Реферат
Темой дипломногопроекта является «Проект инженерно-геологических изысканий для застройки второйочереди МКР «Каштак» на стадии Проект».
Настоящаяработа состоит из шести глав.
В первойглаве дается описание физико-географических условий района: орогидрография,климат района, описывается геологическое строение района в целом (стратиграфия,интрузивный магматизм, тектоника, разрывные нарушения), дается егогидрогеологическая, геокриологическая и инженерно-геологическая характеристики.
Во второйглаве дается оценка инженерно-геологических условий на основе районированиятерритории.
В третьейглаве описывается методика, объемы и условия проведения инженерно-геологическихизысканий.
В четвертойглаве – охрана труда и техника безопасности при проведенииинженерно-геологических изысканий.
В пятой главе– охрана окружающей среды.
В шестой главеприведена предварительная сметная стоимость всего объема работ.
Ключевыеслова: инженерно-геологические условия, геокриологические условия,инженерно-геологические изыскания, инженерно-геологический элемент (ИГЭ), категориясложности, процессы и явления, теплофизические характеристики, расчет, чашаоттаивания, предпостроечное протаивание, осадка грунтов основания, стационарныенаблюдения, температурный режим, наледь, предварительная смета.
Дипломныйпроект состоит из пояснительной записки объемом 123 страниц и 10 графическихприложений.
Сметнаястоимость составляет: 3665542,7 рублей.
Введение
Целью данногодипломного проекта является составление проекта инженерно-геологическихизысканий для жилой застройки второй очереди микрорайона «Каштак» (МКР«Каштак») на стадии Проект.
В настоящеевремя город Чита является административным и культурным центром Забайкальскогокрая, в котором ведется активное строительство жилых домов. С демографическимростом возникает необходимость в строительстве экономически выгодных районов,которая заключается в доступности по цене жилья. Сейчас развито строительство жилыхспальных район, таких как микрорайон «Каштак» и «Девичья сопка».
В настоящеевремя в МКР «Каштак» ведется строительство зданий первой очереди (это жилыедома №2,3,4), а так же планируется дальнейшая застройка всего микрорайона.Технологией строительства выбрано использование монолитного железобетона. Выборданной технологии обусловлен практичностью (изготовление различных фасадовзданий), экономичностью (доступность работников). В связи со сложнымиинженерно-геологическими условиями, а именно наличием илов, предлагается вкачестве альтернативного варианта фундамента перекрестные монолитные ленты,шириной 3 м.
Территориярайона работ входит в зону распространения многолетнемерзлых пород несливающегося типа. Следует сказать о том, что проблема строительства намноголетнемерзлых грунтах является весьма актуальной, ее решение имеет большоенародно – хозяйственное значение.
Задачами дипломногопроекта являются: оценка инженерно – геологических условий территории МКР«Каштак», изучение физико – механических свойств грунтов, их несущейспособности, выяснения условий формирования многолетнемерзлых пород, ихраспространения и температурного режима.
Полученные входе изысканий результаты, будут использованы проектировщиками для определенияпринципа использования многолетнемерзлых пород в качестве основания, выбораоптимального типа фундаментов, его конструкции с целью обеспечения надежностизданий и сооружений при их эксплуатации.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1. Физико-географическаяхарактеристика города Читы
Источником описания физико-географических условийтерритории г. Читы послужила пояснительная записка к Инженерно-геологическойкарте г. Читы. [9]
1.1 Орогидрография
Город Читарасполагается в Читино-Ингодинской депрессии и характеризуется небольшимиабсолютными высотами, составляющими 750-850 м. Минимальные высоты равны 638 м и наблюдаются при впадении р. Читинки в р. Ингоду. Рельеф слабохолмистый иравнинный. Всхолмленность дна впадины связана с расчленением поверхностинадпойменных террас рек Читинки и Ингоды многочисленными падями и ложбинами.Уклоны поверхностей составляют 1-6º, крутизна склонов от 8 до 16º.Борта впадины представляют собой крутые уступы (до 20-25º), сглаженные внижней части широко развитыми пролювиально-делювиальными шлейфами. С северавпадина ограничивается хребтом Яблоновым, с юга — хребтом Черского. Абсолютныевысоты хребтов составляют 1000-1300 м. Относительные превышения над дномвпадины равны 300-400 м.
Речная сетьрайона относится к бассейнам рек Ингоды и Читинки, притоки образуютперисто-стволовую систему. Долины рек в основном прямолинейны, имеют небольшойпродольный уклон, составляющий 1-5º. В пределах впадины русла рек Ингоды иЧитинки извилисты, местами разбиваются на протоки. Небольшие притоки их берутначало с хребтов Яблонового (Ивановский, Застепинский, Кадалинка) и Черского(Смоленка, Сухая, Сенная, Кайдаловка, Антипиха, Песчанка); часто пересыхаютлетом и промерзают полностью зимой. Днища долин плоские, ширина их равнанескольким сотням метров (около 2км) Поперечный профиль корытообразный. Склоныдолин имеют разнообразную форму — от прямых до вогнутых, выражающихся впоявлении у тылового шва террас пролювиально-делювиальных шлейфов. Дно долинтеррасировано. Прослеживается четыре уровня цокольных и скульптурных террас,сильно изрезанных небольшими оврагами и балками.
Источникомпитания рек являются атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя и снега, атакже подземные воды. Источники питания определяют водный режим и придают имсвои своеобразные особенности. Для рек характерно невысокое половодье,начинающееся в апреле и затухающее в октябре. Скорость течения рек равна 0,9-1м/сек. Глубина рек на перекатах составляет 0,7м, на плесах 2-3 м.
В холодноевремя года реки характеризуются небольшим стоком. В течение 5-5,5 месяцев онипокрыты льдом, некоторые промерзают до дна (р. Читинка). Толщина льдасоставляет 1,5-2 м.
1.2 Климат
Изучаемыйрайон располагается в пределах пояса умеренных широт и характеризуется резкойконтинентальностью климата. На климат Читино-Ингодинской впадины оказываетбольшое влияние удаленность от океанов, воздействия сибирского антициклона,тихоокеанских муссонов и сильная расчлененность рельефа.
Годоваяамплитуда абсолютных температур составляет 48˚С, средних месячных 25˚С,средняя суточная амплитуда температуры воздуха достигает 13,8˚С.
Зима в Читепродолжительная (около 5 месяцев), малоснежная и суровая. За наступление зимыпринимается начало устойчивых морозов, обычно совпадающих с переходом среднейсуточной температуры через -5˚С. В Чите за начало зимы принимается 26октября. Прекращение морозов 31 марта. Самым холодным месяцем является январь.Средняя месячная температура января составляет-27,7˚С, за двенадцатилетнийпериод- 25,1˚С (Таблица 1.1).
Абсолютныйминимум температуры в январе за двенадцатилетний период -45,7˚С, замноголетний -54˚С (Таблица 1.1). Снежный покров появляется в концеоктября. Он невелик. Незначительное количество осадков в зимние месяцы особеннохарактерно для Читино-Ингодинской депрессии, где происходит интенсивноесдувание снега с плоских поверхностей увалов и холмов. Высота снежного покровав депрессии небольшая и не превышает 10-15 см.
В зимниемесяцы отмечается высокое атмосферное давление (775 — 778 мм. р. ст), которое в сочетании со слабыми ветрами способствуетзастаиванию холодного воздуха в депрессии и создает благоприятные условия длявозникновения и сохранности многолетней мерзлоты.
Весна и осенькороткие, часто холодные с преобладанием ветров северо-западного и западногонаправлений (Таблица 1.2). Зимние температуры складываются под влияниемсибирского антициклона. Они постоянны и только изредка погода нарушается легкойоблачностью, выпадением небольшого количества снега и усилением ветра.
Весна вЧитино-Ингодинской депрессии непродолжительная и длится всего 30 — 40 дней.Начинается она в середине апреля и заканчивается в конце мая. Для весеннегопериода характерно неустойчивость температур, преобладание малооблачных изасушливых дней. Малая облачность обуславливает большую продолжительностьсолнечного сияния и значительные величины прямой солнечной радиации,максимальные показатели которой наблюдаются в июле, минимальные – в декабре — январе.
Температуры ввесенние месяцы колеблются от 2 — 4˚С до 18 — 20˚С. Веснахарактеризуется большой засушливостью, вызванной прогреванием сухих арктическихмасс воздуха в условиях солнечной малооблачной погоды. Количество осадков вапреле составляет 10 — 20 мм. В мае количество осадков увеличивается в 2 — 3раза, нередко в виде мокрого снега (Таблица 1.3).
Особенностьювесенних месяцев является сильные ветра, достигающие 5-6 м/сек., нередко 15-17м/сек. и способствующие возникновению на незалессенных участках песчаных бурь.В течение года преобладающими являются ветры юго-западного направления (16%).Велика также повторяемость ветров северо-западного, северного,северо-восточного и восточного направления. Повторяемость каждого из нихсоставляет 14% (Таблица 1.5). Среднегодовая скорость ветра 2,4 м/сек.
Лето вЧитино-Ингодинской депрессии короткое. Сухое лето в начале и влажное во второйполовине. Для лета характерна большая повторяемость облачных дней.Отрицательной особенностью летних месяцев является позднее окончание заморозкови их раннее появление. По сравнению с весной увеличивается увлажненностьвоздуха. Во второй половине лета влажность составляет 60-70%. В отдельные годыколичество осадков за июль-август составляет 150-200 мм. Причем нередко осадки выпадают в виде ливней и за сутки количество их может составлять 24-32 мм.
В режимеветров наблюдается уменьшение скоростей и увеличение дней со спокойной погодой.Наряду с ветрами западных и северо-западных направлений, появляются ветрывосточные и юго-восточные.
Температуравоздуха в летние месяцы составляет 25-30˚С.
Осеньустанавливается в начале сентября и длится до середины, иногда до концаоктября. В первой половине осени днем еще сохраняются высокие температуры,ночью появляются заморозки. Средняя месячная температура сентября составляет за12 лет 7,4˚С, за многолетний период 8,2˚С. Днем в сентябре может бытьеще довольно тепло. Максимальные температуры иногда достигают 29-30˚С.Наряду с этим, наблюдаются заморозки, в холодные ночи температура можетпонижаться до -9-13˚С. Увеличивается количество малооблачных дней и быстроуменьшается количество выпадаемых осадков. Вторая половина короче и холодней.Погода становится морозной. Влажность продолжает оставаться высокой исоставляет нередко 50%. Скорость ветра небольшая — до 1,5-2 м/сек. Температурапонижается и ночью может достигать -25 0С.
Помиморельефа, растительности и гидрографической сети на климат района большоевлияние оказывает положение его в пределах полузамкнутой котловины, какойявляется Читино-Ингодинская впадина. В зимнее время холодные массы воздухаскапливаются в понижениях. Сюда же поступает холодный воздух со склонов гор.Происходит потеря тепла радиационным выхолаживанием, поэтому температура зимойна дне впадины будет значительно ниже, чем на ее бортах.
Таблица1.1
Среднемесячные значениятемпературы воздуха, 0с.
