускают строго по вертикали через направляющую муфту на оголовке обсадных труб. Штамп устанавливают ниже башмака обсадных труб на 2-5см. Вся установка для испытания горных пород в скважинах должна быть уравновешена противовесом. Нагрузка подается ступенями, осадка фиксируется индикатором часового типа. Прессиометр – это прибор бокового давления, позволяющий изучать деформационные свойства пород в поле. Сущность его состоит в испытании гонных пород в условиях естественного залегания, и в изменении деформации горных пород, слагающих стенки скважин, при воздействии на них возрастающих ступеней нагрузки. Прессиометр представляет собой цилиндр (камеру) с эластичными стенками. Его устанавливают на той или иной глубине в скважине и под воздействием давления жидкости (гидравлический прессиометр) или газа (пневматический прессиометр), нагнетаемых в камеру, производит уплотнение горных пород в стенках скважины, и одновременно PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 43 определяют значение действующего давления и деформации горных пород. Скважина для прессиометрических испытаний бурится на удалении 1-1,5м от геологической скважины. Принципиальная схема прессиометра ПП-89 приведена на рис.2.2.1.1. Зонд прессиометра состоит из трубчатого корпуса 1, внутренняя плоскость которого является емкостью известного объема 2. На корпусе 1, по его торцам посредством колец 3 и гаек 4, герметично закреплена эластичная оболочка 5. На нижнем конце зонда расположен съемный колпак 6. С помощью штуцеров 7 и 8 и шлангов 9 и 10 емкость 2 соединяется через пневмораспределитель 11 с плоскостью зонда под оболочкой 5. Контроль за давлением в емкости 2 и под оболочкой 5 осуществляется с помощью образцовых манометров 12, 13 которые установлены в пневмораспределителе 11, 14 – ниппельная головка для нагнетания воздуха в емкость 2. Нагнетание выполняют автомобильным насосом. Сброс воздуха из емкости 2 и плоскости под оболочкой производится с помощью клапанов 15 и 17. Метод зондирования позволяет определить прочностные и деформационные свойства пород. Несмотря на приближенные результаты, этот метод широко используется в сочетании с лабораторными методами и прессиометрией. Точка зондирования располагается на расстоянии около 5м от разведочной выработки. Различают статическое и динамическое зондирование. При статическом зондировании глубину погружения зонда в горные породы определяют по мерной рейке или по ленте самописца. Сопротивление горных пород погружению зонда измеряют в процессе зондирования непрерывно, ориентировочно через 0,2м, скорость погружения зонда должна быть около 1м/мин. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 44 Рис. 2.2.1.1 Принципиальная схема прессиометра ПП-89 Остановки допускаются только для наращивания штанг. Динамическое зондирование выполняют путем последовательной забивки зонда в горные породы свободно падающим молотом с измерением глубины погружения зонда от определенного числа ударов молота (залога). Динамическое зондирование производят непрерывно до заданной глубины или до резкого уменьшения скорости погружения зонда (менее 2-3см на залог). Перерывы в погружении PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 45 зонда допускаются только для наращивания штанг. Заметим, что некоторые виды геофизических работ, по существу, также являются полевыми опытными, широко применяются в инженерно- геологических исследованиях. Например, определение плотности и влажности горных пород ядерным методом, исследование деформационных свойств горных пород сейсмическими и микросейсмическими методами и другие. 2.2.2 Положение опытных полевых работ в общем комплексе геологических работ при инженерных изысканиях Опытные полевые работы нельзя выполнять изолированно от других видов геологических работ, они являются составной частью системы инженерных изысканий. Если инженерно-геологическая съемка, выполняемая преимущественно на начальных стадиях изысканий, и разведочные работы, выполняемые на последующих стадиях, позволяют получать представления об инженерно-геологических условиях территории или строительной площадки со степенью детальности, соответствующей стадии изысканий, то опытные полевые работы дают возможность уточнять эти представления и дают количественную оценку основных элементов инженерно-геологических условий, то есть свойств горных пород, водоносных горизонтов, геологических процессов и другие. Установленные съемкой и разведкой закономерности неоднородности и изменчивости инженерно-геологических условий территории подтверждаются и уточняются опытными полевыми работами. Таким образом, последовательно повышается достоверность и детальность изучения инженерно-геологических условий рассматриваемой территории. Рациональное сочетание опытных полевых работ с другими видами геологических работ обеспечивает комплексность инженерных изысканий и соответственно полное решение поставленных перед нами задач. 2.2.3 Общие требования к организации и постановке опытных полевых PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 46 работ Опытные полевые работы называются так только потому, что они выполняются в полевых условиях на опытных участках. Полевые опыты должны проводиться так, чтобы они давали возможность исследовать и оценивать наиболее слабые горизонты и слои горных пород в зоне влияния проектируемых сооружений, т.е. те, которые определяют устойчивость всей вышележащей толщи пород, проектируемого сооружения или участка территории. Основные общие требования к организации и постановке опытных полевых работ кратко сводится к следующему: 1.Каждый полевой опыт следует проводить для решения определенной конкретной задачи, связанной с характеристикой и оценкой устойчивости территории, сооружений, определенных свойств горных пород, водоносных горизонтов, условий производства строительных и горных работ. 2. Выбор каждого опытного участка или группы их следует производить так, чтобы получать характеристику и оценку наиболее характерной, типичной части исследуемой территории или строительной площадки. На стадии детальных и дополнительных исследований опытные работы надо выполнить на участках непосредственного расположения сооружений с целью изучения определенного слоя, горизонта или зоны горных пород, водоносного горизонта и так далее. 3.Необходимо знать в деталях геологический разрез - геологическое строение каждого опытного участка. Пространственное положение, глубину залегания и мощность каждого слоя и горизонта, которые намечено исследовать полевыми методами, необходимо устанавливать точно, инструментально. 4. Виды опытных работ и методика их проведения должны максимально приближаться к условиям развития процессов и явлений (моделировать их) как природные, так и связанных со строительством сооружений, к условиям работ горных пород под нагрузкой, режиму и динамики подземных вод и так далее. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 47 5.Опытные полевые работы должны сопровождать другие виды геологических работ, и в том числе массовые лабораторные исследования, с целью проверки, уточнения и количественной оценки свойств горных пород, водоносных горизонтов, для решения других конкретных задач и более надежного обоснования расчетных показателей. |