Характеристика
Месяцы
Средне-
месячная Абсолютная минимальная Абсолютная максимальная Январь -27.7 -54 -2 Февраль -23.2 -48 5 Март -12 -41 16 Апрель 0.3 -26 26 Май 8.4 -14 32 Июнь 15.5 -5 36 Июль 18.8 -2 36 Август 15.6 -6 37 Сентябрь 8.2 -12 29 Октябрь -1.5 -31 23 Ноябрь -14.8 -38 10 Декабрь -24.3 -51 1 Годовая -3.1 -54 37
Таблица1.2
Среднемесячная годовая скоростьветра, м/с.Месяцы I II III IV V VI Скорость ветра 1.4 1.6 2.5 4.0 4.0 2.6 Месяцы VII VIII IX 1X XI XII Скорость ветра 2.2 2.1 2.3 2.4 2.4 1.5 Годовая 2.4
Таблица1.3
Количество осадков за десять лети многолетний период, мм.
Характеристика
Месяцы Среднемесячное Суточный максимум Периоды Периоды 10 лет Многолетн. 10 лет Многолетн. Январь 1.7 3 2 9 Февраль 2.6 3 3.2 7 Март 3.7 6 8.1 22 Апрель 9.4 13 26.2 22 Май 21.5 29 25.1 33 Июнь 46.0 48 27.6 42 Июль 105.0 94 37.7 51 Август 79.6 97 83.4 49 Сентябрь 36.0 44 25.3 32 Октябрь 9.7 15 30.9 19 Ноябрь 3.4 9 4.4 13 Декабрь 4.6 6 4.6 5 Годовая 323.2 367 83.4 51
Таблица1.4
Наибольшая скорость ветраразличной вероятности, м/с.Скорость ветра возможная один раз, м/с 1 год 5 лет 10 лет 15 лет 20 лет 18 23 25 26 27
Таблица1.5
Повторяемость направлений ветраи штилей, %.Месяцы Направление ветра Штиль С С В В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Январь 10 12 22 10 13 14 10 9 35 Февраль 12 9 22 11 12 12 13 9 27 Март 12 10 18 10 10 10 13 17 13 Апрель 14 7 13 8 10 11 17 20 7 Май 18 10 15 7 9 12 14 15 10 Июнь 15 12 16 10 12 14 11 10 11 Июль 12 11 18 10 13 15 12 9 19 Август 13 12 16 9 13 15 12 10 25 Сентябрь 10 10 19 9 12 14 14 12 20 Октябрь 11 10 18 11 12 13 13 12 20 Ноябрь 10 10 16 9 16 17 12 10 23 Декабрь 10 11 22 9 12 18 10 8 39 Годовое 12 10 18 10 12 14 12 12 21
1.3Геологическое строение
Город Чита располагается в Читино-Ингодинской впадине,ограниченной с обеих сторон крупными поднятиями: с северо-запада горстовымподнятием Яблонового хребта, с юго-востока поднятием хребта Черского. Ширинавпадины изменяется от 7-10км до 15-20км. Кукинское поднятие делит впадину надве части: юго-западную — Ингодинскую и северо-восточную — Читинскую. Вприбортовых частях Читино-Ингодинская впадина ограничена крупными разломами:это подтверждается геофизическими методами. По мнению М.С. Нагибиной контактыверхнемезозойских отложений с породами кристаллического ложа всюду вдоль бортовсопровождаются выходами юрских эффузивов. Кроме того, имеются поперечныеразломы, по которым происходит перемещение блоков фундамента.
А.В. Внуков, В.И. Сизых и И.Н. Фомин (1964) отмечают, чтовдоль северо-западного борта впадины на всем протяжении структурыпрослеживается мощное и сложное по строению тектоническое нарушение сбросово-надвиговоготипа.
Читино-Ингодинская впадина резко асимметричная грабенсинклиналь. В юго-западной Ингодинской части впадины наибольшие погруженияфундамента тяготеют к северо-западному борту структуры. В северо-восточнойЧитинской, оно приурочено к тектоническому контакту структуры с горстовымподнятием хребта Черского.
Юго-западная часть впадины, характеризующаяся выдержаннымсеверо-восточным простиранием, представляет в целом односторонний грабен,полого наклоненный на юго-восток и ограниченный с этой стороны разломом.
К моменту накопления осадков Читино-Ингодинская впадинабыла морфологически выражена в рельефе и представляла собой межгорнуюкотловину, в которую происходил снос с хребтов Яблонового и Черского.
Одинаковый состав обломочного материала в депрессии и нахребтах указывает на постоянную область сноса в течение всего периодаформирования осадков, а плохая его окатанность — на близость области сноса.Вблизи бортов отлагались более грубые отложения. В центральной же частивпадины, где, по-видимому, существовали озерно-речные условия, шло формированиеболее тонкого материала.
В геологическом строении Читино-Ингодинской впадиныпринимают участие эффузивные породы юрского возраста, континентальные отложенияверхней юры и нижнего мела, отложения плиоценового четвертичного возраста.Широкое распространение имеют интрузивные образования каменноугольного итриасового возраста.
Нижнемеловые отложения
Нижнемеловые образования представлены двумя свитамиэффузивных пород: харюлгатинской (К1-2hr), относимой к нижнему исреднему отделам мела и джаралгантуйской (К2-3) свитой среднего иверхнего отдела.
Первая свита сложена туфопесчаниками и конглобрекчиями,закартированными на склонах хребта Яблонового, на разделах между падямиКадалинской и Застепинской, Застепинской и Боярочной, Шильниковой и Лапочкиной.
Вторая свита состоит из ортофиров, кварцевых и дацитовыхпорфиров и туфолав, прорывающих верхнепалеозойские и мезозойские породы изалегающие на них в виде покровов в пределах северо-западных отрогов хребтаЧерского.
Нижнемеловые отложения (нерасчлененные) представленыбезугольной и угольной свитами. Суммарная мощность обеих свит по геофизическимданным составляет около 3000 м.
Безугольная свита (К3-kIbz)
Отложениями безугольной свиты сложена большая часть района.Представлены они алевролитами и песчаниками с подчиненными прослоямиаргиллитов. Свита характеризуется большой фациальной изменчивостью иколебаниями мощностей отдельных слоев на небольших расстояниях. Общая мощностьсвиты равна 900-1100м. В отложениях свиты выделяется 11 пачек, из которых пачки«А», «С», «Е», «g», «j», «a» представлены алевролитами с маломощным прослоямипесчаников и аргиллитов, пачки «В», «Д», «Н», «К» — песчаниками с прослоямиалевролитов.
Литологический состав пород свиты отличается большимоднообразием.
Угленосная свита (KIug)
Отложения свиты отличаются от пород безугольной большойфациальной изменчивостью и распространены на левобережье реки Кадалинки. Восновном это песчаники грубозернистые, белесо-серые, глинистые икаолинизированные. Песчаники переслаиваются с аргиллитами и алевролитами исодержат в себе большое количество углистого вещества. Общая мощность свитысоставляет 150-170м.
Кайнозойские образования широко распространены вЧитино-Ингодинской депрессии, где они представлены аллювиальными и склоновымиобразованиями от плиоценового до современного возраста.
Плиоценовые отложения
На северо-восточном склоне Титовской сопки на высоте 30мнад уровнем воды в реке Читинка прослеживаются отложения делювиальногогенезиса. Видимая мощность их составляет 8,8м. Отложения представленыпереслаивающимися между собой глинами и суглинками ярко-желтого и желто-бурого цвета.Споры и пыльца, отобранные из глин Каштакской партией М. Ф. Г. У. показалиспектр плиоценового типа.
Среднечетвертичные отложения ( QII)
К отложениям этого возраста относятся в районе аллювийтретьей и четвертой террасы, а также делювиальные отложения, покрывающие собойборта Читино-Ингодинской депрессии.
Наиболее древними являются отложения самой высокойнадпойменной террасы-четвертой, сохранившиеся небольшими участками в верхнемтечении руч. Застепинского и р. Кадалинки.
Размеры аллювиальных участков составляют 0,8×0,2 км,0,4×0,5 км, 2,4-3,4×0,4-0,2 км.
Отложения IV террасы представлены двумя разновозрастными аллювиальнымисвитами, мощность которых равна 25м (нижней) и 40м (верхней). Нижняя свитасложена, в основном песками, мощность которых составляет около 20м. Под пескамипрослеживаются галечные отложения мощностью до 4-4,5м.
Пески верхней части разреза являются серыми,разнозернистыми, кварц-полевошпатовыми, однородными с редкими прослоямитемно-серого суглинка.
В основании верхней свиты прослеживаются гравийно-галечныеобразования мощностью от 2 до 8м. Вверх по разрезу галечные отложения сменяютсяпесками, хорошо отсортированными, косослоистыми, разнозернистыми, иногдагрубозернистыми серого цвета. В самых верхах пески становятся глинистыми ипереходят в суглинки озерно-болотного типа с горизонтальной слоистостьюмощностью 7-10м.
В долине р. Кадалинки аллювий представлен горизонтальнослоистыми, крупногалечными образованиями с мелкими валунами, линзами ипрослоями гравийного песка. Окатанность гальки и валунов плохая. По падиКайдаловки аллювий IV террасы представлен песками с линзами глин, суглинков,супесей, прослоями плохо окатанной гальки. Между падями Сенной и Сухой вразрезе террасы наблюдаются разнозернистые пески с линзами гравия и тонкимипрослоями супесей. Мощность аллювия равна 30м.
По возрасту отложения IV террасы отнесены книзам среднечетвертичного возраста. В спорово-пыльцевом спектре, полученном изэтих отложений, были встречены пыльца хвойных деревьев с небольшой примесьюшироколиственных. В верхней части разреза в спектре наблюдается пыльца степнойрастительности, свидетельствующая о похолодании климата во время формированияверхней части разреза. На признаки похолодания указывают также отмечаемые вразрезе морозные деформации.
К отложениям среднечетвертичного возраста относятся такжерыхлые образования III надпойменной террасы, отличающейся от аллювия IV террасыбольшей грубостью слагающего материала, большим количеством гравийных игалечных прослоев, меньшей засоренностью неокатанным материалам. В аллювии III террасыможно выделить и галечно-гравийные, песчано-супесчано-суглинистые отложения.
В долинах левобережных притоков р. Ингоды, берущих начало сЯблонового хребта, аллювий представлен преимущественно гравийно-галечниковымиотложениями с примесью плохооткатанных валунов и щебня. Вблизи с. Смоленки вразрезе III террасы наблюдаются пески, подстилаемые гравийно-галечнымиотложениями. По левому берегу р. Ингоды у пос. Антипиха отложения террасыпредставлены чередованиями песка желто-бурого, светло-серого, мелко исреднезернистого мощностью около 10 м.
На правобережье р. Ингоды аллювий III террасы более грубый исодержит в себе плохо окатанный галечно-валунный и щебенистый материал.
Вблизи шоссейной дороги Чита — Молоковка III террасасложена гравийно-галечными отложениями с глыбами, чередующимися спесчано-гравийно-галечными отложениями. Мощность рыхлых отложений 12м. Вышеаллювиальные отложения перекрыты делювиально-пролювиальным материалом свключением неокатанных глыб.
Формирование аллювия III надпойменной террасыпроисходило во второй половине среднечетвертичного времени в периодмежледниковья. В спорово-пыльцевых спектрах, полученных из этих образований,преобладала пыльца сосны и ели.
На склонах Читино-Ингодинской впадины произрасталисосново-березовые и сосново-еловые леса.
Делювиальные отложения этого возраста распространены уподножия хр. Яблонового, где их мощность составляет 2,5-5м. Состоят отложенияпреимущественно из супесей и суглинков с галькой нижнемеловых конгломератов. Насклоне хребта между падями Кадалинкой и Застепинской к суглинкам и галькепримешивается щебень нижнемеловых пород. Вниз по разрезу количество щебняувеличивается.
Верхне-среднечетвертичные отложения (QII– QIII )
К нерасчлененным образованиям верхне-средне-четвертичноговремени относятся термокарстово-оползневые отложения, выполняющие котловиныпротаивания на поверхности третьей и четвертой надпойменных террас. Отложениятесно связаны с подстилающими породами. Так на участке преимущественногоразвития алевролитов на междуречье падей Кадалинки и Застепинскойтермокарстово-оползневые образования представлены глинами и суглинкаминезначительной примесью песка и гальки. Мощность этих отложений равна двум,пяти метрам.
Верхнечетвертичные отложения (QIII)
К отложениям верхнечетвертичного возраста относится аллювийнадпойменной террасы р. Ингоды.
Отложения, в основном, представлены песком серого, желтогоцвета, средне- и мелкозернистой, полимиктовой структурой. В песке наблюдаютсялинзы и прослои супесей.
Близ тылового шва террасы аллювий нередко обогащенкрупногалечным материалом, иногда с мелкими валунами, снесенными свышерасположенных террасовых уровней.
В долинах левых притоков р. Ингоды, стекающих с Яблоновогохребта аллювий этого возраста представлен разнозернистыми песками желтого исерого цвета с прослоями темно-серых супесей.
Характерной особенностью аллювия второй надпойменнойтеррасы является то, что он залегает в долинах, переуглубленных относительносовременного русла рек.
Вторая терраса на левом берегу р. Читинки между Каштакомсложена преимущественно песками средне- и мелкозернистыми серого и желтогоцвета. Пески содержат в себе прослои гравия и гальки мощностью 0,5-1,5м. Восновании толщи мощность гальки составляет 3м. В верхней части разрезамощностью до 4-7м пески содержат прослои супесей.
В долине р. Ингоды ниже Титовской сопки аллювий III террасыпредставлен песками грубозернистыми с крупной галькой и глыбами гранитов.
В долинах левобережных притоков р. Ингоды и по правобережьюр. Читинки аллювий двух террас представлен разнозернистыми песками с прослоямитемно-серых супесей. Мощность составляет 15-20м.
В долинах рек Антипиха и Песчанка аллювий в основномпесчаный. Мощность его равна 7-8м.
В возрастном отношении в разрезе второй надпойменнойтеррасы выделены спектры, характеризующие растительность межледниковья и двухпериодов похолодания. Наиболее низкая часть разреза террасы формировалась вусловиях более теплого климата. В верхних горизонтах аллювия, также как и вперекрывающих террасу делювиальных шлейфов ксерофитов. Исчезновение лесов иналичие следов деятельности мерзлоты указывает на формирование аллювия верхнейчасти разреза в период сурового климата ледникового времени, на развитиесклоновых процессов и формирование пролювиально-делювиальных шлейфов.
Верхнечетвертичные современные отложения(QII– QIII)
Нерасчлененные образования верхнечетвертичного современноговозраста слагают собой первую надпойменную террасу и представлены в основномгалечными отложениями.
Галька хорошо окатана, имеет разнообразные размеры, которыеувеличиваются к нижней части разреза. В долине р. Ингоды над галечнымиотложениями прослеживается горизонт мелкозернистых песков и супесей.
Пески и галечники первой террасы отличаются хорошейотсортированностью, лучшей окатанностью, чем в более высоких террасах. В местахсочленения первой террасы с днищами падей в разрезе ее наблюдаются глинистыепески с линзами серых и бурых глин и суглинков. Средняя мощность аллювия первойтеррасы равна 7-8 м, в пределах падей она уменьшается до 2-6 м.
В спорово-пыльцевом спектре аллювия первой террасы отмеченапыльца травянистых растений, которая с глубиной сменяется пыльцой древеснойрастительности. Среди древесных преобладает ель и сосна, свидетельствующая онекотором увлажнении климата. Формирование первой террасы завершилось вусловиях резкого изменения климата, когда на поверхности террасы возникалибольшие морозные трещины, образующие систему крупных полигонов. Проявлениемерзлоты в верхах разреза позволяет рассматривать время формирования террасы,как переходное от верхнечетвертичного к голоценовому.
Современныеотложения ( QIV)
Кобразованиям современного возраста относятся отложения высокой и низкой пойм ирусел, представленные главным образом песчано-галечными отложениями с прослоямипесков и cyпесей.
Низкая поймарек Ингоды и Читинки сложена почти исключительно галечноковыми отложениямимощностью от 2 до 8 м. Средняя мощность отложений составляет 4-5 м.
Спорово-пыльцевыеспектры, полученные из пойменного аллювия, в основном лесной с преобладаниемсосны.
К отложениямэтого возраста относятся также термокарстовые-оползневые, озерные, делювиальныеи делювиально-пролювиальные образования, закартированные на побережье озерКенона и Угдана. Представлены они фациями береговых валов и высохшего днанизкой поймы озерного происхождения. Береговые валы развиты на юго-западном ивосточном берегах оз. Кенона и на южном берегу оз. Угдана. Высота их изменяетсяот 1,5-3 м до 4-5 м, ширина от 10-20 до 200-300 м. Береговые валы сложены песками кварц-полевошпатовыми, крупно и средне зернистыми, желто-серогои серого цвета.
В пескахчасто встречается мелкая и средних размеров слабо окатанная галька различногопетрографического состава. Пески нередко перекрываются супесями с примесьюгравия.
На восточномпобережье озера Кенон береговой вал сложен гравелистыми песками с редкимивключениями мелкой гальки. В приозерной части вала пески хорошо промыты, тогдакак с обратной стороны они содержат много пылеватых и глинистых частиц.
Отложениянизкой поймы озерного происхождения (высохшего дна озера) состоят из песков оттонкозернистых до крупнозернистых, обычно глинистых, иногда с гравием, мелкойгалькой и прослоями супесей и суглинков. Вдоль озера Угдан отложенияпрослеживаются полосой шириной равной 300 м. Мощность отложений составляет 1-2 м.
Делювиальныеи делювиально-пролювиальные отложения широко распространены на склонах хребтаЧерского, где они представлены разнозернистыми песками с линзами супесей исуглинков, иногда с примесью дресвы и щебня. Мощность их нередко достигает 15 иболее метров.
По бортам долинАнтипихи и Песчанки делювиальные образования состоят из песка с глыбамикоренных пород. Видимая мощность их у северной окраины села Песчанки составляет3,5-3,7 м.
Направобережье р. Ингоды делювиально-пролювиальные отложения состоят из щебня имелких глыб с грубопесчаным заполнителем.
На левомберегу р. Читинки делювий представлен песчанными разностями, иногда с примесьюдресвы и щебня.
1.4 Геоморфология
Изученнаятерритория располагается в пределах Читино-Ингодинской впадины, совпадающей втектоническом отношении с грабен-синклиналью северо-восточного направления. Ссевера и юга впадина окаймляется горст-антиклиналями, соответствующими хребтамЯблоновому и Черского.
Рельефдепрессии создавался в плиоценовое и четвертичное время в результате сложныхвзаимодействий эндогенных и экзогенных факторов при преобладающей роли первых.Впоследствии на выработку рельефа большое влияние оказалиэрозионно-денудационные процессы. Первостепенное значение при этом играларечная эрозия, связанная с деятельностью рек Ингоды, Читинки и их притоков. Внастоящее время центральная часть депрессии, занятая низкими надпойменнымитеррасами, представляет собой аккумулятивную равнину, сложенную рыхлымиобразованиями кайнозойского возраста.
В краевых частяхдепрессии развит эрозионно-аккумулятивный рельеф. Это, в основном,пологоувалистая равнина, состоящая из высоких надпойменных террас, расчлененныхмногочисленными падями и распадками.
Высокиетеррасы большей частью являются цокольными. Распространены они в северной исеверо-западной части депрессии. К ним относится четвертая надпойменная террасавысотой 80-100 м и третья терраса р. Ингоды высотой 50-60 м.
Низкиенадпойменные террасы являются аккумулятивными, частично цокольными, имеютбольшую ширину, прослеживаются вдоль левого берега р. Ингоды и правого берегар. Читинки на много километров.
Поймаотмечается неширокой полосой по притокам р. Ингоды по падям Кадалинке,Застепинской в Ивановской. Высота ее над урезом воды в падях равна 0,5-1 м. Поверхность поймы ровная, заболоченная с множеством проток и стариц. Пойменный аллювий состоит восновном из галечных и песчано-галечных отложений. Мощность его равна от 2 до 8 м, средняя мощность составляет 4-5 м.
Перваянадпойменная терраса распространена на западном побережье озера Угдан, поправому берегу р. Читинки, падям Кадалинке, Застепинской, Ивановской.Поверхность террасы ровная, слегка заболоченная, со следами первичногопойменного рельефа. Высота террасы над урезами рек равна 4-6 м. У тылового шва широкой полосой прослеживаются пониженные участки. Терраса сложенапреимущественно галечными отложениями. Галька хорошо окатана. Видимая мощностьотложений первой террасы равна 3,5-4 м. В долине р. Читинки, у восточнойграницы района, мощность террасовых образований, по данным бурения, равна 7-8 м. Средняя мощность отложений первой террасы р. Ингоды равна 7-8 м. В пределах падей мощность отложений уменьшается до 2-3м.
Вторая надпойменнаятерраса отмечается на левом берегу р. Читинки у пос. Каштак, участкаминебольшой протяженности по р. Ингоде и в нижнем течении рек Антипихи иПесчанки. На водоразделе озер Кенон и Угдан ее ширина достигает 1,4-1,5 км. Бровка террасы выражена не отчетливо, размыта. Поверхность приобретает слабый уклон в сторонукрупных рек. Терраса является цокольной. В центральной части ее сохранилисьаллювиальные отложения, представленные песчано-галечными образованиями. Высотатеррасы над уровнем рек различна. Некоторые исследователи (Рыжов и др. 1963 г.) выделяют во второй надпойменной террасе два уровня — низкий и высокий. Общая высота террасыравна 8-22 м. В большинстве высота ее составляет 10-14 м, вблизи озера Кенон она увеличивается до 20 м.
Третьянадпойменная терраса имеет лучшую сохранность и в большинстве случаев являетсяцокольной. Она прослеживается почти непрерывной полосой вдоль левого берега р.Читинки. Ширина ее составляет 5-6 км. Поверхность террасы ровная с небольшимизападинами размером 50×100 м. На правом берегу р. Ингоды террасаперекрыта пролювиально-делювиальными шлейфами. Уступ террасы выположен и лишьна отдельных участках является крутым и отчетливо выраженным. Небольшимиучастками терраса отмечается на левобережье р. Кадалинки, а также налевобережье пади Ивановской. В последнем случае терраса имеет протяженностьоколо 3,5 — 4 км и ширину до 1,4 км. Терраса имеет здесь отчетливо выраженный врельефе уступ, в котором обнажаются верхнеюрские-нижнемеловые породы. Наповерхности террасы наблюдается понижение овальной формы. Размеры его равны1200×600 м. В пределах этого понижения отмечаются небольшие по площади терамокарстовыеворонки округлой формы. Высота третьей надпойменной террасы равна 45-50 м.
Четвертаянадпойменная терраса распространена в районе г. Читы. Прослеживается также врайоне падей Кадалинской, Застепинской, занимает большие площади на ихмеждуречье. Терраса является цокольной, но на отдельных участках носитскульптурный характер. Поверхность террасы наклонена в сторону долины р.Ингоды. Она имеет слегка холмистый вид, вызванный размывом перекрывающих еерыхлых образований. В Кенонском районе участки с сохранившимся аллювиемпрослеживаются на поверхности террасы в северном, северо-западном направлениина расстоянии более чем 3,5 км. Ширина аллювиальных полос равна 300 м. Уступ террасы выражен отчетливо, хорошо прослеживается на местности. Высота его равна 80-100 м. В уступе террасы почти на всем протяжении обнажаются породы верхнеюрского-нижнемеловоговозраста.
Вблизитылового шва поверхность террасы перекрыта пролювиально-делювиальными шлейфами,спускающимися со склонов Яблонового хребта. Шлейфы затушевывают прибортовыечасти террасы и придают ей вид увала.
Характернойчертой четвертой надпойменной террасы являются пониженные котловины, частовстречающиеся на ее поверхности. Одна из крупных располагается на левей берегур. Кадалинки. Размера ее равный 2×0,7 км. Понижение вытянуто вмеридианальном направлении и состоит как бы из двух котловин округлой формы,соединенных между собой неширокой перемычкой. В северной части понижениянаблюдается озеро небольшого размера (270×240м).
1.5Гидрогеология района
По характеру водовмещающих толщ в пределахЧитино-Ингодинской впадины выделяются порово-пластовые воды четвертичных итрещиннопластовые воды верхнеюрско-нижнемеловых и нижнемеловых отложений.
Порово-пластовые воды.
Воды этого типа имеют широкое распространение в долинах рекИнгоды, Читинки и их притоков. На условия их залегания, режим, питание иразгрузку большое влияние оказывает многолетняя мерзлота.
Среди четвертичных отложений в пределах района выделяютсядва водоносных горизонта — надмерзлотные воды и грунтовые, заключенные всовременных — верхнечетвертичных и среднечетвертичных образованиях.
Надмерзлотные воды наблюдаются в пойме первой и, частично,второй надпойменных террасах рек Ингоды и Читинки. Глубина их залеганияразличная и колеблется от 0 до 5 м.
На пойме рек Ингоды Читинки, в пойме их притоков, а также вкотловинах протаивания на высоких надпойменных террасах надмерзлотные водыпрослеживаются на глубинах от 0 до 2 м. На первой надпойменной террасе уровеньзалегания водоносного горизонта понижается до 2-5 м. Такой же уровень надмерзлотных вод отмечается в береговых валах озер Кенон и Угдан.
Мощность водоносного горизонта в пойме рек части совпадаетс мощностью рыхлых образований и равна 4-6 м, по падям мощность уменьшается до 1-1,5 м.
На I и II надпойменных террасах левого берега р. Читинки и правогоберега р. Ингоды мощность водоносного горизонта 3- 4 м.
Водовмещающие породы в реках Читинки, Ингоды, Антипихи иПесчанки представлены галькой и песками. В долинах левобережных притоков р.Ингоды щебенисто-cуглинистыми и щебенисто-супесчаными породами.
На поверхности поймы часто наблюдаются заболоченныеучастки, где глубина залегания надмерзлотных вод равна 0,5м.
Заболоченность чаще всего обусловлена разгрузкой грунтовых водв виде родников. На правобережье р. Читинки от пос. Биофабрики до пос. Угданглубина залегания вод равна 0-2,5 м.
Здесь прослеживаются заболоченные участки с группой озер,располагающихся по одной линии параллельно р. Читинке. Надмерзлотные водыхарактеризуются большой обильностью. Так дебит колодцев, заложенных на пойме р.Читинке, составляет 2-2,5 л/сек. Дебит родников р. Читинки колеблется от 0,05до 0,7 л/сек. Максимальные дебиты наблюдаются после выпадения атмосферных осадков.Надмерзлотные воды являются агрессивными. Вблизи озера Кенон они обладаюткарбонатной агрессивностью, в районе озера Угдан — сульфатной.
По химическому составу воды относятся кгидрокарбонатно-кальциевым. Минерализация их равна в среднем 150-300 мг/л. Врайоне г. Читы минерализация несколько выше. В районе озера Угдан минерализацияувеличивается до 3 г/л. На большей части района минерализация составляет до 0,5г/л.
Средний химический состав вод по формуле Курлова следующий:
/>
Влажность вод колеблется от 0.6 до 19-21 мг-экв/л.
Питание надмерзлотных вод осуществляется за счетатмосферных осадков, поверхностных и подземных вод из среднечетвертичных иверхнеюрских — нижнемеловых пород.
Режим надмерзлотных вод полностью зависит оттемпературного режима деятельного слоя. При небольшой мощности четвертичныхотложений и неглубоком залегании многолетней мерзлоты с наступлением морозовпитание надмерзлотных вод прекращается, идет промерзание вод до верхней границывечномерзлых пород. Воды полностью переходят в лед или распадаются на рядизолированных потоков, движение которых совпадает с направлением их в летнеевремя.
При замерзании воды могут выйти на поверхность, образуяналеди (по р. Читинке выше Биофабрики).
Надмерзлотные воды притоков Антипихи и Песчанкипрослеживаются в аллювиальных отложениях поймы и первой надпойменной террасы.Водовмещающими породами являются пески с гравием и галькой. Глубина залегания водот поверхности составляет 0-2 м, реже 2-5 м. Дебит родников равен 0,1-0,2 л/сек. По химическому составу воды являются гидрокарбонатно-сульфатными спреобладанием Мg, реже Na. Минерализация составляет 170 мг/л. Воды не агрессивные.
В середине лета с началом дождей в деятельном слое налинзах глин и суглинков образуется верховодка. Площади ее распространениянебольшие 0,1-0,4 км2. Они зафиксированы на левобережье р. Ингоды иправобережье р. Читинки, южнее озера Кенон. Верховодка прослеживается навысоких надпойменных террасах в Кенонском районе г. Читы, а также впролювиально-делювиальных отложений на склонах хребта Яблонового. Глубиназалегания верховодки на высоких террасах составляет 0,5 м, в четвертичных образованиях низких террас 3-3,5 м.
Грунтовые воды верхне-среднечетвертичных отложенийпрослеживаются на высоких надпойменных террасах, сложенных песками, плохоокатанной гальки и валунов.
Мощность водоносных пород составляет 1-2 м. Глубина залегания водоносного горизонта колеблется на третьей террасе от 15 до 20 м, на четвертой до 28-30 м. Водоупорным слоем для водоносного горизонта служат юрско-меловыеалевролиты и аргиллиты. Воды преимущественно безнапорные. Минерализация водневысокая, всего 250-300 мг/л. На правобережье р. Читинки в отдельныхскважинах, пройденных на пойме и первой надпойменной террасе, минерализацияводы достигала 1 г/л.
По химическому составу воды относятся кгидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевым, мягким. Средний химическийсостав вод по формуле Курлова следующий:
/>
Температура вод равна 2-30С. Грунтовые водыотличаются хорошим качеством и используются для водоснабжения населенныхпунктов.
Направление грунтовых вод обычно прослеживается в сторонууступов речных террас, где наблюдаются выходы источников и заболоченностьприлегающих участков.
Дебит родников у подножий террас различный, на правобережьер. Читинки у пос. Каштака и Смоленки он составляет 3-4 л/сек, несколько южнее,у пос. Еремино, дебит равен 7 л/сек., по падям Ивановской и Застепинской впределах Кенонского района дебит уменьшается до 0,02 л/сек.
По отношению к бетону воды обладают карбонатной сульфатнойагрессивностью.
Основным источником питания грунтовых водсреднечетвертичных отложений являются атмосферные осадки и трещинно-пластовыеводы верхнеюрско-нижнемеловых отложений.
В пределах III — IV террас воды залегают глубоко и только между падямиСмоленой и Сухой — на глубине 2 м, ввиду близкого залегания коренных пород.
Во время паводков вблизи рек в полосе шириной до 0,5-0,7 км наблюдается повышение уровня грунтовых вод. Зимой, в январе-феврале, когда зона сезонногопромерзания опускается ниже уровня грунтовых вод, последние становятсянапорными. Величина напора достигает два и более метров.
Трещинно-пластовые воды
Трещинно-пластовыеводы приурочены к осадочным породам верхнеюрского-нижнемелового и нижнемеловоговозраста, представленных отложениями безугольной и угленосной свит. Водоносныйгоризонт угленосной свиты прослеживается на незначительной площади в бассейненижнего течения р. Кадалинки. Водоносный горизонт безугольной свиты имеетширокое распространение по всему изученному району и состоит в основном из двухводоносных пластов.
Питаниеповерхностными водами осуществляется через талики в вечномерзлых породах. Всвою очередь и русловые воды рек и падей питаются за счет вод из юрско-меловыхотложений. Об этом свидетельствует появление наледей в долине р. Ингоды вблизисел Засопки и Старой Кадалы, выходы вод в пойме р. Читинки между Читой — I в Читой — II, в пойме Кадалинки, вдолине р. Ингода.
В пределахЧитино-Ингодинской депрессии отмечается множество тектонических нарушений, какглубинных древних, так и молодых кайнозойских. Первые ограничивают депрессию побортам и имеют северо-восточное простирание. В рельефе они выражены в видеуступов, крутых склонов и седловин. Вторые имеют северо-западное направление ив большинстве используются реками и падями. Вдоль большинства из этих разломовнаблюдаются выходы родников. Нередко родники располагаются на пересечениирегионального разлома более мелкими поперечными.
Крупныйводоносный разлом прослеживается в верховьях падей Кадалинки и Застепинской. Онимеет северо-восточное направление. При пересечении его нарушением, котороенаблюдается по пади Застепинской, появляются водоносные источники. Второйкрупный водоносный разлом отмечается по левому борту пади Кадалинки. Вверховьях пади у подножия водораздела наблюдаются сильно обводненные конусывыноса, в средней части долины установлены места разгрузкиверхнеюрских-нижнемеловых водоносных горизонтов.
Первыйводоносный пласт залегает на глубинах от 15 до 30 м в трещиноватых песчаниках. Пьезометрический уровень в скважинах, вскрывших его, находится на глубинахот 2-4 до 20 м. Удельный дебит скважин равен 70-80 м3/час.Минерализация вод составляет 0,1-0,9 г/л. По типу минерализации воды относятсяк гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевым
В районе улицКрасноармейской и Костюшко — Григоровича, в районе Песчанки и Большого островаводы носят хлоридный, гидрокарбонатно-хлоридный характер. Большое содержанкехлоридов изменяется также в пойме правого берега р. Читинки, на первойнадпойменной террасе р. Антипихи.
Содержаниехлоридов свидетельствует о загрязнении первого водоносного пласта сточнымиводами.
Химическийсостав вод в районе Биофабрики выражается следующей формулой Курлова:
/>
В поймеправого берега р. Читинки химический состав воды из первого водоносного пластаследующий:
/>
Для г. Читы ип. Каштак отмечается повышенная водообильность пласта.
Второйводоносный пласт имеет широкое распространение в пределах Читино-Ингодинскойдепрессии. Водовмещающими породами являются здесь песчаники и трещиноватыепесчанистые алевролиты. Глубина залегания водоносных пород нередко превышает 60 м. Вблизи озера Угдан она составляет 47 м. Мощность водоносного горизонта неравномерна у бортоввпадины и в ее центральной части. В первом случае она равна 12-15 м, во втором 40 и более метров. По химическому составу воды относятся к гидрокарбонатно-кальцевымс минерализацией 0,1-0,2 г/л.
На отдельныхучастках, на глубинах свыше 250 м наблюдается третий водоносный пласт,водовмещающими породами для которого являются песчаники, трещиноватыеалевролиты. Водоносный пласт не выдержан по простиранию и часто выклинивается.Воды отличаются высоким напором.
Трещинныеводы интрузивных и эффузивных пород.
Трещинныеводы отмечаются в северо-восточной и южной части г. Читы в трещиноватых породахкаменноугольного, триасового и юрского времени. Породы представлены гранитами,гранодиоритами, граносиенитами, кварцевыми порфиритами.
Глубиназалегания их изменяется от 15 до 50 м. Мощность водоносной зоны достигает 20 м. По химическому составу воды гидрокарбонатно-кальциевые, гидрокарбонатно-натриевые сминерализацией от 0,1 до 0,4 г/л. Воды отличаются хорошим качеством. Поотношению к бетону обладают карбонатной агрессивностью. Питание ихосуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка водпроисходит в верховьях оврагов, у подножия Титовской сопки, в районе Читы — I (Соцгородок). Большого острова (лесозавод), в дне распадковна правобережье р. Ингоды.
1.6 Геокриологические условия
Читино-Ингодинскаядепрессия, в пределах которой находится город Чита, характеризуется«островным» распространением вечномерзлых пород.
Мерзлотныеусловия депрессии являются сложными и разнообразными. Здесь сказалосьвзаимодействие таких природных факторов, как климат, рельеф, экспозициясклонов, глубина залегания подземных вод, литологический состав кайнозойских подстилающихих верхнемезозойских образований. Немалое влияние на мощности и температурныйрежим сезонно — и вечномерзлых пород оказывает также влажность, которая, в своюочередь, определяется литологическим составом отложений и гидрогеологическимиусловиями.
Температурныйрежим мерзлых пород в городе Чите на глубине нулевых годовых амплитудколеблется от 0 до -1˚С, на талых участках составляет +1˚С, +2˚С.Наиболее низкие среднегодовые температуры наблюдаются на заболоченных участкахпервой надпойменной террасы и поймы правого берега реки Читинки, а также впадях, прорезающих высокие террасы. Здесь же отмечаются и наибольшие мощности«вечной» мерзлоты, достигающие 30 и более метров.
Склоныхребтов Яблонового и Черского имеют различные температуры слагающих их пород.Различия в температурном режиме вызвано разной инсоляцией и экспозициейсклонов. Породы на склонах хребта Черского находятся в мерзлом состоянии доглубины 30-60 м. Среднегодовая температура их изменяется от 0 до -0,50
При такомтемпературном режиме мерзлое состояние пород находится в неустойчивомтермодинамическом равновесии. Незначительное изменение климата, геологическихили гидрологических условий может привести к нарушению этого равновесия.
Низкиетемпературы воздуха, продолжительная зима, небольшая мощность снежного покровасоздают благоприятные условия для глубокого зимнего промерзания пород. Сезонноепромерзание начинается в середине сентября-октября, заканчивается в апреле.Наибольшие глубины сезонного промерзания в пределах города наблюдаются научастках, сложенных маловлажными песками и песчаниками. Глубина промерзания вних, в зависимости от влажности колеблется от 4,8 до 5,5 м ( I, II, IVнадпойменные террасы реки Читинки).
Наименьшиеглубины деятельного слоя наблюдаются в юго-восточном районе города Читы исоставляют 0,8-1,4 м (I терраса на правом берегу рекиАнтипихи), от 2 до 3 м (III, IVтеррасы реки Ингоды) и прослеживаются в суглинистых, супесчано-суглинистыхпородах. Вечномерзлые породы имеют в подобных случаях сплошное площадноеразвитие. Верхняя их граница располагается близко от поверхности земли. Слойсезонного промерзания сливается с толщей вечномерзлых пород [11].
Мерзлотасливающегося типа отмечается на правом берегу реки Ингоды (IIIнадпойменная терраса), в пойме левого берега реки Ингоды при впадении в неереки Читинки. На других участках разрыв между слоем сезонного промерзания ивечной мерзлотой 0,5-1,5 м.
Реки Ингода иЧитинка, протекающие по депрессии, озера Кенон и Угдан, оказывают отепляющеевлияние на нижележащие породы. По долинам рек наблюдаются талики сосреднегодовой температурой + 40C. Под озеромКенон на глубине 12-16м температура +7,20C.
По мерзлотнымусловиям и физико-геологическим процессам в пределах города Читы возможновыделение элементов:
1.Скульптурные и цокольные террасы высокого уровня реки Ингоды.
2.Аккумулятивные террасы высокого уровня реки Читинки.
3.Аккумулятивные и цокольные террасы уровня рек Ингоды и Читинки.
4. Пойма рекИнгоды и Читинки.
1.Скульптурные и цокольные террасы представляют собой увалы шириной до 3 км, расчлененные падями. Глубина их вреза 10-30 м. Крутизна склонов 10-150C. Террасы сложены породами угленосной и безугольной свит,представленных алевролитами и песчаниками. В цокольных террасах реки Ингодыверхнемезозойские породы перекрыты слоем аллювия мощностью 5-10 и более метров.
На участкахтеррас, сложенных алевролитами и аргиллитами развита вечная мерзлота. Еемощность 10-20 м. Среднегодовая температура пород на глубине 10 м колеблется от 0 до -0,50C. На участках распространенияпесчаников температура +0,5;+20C. Глубинасезонного промерзания 3,2-3,7 м.
По правомуберегу реки Песчанки мощность вечномерзлых пород в IIIнадпойменной террасе до 26м. Вечномерзлые породы отмечаются с глубины 1,2м,температура их на глубине 10м -0,5;-0,70C.
На участках III надпойменной террасы между озером Кенон и посёлкомСоцгородок аллювиальные отложения имеют глинистый и суглинистый состав.Влажность пород в пределах деятельного слоя 15-20 %. Глинистость отложенийпрепятствует инфильтрации атмосферных осадков. В зимнее время из-за большойтеплопроводности суглинков в мерзлом состоянии происходит интенсивноеохлаждение горных пород. Они находятся в мерзлом состоянии и характеризуютсясреднегодовой температурой 0;-0,50C.
В IV террасе реки Ингоды, на правом берегу, в Кенонском районемежду падями Кадалинской и Застепинской, юго-восточнее озера Кенонсреднегодовая температура пород -0,2ºC. Мощностьвечномерзлых пород достигает 20 м. Криогенная текстура массивная. Иногда с прослоямильда мощностью до 3 см и протяженностью до 10 см. Глубина сезонного промерзания 3-3,5 м.
На уступахструктурных террас влияние на температуру пород оказывает экспозиция склонов.На северных уступах мерзлыми являются и алевролиты, и песчаники, в то время какна склонах южной экспозиции температура их +1;+3ºC.Характерной особенностью высоких террас является широкое развитиетермокарстовых котловин и воронок (левобережье реки Ингоды). В пределах ихмощность мерзлоты увеличивается до 30 м.
2.Аккумулятивные террасы высокого уровня прослеживаются широкой полосой вдольлевого берега реки Читинки. Это III и IVтеррасы, высотой 35 — 45 и 55 — 60 м, сложенные песками с линзами супесей исуглинков с включением гальки и валунов. Мощность песков изменяется от 6 до 60 м. Поверхность террас ровная, залесенная сосновыми лесами. Подземные воды залегают на глубинахсвыше 15 м. Последнее обстоятельство, с песчаным составом отложений, ихзначительной мощностью и хорошей водопроницаемостью создают благоприятныеусловия для создания положительного температурного режима пород.
Среднегодовыетемпературы их +0,5;+2ºC. Вечномерзлые породы отличаютсялишь в днищах падей Сухой, Смоленской, Кайдаловской, где мощность их 6-10 м. Криогенная текстура массивная, глубина сезонного промерзания 3,5-4,7 м. У тыловой части IV террасы отмечается повышенная глинистость отложений(село Смоленка). Здесь наблюдаются гидролакколиты небольших размеров.
В III террасе среднегодовая температура пород +1;+2ºC. Мощность аллювия 35 м. Он подстилается хорошо фильтрующими песчаниками, оказывающими отепляющее влияние на породы.
3.Аккумулятивные террасы низкого уровня включают I и II террасы рек Ингоды и Читинки, прослеживающиеся неширокойполосой шириной до 1,5-2 км. Высота террас соответственно равна 4-6 м и 10-18 м. Террасы сложены преимущественно песками и галечниками, перекрытыми сверху суглинками исупесями. Мощность рыхлых отложений 3,5-10 м. Вечномерзлые породы прослеживаются островами, часто связанные с участками близкого залегания алевритов,являющихся, как правило, водоупором. Мерзлота сливающегося типа. Глубинасезонного промерзания 4,5-5 м. Мощность мерзлых пород 10-15 м. Подошва годовых колебаний температур поднимается до глубины 8-9 м и составляет -0,2ºC.
Криогеннаятекстура, в основном, слоистая. На талых участках среднегодовая температура+0,5;+1ºC. Температурный режим пород на низкихуровнях определяется неглубоким залеганием (2-5 м) подземных вод, помимо литологии рыхлых отложений и литологии подстилающих их коренныхобразований.
На I террасе правого берега реки Читинки прослеживаются болеенизкие среднегодовые температуры пород -1ºC.Острова мерзлых пород приурочены, в основном, к участкам распространенияалевролитов (гора Девичья, посёлок Угдан).
4. Пойма рекИнгоды и Читинки имеет повсеместное распространение. Ширина поймы достигаетиногда нескольких километров. На высокой пойме реки Ингоды расположена большаячасть Юго-восточного района города Читы (Большой Остров). На пойме реки Читинки– Железнодорожный район (Чита — I). Для поймы характерно близкое залеганиегрунтовых вод, составляющее 0-2 м. Мерзлота — островного характера, мощностью5-10 м. Температура на глубине нулевых годовых колебаний (5-8 м), в среднем, -0,2ºC. На заболоченных участках, где мощностьмноголетнемерзлых пород увеличивается до 35 м (пойма реки Ингоды), температура снижается до -1ºC (левобережье реки Читинки, селоКаштак, севернее устья Смоленской).
Незаболоченные участки поймы характеризуются среднегодовой температурой в подошвеслоя годовых колебаний от 0 до 0,5ºC.
Мерзлота поданным буровых работ ОАО «ЗабайкалТИСИЗ», в основном, сливающегося типа, реже несливающегося.
Криогеннаятекстура массивная, на отдельных участках слоистая, сетчатая и ячеистая.Прослои льда имеют мощность от 1 до 2 см. В низкой пойме, криогенная текстура носит слоистый характер, льдистость составляет 20%, глубина сезонногопромерзания 4 – 4,5 м.
Широкоераспространение в пределах левобережья реки Ингоды вечной и сезонной мерзлотыспособствует развитию криогенных процессов, из которых следует отметитьморозобойное трещинообразование, пучение, формирование гидролакколитов иналедей.
Морозобойныетрещины прослеживаются на пойме и I надпойменнойтеррасе, где они образуют полигональную систему в виде пятен и многоугольников.В долине пади Застепинской грунты имеют вид каменных полос и многоугольников.Здесь же наблюдаются однолетние бугры пучения. Последние также встречаются вдолине реки Читинки.
Ссуществованием и режимом вечной мерзлоты связаны и термокарстовые явления,распространенные в Кенонском районе на высоких террасах реки Ингоды. Многие изпросадочных форм заполнены водой. Неглубокое залегание вечной мерзлоты вызываетзаболоченность почв, особенно в поймах рек Ингоды и Читинки, и в днищах ихбоковых притоков. Заболоченность почв способствует развитию болотнойрастительности, которая в виду малой теплопроводности вызывает поднятие вечноймерзлоты, иногда, почти до поверхности земли.
Возраствечномерзлых пород, по всей вероятности, молодой и его следует сопоставить свременем последнего большого похолодания Сибири — с временем проявлениясартанского оледенения. В настоящее время во многих участках Читино-Ингодинскойдепрессии отмечается деградация вечной мерзлоты, вызванная общим потеплениемклимата в пределах Восточного Забайкалья, а также активныминженерно-геологическим воздействием человека на окружающую среду.
1.7 Инженерно-геологическаяхарактеристика
Винженерно-геологическом отношении территория города Читы подразделена на районыи подрайоны, характеризующиеся своеобразными чертами геологического строения,геоморфологии и гидрогеологии. Всего намечено четыре района, располагающиеся впределах долин рек Ингоды и Читинки и бортовой части впадины: поймасовременного возраста, низкие (I и II)террасы, современного четвертичного возраста, высокие (IIIи IV) террасы среднечетвертичного возраста и склоны пролювиально-делювиальногогенезиса четвертичного возраста. Все выделенные районы пригодны для любого видастроительства, хотя и требуют при этом проведения разнообразного комплексамероприятий, связанных на отдельных участках с понижением уровня грунтовых вод(поймы рек), выработке защитных средств от затопления низких террас, защитныхмер по борьбе с процессами оврагообразования на высоких террасах левого берегареки Читинки (Северный район города Читы), нивелированием участков созначительными уклонами местности (район Соснового бора). В генетическомотношении все грунты района города Читыподразделяются на следующие группы пород: аллювиальные, элювиальные,делювиально-пролювиальные и скальные породы. Наиболее распространенными из нихявляются аллювиальные грунты, слагающие пойму и надпойменные террасы рек Ингодыи Читинки. В каждой из указанных групп по гранулометрическому составу и числупластичности выделены инженерно-геологические слои.
Грунты аллювиального генезиса
Наиболеераспространенными среди грунтов этого типа являются суглинки и пески отпылеватых до гравелистых. Они отмечаются в разрезе поймы и всех надпойменныхтеррас в мерзлом и талом состояниях. Особенно характерными они являются вразрезах поймы и всех надпойменных террас в мерзлом и талом состояниях.Особенно характерными они являются в разрезах третьей и четвертой надпойменныхтеррас левобережья рек Ингоды и Читинки, где мощность их достигает 25-60 м.
Суглинкисерого, желто-бурого и темно-серого цвета встречаются повсеместно в видеотдельных линз и слоев мощностью до 1,7-4,0 м. В естественных условиях они залегают в пределах деятельного слоя, где они подвержены воздействию грунтовых вод ипри промерзании могут обладать пучинистыми свойствами. В долинах ручьев Ивановскогои Застепинского суглинки обладают сильнопучинистыми свойствами. В пойме рекиИнгоды суглинки сохраняют пучинистость. Являются текучепластичными ипросадочными. Естественная влажность их равна 23,0%. На высоких террасахвлажность суглинков уменьшается до 17,5% на второй и 12,4% на четвертойтеррасах. В мерзлом состоянии суглинки встречаются на третьей надпойменнойтеррасе. Суммарная влажность их составляет 20,8%, естественная влажность 19,2%.При нагрузке в 2,5 кг/см2, угол внутреннего трения 26º, сцепление0,250 кПа, модуль деформации 110 МПа.
Пескипылеватые слагают значительные участки на надпойменных террасах. Мощность ихсоставляет 2 и более метров. В Кенонском районе пески имеют темно-бурую окраскуи содержат включения мелкой гальки и гравия кристаллических пород (до 20%).
Вюго-восточном районе г. Читы пески пылеватые, желтой и буровато-желтой окраски,содержат прослои супесей и суглинков.
Пески имеютплотное сложение. В пределах деятельного слоя пески являются насыщенными иобладают пучинистыми свойствами. Влажность в пойменной части составляет 15,36%,в первой и более высоких надпойменных террасах влажность песков уменьшается до9,8%.
Для песковсредней плотности сложения угол внутреннего трения равен 30º, сцепление 0,04кПа, модуль деформации 180 МПа.Угол естественного откоса пылеватыхпесков в естественном состоянии равен 32º, под водой 22º. Пескисредней плотности сложения распространены в Кенонском районе города Читы. Постепени влажности 0,495 они являются маловлажными. В гранулометрическом составепесков количество частиц менее 0,1мм составляет 42,4%.
На правомберегу пади Сенной в районе строительства Биофабрики коэффициент относительнойпросадочности в пылеватых песках составляет 0,009. При замачивании грунтнепросадочный, удельное сцепление грунта 0,03-0,04 кПа, угол внутреннего тренияот 27º до 30º, модуль деформации равен 130 МПа.
Песокгравелистый серого и желто-бурого цвета, полимиктовый, кварц-полевошпатовый,разнозернистый, прослеживается в талом состоянии в скважинах, пробуренных впойме и надпойменных террасах. Залегает песок с поверхности до глубины 4 м. Песок маловлажный. В пойме его влажность составляет 8,1%, на террасах уменьшается до 5,8%.Небольшая влажность отмечается в пределах первой надпойменной террасы рекиЧитинки, где она составляет в сухом состоянии 37%, на первой террасе 35%,второй — 36%, третьей — 34%, четвертой — 37%. Объемный вес песка равен 1,96г/см3, объемный вес скелета грунта 1,85 г/см3,коэффициент пористости 0,438, степень влажности 0,35, угол внутреннего трения39º. По степени сложения песок является плотным, по степениморозоопасности непучинистым. Пески средней крупности и гравелистые пески,слагающие высокие террасы, в основном хорошо промыты. Содержание глинистойфракции не превышает 4-5%. Естественная влажность их невелика. Такие пескиявляются надежным основанием для жилых и промышленных зданий.
Гравийно-галечныегрунты с песчаным заполнителем отмечаются с поверхности в разрезах трёхнадпойменных (I-III) террас.Вниз по разрезу песчаный заполнитель, как правило, сменяется супесчаным исуглинистым, обычно распространенных по кровле верхнеюрских-нижнемеловыхалевролитов и аргиллитов. Мощность слоя составляет 5 – 5,5 м и нередко составляет 8м. По гранулометрическому составу гравийно-галечные грунты относятся кнепучинистым. В пойме и террасах влажность грунта составляет 7,2%. Объемный весгрунта 2,05 г/см3, объемный вес скелета грунта 1,91 г/см3,коэффициент пористости 0,393, степень влажности 0,48, угол естественногооткоса в сухом состоянии 36º.
В третьейнадпойменной террасе объемный вес грунта составляет 1,7 г/см3,объемный вес скелета грунта 1,59 г/см3, коэффициент пористости0,667, степень влажности 0,28, угол внутреннего трения 32º, уголестественного откоса в сухом состоянии 37º, удельное сцепление 0,040 кПа.В Кенонском районе города Читы галечно-гравийные грунты имеют супесчаный исуглинистый заполнитель. Здесь они вскрыты большинством выработок на различнойглубине от дневной поверхности. Мощность гравийно-галечных отложений составляет5-5,5 м.
Элювиальныегрунты
Среди грунтовэлювиального генезиса наибольшее распространение имеют глины, суглинки, пескипылеватые, средней крупности и гравелистые, являющиеся продуктом химическоговыветривания алевролитов, аргиллитов и песчаников.
Глины(аргиллиты, выветрелые до глинисто-комковатой массы) отмечаются, в основном,севернее озера Кенон. По своему внешнему облику они отличаются от суглинковтолько лишь по числу пластичности. Глины залегают среди толщи суглинков, впределах деятельного слоя, а также ниже его, где находятся в талом ивечномерзлом состояниях. Глина темно-серого цвета. В пойме реки Читинки еемощность составляет 5,7-9,5м. Естественная влажность глины равна 23,5 %,объемный вес 1,98 г/см3, объемный вес скелета грунта 1,60 г/см3, коэффициент пористости 0,700, степень влажности 0,91, угол внутреннего трения13º, модуль деформации 119,8 МПа, удельное сцепление 0,899 кПа. Покоэффициенту уплотненности, равному 1,04 и коэффициенту набухания (-0,352),грунты относятся к уплотненным и ненабухающим, непросадочным при замачивании.
Суглинки темно-серого цвета, являющиеся продуктомразрушения алевролитов, встречаются на глубинах до 4,5-7 м. Мощность их колеблется от 2 до 6,8 м. Среди суглинков часто наблюдаются прослой песков среднейкрупности. Физико-механические показатели суглинка следующие: естественнаявлажность составляет 18,4%, объемный вес 2,02 г/см3, объемный весскелета грунта 1,71 г/см3, коэффициент пористости 0,585, степеньвлажности 0,85, угол внутреннего трения 24º, модуль деформации 177,0 МПа,удельное сцепление 0,686 кПа, коэффициент сжимаемаемости 0,032 1/МПа. Покоэффициент уплотненности, равному 1,07, талые суглинки являются уплотненными,при показателе консистенции (JL
Пески средней крупности серого цвета в талом состояниивстречаются на глубинах до 9-10м. Естественная влажность его равна 12,8%,объемный вес 1,83 г/см3, объемный вес скелета грунта 1,63 г/см3,коэффициент пористости 0,626, степень влажности 0,54. Пески являются влажнымисредней плотности сложения, непучинистыми, угол естественного откоса в сухомсостоянии равен 33º.
Пески пылеватые жёлто-серого и серого цвета (элювийтонко-зернистых песчаников) отмечается на глубинах от 2 до 8 м. Встречаются в талом и мерзлом состоянии. Физико-механические показатели песка по результатамопределений следующие: естественная влажность 17,1%, объемный вес грунта 1,88г/см3, объемный вес скелета грунта 1,60 г/см3,коэффициент пористости 0,669, степень влажности 0,68, угол внутреннего трения29º, угол естественного откоса в сухом состоянии 36º. Песок являетсявлажным, средней плотности сложения, обладает пучинистыми свойствами.
Пески гравелистые (элювий грубозернистых песчаников насупесчаном суглинистом цементе) талые широко распространены в Кенонском районегорода Читы. Пески наблюдаются в виде пачек и слагают в основном повышенныеэлементы рельефа. Пески желтовато-серые, часто насыщенные водой (в пределахпоймы и первой террасы).
Делювиально-Пролювиальные грунты
Грунты этого генезиса наиболее широко распространены вюго-восточном районе города Читы, где слагают собой шлейфы вдоль тыловых швоввысоких террас. Представлены они песками от пылеватых до гравелистых,суглинками, дресвяно-щебенистыми отложениями, глинами и супесями. Причем усеверного борта впадины, вблизи хребта Яблонового, в составе рыхлых отложенийпреобладают глины и суглинки, у южного борта, у подножия хребта Черского — пески и супеси.
Пески пылеватые встречены в основном в талом состоянии иимеют следующие (по результатам предыдущих определений) физико-механическиепоказатели: естественная влажность 10,0%, объемный вес 1,85 г/см3,объемный вес скелета грунта 1,68 г/см3, коэффициент пористости0,583, степень влажности 0,16, угол внутреннего трения 34º, модульдеформации 213,5 МПа, угол внутреннего трения 34º, удельное сцепление0,263 кПа. По степени влажности пески являются маловлажными, плотными.
Пески мелкие наблюдаются во всех пройденных скважинах вталом состоянии. Цвет песков серый, светло-серый, состав полимиктовый.Физико-механические свойства грунтов, по результатам 376 определений следующие:естественная влажность 8%, объемный вес 1,82 г/см3, объемный весскелета грунта 1,67г/см3, коэффициент пористости 0,593, степеньвлажности 0,36, угол внутреннего трения 38º, модуль деформации 186,56 МПа,угол естественного откоса 35º, под водой 32º .
Пески средней крупности темно-серого, светло-серого ижелто-серого цвета, полимиктовые. В скважинах встречены в талом состоянии.Естественная влажность составляет 10,1%, объемный вес 1,87 г/см3,объемный вес скелета грунта 1,70 г/см3, коэффициент пористости0,565, степень влажности 0,48, угол внутреннего трения 38º, уголестественного откоса в сухом состоянии равен 35º, под водой 32º.Пески маловлажные, средней плотности сложения, являются надежным основаниям длявозведения на них зданий.
Суглинки серого цвета наблюдаются в талом и мерзломсостоянии. Физико-механические свойства их, приведенные по результатам предыдущихопределений: естественная влажность равна 17%, объемный вес 2,04 г/см3, объемный вес скелета грунта 1,74 г/см3, коэффициент пористости0,552, степень влажности 0,83, угол внутреннего трения 23º, модульдеформации 104,0 МПа, удельное сцепление 0,29 кПа, коэффициент сжимаемости0,026 1/МПа. По консистенции, равной 0,04, суглинки относятся к полутвердым,непросадочным.
Супеси талые наблюдаются в виде прослоев среди песков врайоне «Соснового бора». Их физико-механические свойства, приведены порезультатам 127 определений, выражаются следующими показателями: естественнаявлажность супесей равна 12,7%, объемный вес грунта 1,85 г/см3,объемный вес скелета грунта 1,64г/см3, коэффициент пористости 0,634,степень влажности 0,54. Супеси по показателю консистенции (В
Дресвяно-щебенистые грунты с суглинистым заполнителемраспространены вдоль тыловых швов высоких надпойменных террас, а также насклонах хребтов Яблонового и Черского. Естественная влажность грунтов равна10,8%, объемный вес 1,89 г/см3, объемный вес скелета 1,71 г/см3,коэффициент пористости 0,567, степень влажности 0,51. Грунты являются влажными,средней плотности сложения.
Дисперсные грунты.
Из скальных грунтов в пределах Читино-Ингодинской впадинынаиболее распространенными являются аргиллиты, алевролиты и песчаникиверхнеюрского нижнемелового возраста, залегающие как в мерзлом, так и в таломсостоянии. Породы затронуты слабым выветриванием и в кровле являютсятрещиноватыми. В талом виде естественная влажность выветрелых алевролитовизменяется от 17,4 до 19,7%, объемный вес 1,97-2,08 г/см3, объемныйвес скелета грунта 1,65-1,77 г/см3, коэффициент пористости0,537-0,636, степень влажности 0,83-0,88. Показатели сопротивления сдвигу придавлении 3 кг/см2 равны: сцепление 0,25 кПа, угол внутреннего трения20,25º. Временное сопротивление на сжатие в воздушно-сухом состоянии равно212-298 кг/см2, при среднем значении 281 кг/см2.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2. Инженерно-геологическиеусловия участка исследований
Вадминистративном отношении площадка для застройки МКР «Каштак» находится вЦентральном районе города, на северной окраине, в непосредственной близости п.Каштак. [21]
На даннойплощадке планируется строительство 19 жилых домов (12, 10, 9, 7 и 5 этажей),школы, детского сада, торгово-гостиничного комплекса,спортивно-оздоровительного комплекса, школьного спортядра. В настоящее времяведется строительство домов № 1, 2 и 3 первой очереди застройки.
В качестветехнологии строительства применено использование монолитного железобетона иплитного типа фундамента. Применение данной технологии обусловленоэкономической целесообразностью. [19]
Абсолютныеотметки площадки колеблются в пределах 670,23 – 670,92м. Паводковыми водами площадка не затопляется.
2.1 Геоморфологическиеусловия
Исследуемаяплощадка располагается в первой надпойменной терассе р. Читинка западнее п.Каштак, на расстоянии 10 м от уступа высокой поймы. Поверхность террасы имеетнаклон в сторону р. Читинка, свободна от строений, поросшая травянистойрастительностью. Вблизи от площадки развита овражная эрозия.
Высокая поймар. Читинка с поверхности заболочена и в зимнее время покрыта наледью. Наледьнепосредственного влияния на строительство микрорайона «Каштак» не оказывает.Наледь по данным жителей п. Каштак появилась в 2008 году.
В настоящеевремя площадка перекрыта гравием, используемым для строительства зданий (Фото2.1 а, б).
2.2 Геологическое строение
Вгеологическом строении площадки принимают участия четвертичные отложенияаллювиального и элювиального генезиса. Аллювиальные отложения представленысуглинком, песками пылеватыми и гравелистыми. Вскрытая мощность аллювиальныхотложений составляет 10,3м, элювиальные отложения представлены продуктамиглубокого выветривания алевролитов и песчаников, выветрелых до состояниясуглинка комковато-плитчатой структуры и песка средней крупности.
2.3 Гидрогеологическиеусловия
Гидрогеологическиеусловия площадки характеризуется распространением подземных вод двухгоризонтов.
Первыйгоризонт – воды порово-пластового типа имеет повсеместное распространение ивскрыт всеми скважинами на глубинах 8,1-9,5м и приурочен к песку гравелистому.Воды не напорные, по химическому составу вода сульфатная натриево-калиевая, повоздействию на бетон марки W4слабоагрессивная, к металлическим конструкциям – среднеагрессивная.
Уровеньподземных вод порово-пластового типа с учетом сезонных колебаний можетподниматься на 1,0-1,5м от существующего.
Второйгоризонт – подмерзлотные воды трещинно-пластового типа вскрыты скважиной№1748 на глубине 29,2м в элювиальном суглинке. Воды обладают незначительнымместным напором, уровень установления зафиксирован на глубине 27,0м. Вода похимическому составу сульфатно-гидрокарбонатная натриево-калиевая, повоздействию на бетон марким W4слабоагрессивная, к металлическим конструкциям – среднеагрессивная.
2.4 Геокриологические условияучастка
Геокриологическиеусловия исследуемой площадки характеризуется распространением многолетнеймерзлоты, не сливающегося типа. Мерзлые грунты вскрыты 3 скважинами №1747,№1748 и №1749 соответственно на глубинах 11,6м; 7,2м и 8,2м, а по скважине№1750 мерзлые грунты до глубины 20,0м не вскрыты.
Нижняяграница мерзлоты залегает на глубине 29,2м (скважина №1748). Нормативнаяглубина сезонного промерзания по данным многолетних наблюдений составляет 4,5м.Мерзлые грунты, в основном, массивной криогенной текстуры. Свободный ледвстречен в элювиальном суглинке в виде отдельных горизонтов линз в скважине№1747 на глубине 15,9м – 5см; на глубине 16,1м – 1см; в скважине №1748 винтервале 23,0-24,0м – 1,2см; на глубине 22,9м – 3см и в скважине №1749 наглубине 16,5м — 1см. Мощность прослоек льда изменяется от 1мм до 1см.
Температурамерзлых грунтов составляет -0,2ºС, т. е. мерзлые грунты находятся впластично-мерзлом состоянии. Мерзлые грунты по содержанию легко-растворимыхсолей относятся к незасоленным.
2.5Физико-механическиесвойства грунтов
В результатеанализа пространственной изменчивости частных показателей свойств грунтов,определенных лабораторными методами, с учетом данных о геологическом строении илитологических особенностях грунтов в сфере воздействия проектируемого жилогодома выделяется 6 инженерно-геологических элементов (ИГЭ талые «т» и ИГЭмерзлые «м»).
Аллювиальныеотложения
Инженерно-геологическийэлемент 1т или 1 (ИГЭ – 1т или ИГЭ-1) – представлен песком пылеватымкоричневого цвета, сезонномерзлым и талым, малой степени водонасыщения, среднейплотности сложения. Грунт данного элемента имеет повсеместное распространение ивскрыт всеми скважинами в верхней части разреза до глубины 7,9м, средняявскрытая мощность элемента составляет 6,0 м. По гранулометрическому составу коэффициент неоднородности составляет 4.
Физико-механическиепоказатели песка пылеватого приведены по результатам лабораторных исследований:
-природнаявлажность – 0,088 д. ед.;
-плотностьгрунта – 1,78 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,63 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,61 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,607;
-коэффициентводонасыщения – 0,398;
-удельный весгрунта – 17,80 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 16,30 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,10 кН/м3;
-модульдеформации – 18,5 Мпа;
-удельноесцепление – 9,5 кПа;
-уголвнутреннего трения – 35°.
Для расчетоврекомендуется принять значение деформируемости и прочности по данным полевыхопытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модульдеформации – 20 Мпа;
-удельноесцепление – 2,5 кПа;
-уголвнутреннего трения – 29°.
Песокпылеватый по степени морозоопасности относится к группе слабопучиннистых грунтов(D=1,75), по воздействию на черные металлы, алюминиевуюи свинцовую оболочки кабеля обладает средней коррозионной агрессивностью. [20]
Инженерно-геологическийэлемент 2 (ИГЭ-2) – представлен песком средней крупности, сезонномерзлым италым, малой степени водонасыщения, средней плотности сложения. Грунт данногоэлемента имеет ограниченное распространение и встречен в скважине №1751 споверхности и до глубины 5,1 м, в скважине №1758 в интервале глубин 7,2-10,8 м.Средняя мощность элемента составляет 4,45 м. По степени неоднородности песоксредней крупности относится к неоднородным: Сu=5.
Физическиепоказатели песка средней крупности приведены по результатам лабораторныхисследований:
-влажностьприродная – 0,074 д. ед.;
-плотностьгрунта – 1,78 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,66 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,63 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,583;
-коэффициентводонасыщения – 0,330 д. ед.;
-удельный весгрунта – 17,80 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 16,60 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,30 кН/м3.
Для расчетоврекомендуется принять значения деформируемости и прочности по данным полевыхопытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модульдеформации – 23 Мпа;
-удельноесцепление – 1,0 кПа;
-уголвнутреннего трения – 33°.
Инженерно-геологическийэлемент 2м (ИГЭ-2м) – представлен песком средней крупности, мерзлым,массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, рыхлый. Грунтданного элемента вскрыт скважиной №1758 в интервале глубин 10,8-13,0 м искважиной №1759 в интервале 9,3-12,4 м, вскрытая мощность элемента составляет3,5 м. Физические показатели песка средней крупности приведены по результатамлабораторных исследований:
-суммарнаявлажность – 0,262 д. ед.;
-плотностьмерзлого грунта – 1,87 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,48 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,63 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,774;
-степеньзаполнения пор льдом – 0,890;
-удельный весгрунта – 18,70 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 14,80 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,30 кН/м3.
Механическиепоказатели мерзлого песка средней крупности приведены по результатамлабораторных исследований образца мерзлого грунта на компрессионное сжатие:
-коэффициентоттаивания – 0,038;
-коэффициентсжимаемости – 0,097 1/МПа;
-модульдеформации в оттаявшем состоянии – 8 МПа.
Инженерно-геологическийэлемент 3 (ИГЭ-3) – представлен супесью серого и желтого цвета, талой,твердой консистенции. Грунт данного элемента вскрыт скважинами в верхней исредней части разреза в интервалах глубин 1,8-8,2 м. Средняя мощность элементасоставляет 1,5 м.
Физическиепоказатели песка средней крупности приведены по результатам лабораторныхисследований:
-влажностьприродная – 0,125 д. ед.;
-критическаявлажность – 0,150 д. ед.;
-влажность награнице текучести – 0,210 д. ед.;
-влажность награнице раскатывания – 0,160 д.ед.;
-числопластичности – 0,05;
-плотностьгрунта – 1,92 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,71 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,63 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,542;
-коэффициентводонасыщения – 0,610 д. ед.;
-удельный весгрунта – 19,20 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 17,10 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,30 кН/м3.
Для расчетоврекомендуется принять значения деформируемости и прочности по данным полевыхопытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модульдеформации – 23 Мпа;
-удельноесцепление – 21 кПа;
-уголвнутреннего трения – 24°.
Супесьтвердая по степени морозоопасности относится к непучинистым грунтам(критическая влажность больше природной влажности), однако при дополнительномводонасыщении грунты могут приобретать пучинистые свойства.
Инженерно-геологическийэлемент 3а (ИГЭ-3а) – представлен илом суглинистым, талым, текучейконсистенции с растительными остатками. Грунт данного элемента вскрытскважинами в средней части разреза в интервалах глубин 1,7-6,3 м. Илсуглинистый встречен, в основном, в виде прослоек мощностью 0,2-0,5 м, а вскважине №1755 ил суглинистый с частыми прослоями песка встречен в интервалахглубин 3,0-4,5. Средняя мощность элемента составляет 0,6 м.
Физическиепоказатели песка средней крупности приведены по результатам лабораторныхисследований:
-влажностьприродная – 0,708 д. ед.;
-критическаявлажность – 0,400 д. ед.;
-влажность награнице текучести – 0,620 д. ед.;
-влажность награнице раскатывания – 0,500 д.ед.;
-числопластичности – 0,12;
-плотностьгрунта – 1,76 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,03 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,62 г/см3;
-коэффициентпористости – 1,548;
-коэффициентводонасыщения – 1,000 д. ед.;
-удельный весгрунта – 17,60 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 10,30 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,20 кН/м3.
Механическиепоказатели ила приведены по Пособию к СНиП:
-модульдеформации – 1,6 Мпа;
-удельноесцепление – 5 кПа;
-уголвнутреннего трения – 5°.
Ил суглинистыйпо степени морозоопасности относится к чрезмернопучинистым грунтам икоэффициент водонасыщения 1,0 (п.2, 137 Пособия к СНиП 2.02.01-83) [19]
Инженерно-геологическийэлемент 3т (ИГЭ-3т) – представлен суглинком, серого цвета, талым,полутвердой консистенции. Грунт данного элемента вскрыт всеми скважинами всредней части разреза в интервалах глубин 5,2-9,0м. Средняя вскрытая мощностьэлемента составляет 1,6м.
Физическиепоказатели суглинка приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная– 0,177 д. ед.;
-влажность награнице текучести – 0,251 д. ед.;
-влажность награнице раскатывания – 0,174 д. ед.;
-числопластичности – 0,077;
-плотностьгрунта – 2,04 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,74 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,67 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,549;
-коэффициентводонасыщения – 0,820 д. ед.;
-удельный весгрунта – 20,40 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 17,40 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,70 кН/м3.
Для расчетоврекомендуется принять значения деформируемости и прочности по данным полевыхопытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модульдеформации – 23 Мпа;
-удельноесцепление – 35 кПа;
-уголвнутреннего трения – 24°.
Инженерно-геологическийэлемент 4т или 4 (ИГЭ-4т или ИГЭ-4) – представлен песком гравелистым игравийным грунтом с песчаным заполнителем до 30%, талым или сезонномерзлым,малой степени водонасыщения и насыщенный водой, песок плотный. Грунт данногоэлемента вскрыт скважинами в интервалах глубин 6,5-14,2м, средняя вскрытаямощность элемента составляет 3,0 м.
Погранулометрическому составу частиц крупнее 2 мм содержится 45,7%, песчаных частиц – 43,7%, пылеватых и глинистых частиц – 10,6%.
Механическиепоказатели песка гравелистого приведены по результатам полевых опытных работ,на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модульдеформации – 27 Мпа;
-удельноесцепление – 0 кПа;
-уголвнутреннего трения – 36°.
Инженерно-геологическийэлемент 4м (ИГЭ – 4м) – представлен песком гравелистым или гравийнымгрунтом с суглинистым заполнителем, мерзлым, массивной криогенной текстуры, приоттаивании насыщенный водой, плотного сложения. Гравий изверженных пород,хорошо окатан. Грунт данного элемента вскрыт скважинами №1748 в интервалахглубин 7,2-9,5 м и №1749 в интервалах 8,2-9,5 м, вскрытая мощность элемента составляет 1,8 м.
Физическиепоказатели мерзлого песка гравелистого приведены по результатам лабораторныхисследований:
-суммарнаявлажность – 0,182 д. ед.;
-плотностьмерзлого грунта – 2,03 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,68 г/см3;
-плотностьчастиц – 2,65 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,558;
-степеньзаполнения пор льдом – 0,926;
-удельный весгрунта – 20,30 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 16,80 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,50 кН/м3.
Механическиепоказатели мерзлого песка гравелистого приведены по результатам полевых опытныхработ методом «горячего» штампа площадью 5000 см2 на аналогичныхгрунтах с идентичными физическими показателями:
-коэффициентоттаивания – 0,0057;
-коэффициентсжимаемости – 0,037 1/Мпа;
-модульдеформации в оттаявшем состоянии – 28 Мпа.
Элювиальныеотложения
Инженерно-геологическийэлемент 5т (ИГЭ-5т) – представлен суглинком (элювий алевролитов)темно-серого цвета, талым, комковато-плитчатой структуры, твердой консистенции.Грунт данного элемента вскрыт скважиной №1748 в интервалах глубин 29,2-30,0 м.
Физико-механическиепоказатели талого элювиального суглинка приведены по результатам лабораторныхисследований:
-влажностьприродная – 0,160 д. ед.;
-влажность награнице текучести – 0,381 д. ед.;
-влажность награнице раскатывания – 0,237 д. ед.;
-числопластичности – 0,143;
-плотностьгрунта – 2,00 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,73 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,61 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,510;
-коэффициентводонасыщения – 0,819 д. ед.;
-удельный весгрунта – 20,00 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 17,30 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,10 кН/м3;
-модульдеформации – 21 Мпа;
-удельноесцепление – 58 кПа;
-уголвнутреннего трения – 37°.
Инженерно-геологическийэлемент 5м (ИГЭ – 5м) – представлен суглинком (элювий алевролитов) мерзлым,массивной и слоистой криогенной текстуры, с отдельными горизонтальными ивертикальными линзами льда мощностью от 1 мм до 5 см, при оттаивании твердой консистенции. Грунт данного элемента вскрыт тремя скважинами (№1747, №1748 и№1749) в интервалах глубин 14,2-29,2 м Средняя вскрытая мощность элементасоставляет 4,4 м.
Физико-механическиепоказатели мерзлого суглинка приведены по результатам лабораторныхисследований:
-суммарнаявлажность – 0,189 д. ед.;
-плотностьмерзлого грунта – 2,01 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,69 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,64 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,564;
-степеньзаполнения пор льдом и незамерзшей водой – 0,886 д. ед.;
-удельный весгрунта – 20,10 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 16,90 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,40 кН/м3;
-коэффициентоттаивания – 0,035;
-коэффициентсжимаемости – 0,057 Мпа;
-модуль деформациив оттаявшем состоянии – 22Мпа.
Для расчетоврекомендуется принять показатели сжимаемости мерзлого суглинка, полученные порезультатам полевых опытных работ, методом «горячего» штампа площадью 5000 см2на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-коэффициентоттаивания – 0,0085;
-коэффициентсжимаемости – 0,057 1/Мпа.
Инженерно-геологическийэлемент 6т (ИГЭ-6т) – представлен элювиальным песком средней крупности,талым, насыщенным водой, плотного сложения. Грунт данного элемента вскрытскважинами №1771 в инт. 3,8-17,9 м и №1772 в инт. 10,4-17,3 м вскрытая мощностьэлемента составляет 10,5 м.
Физико-механическиепоказатели талого элювиального суглинка приведены по результатам лабораторныхисследований:
-влажностьприродная – 0,185 д. ед.;
-плотностьгрунта – 2,03 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,71 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,61 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,532;
-коэффициентводонасыщения – 0,935 д. ед.;
-удельный весгрунта – 20,30 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 17,10 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,10 кН/м3;
Для расчетоврекомендуется следующие механические показатели:
-модульдеформации – 27 Мпа;
-удельноесцепление – 1,0 кПа;
-уголвнутреннего трения – 33°.
Инженерно-геологическийэлемент 6м (ИГЭ – 6м) – представлен элювиальным песком средней крупностиили песком крупным (элювий песчаника), мерзлым, массивной криогенной текстуры.При оттаивании насыщенный водой, плотного сложения. Грунт данного элементавскрыт скважиной №1747 в интервалах глубин 11,6-15,0 м, №1748 в интервалах 11,0-22,9 м и №1749 в интервалах 10,2-18,0 м, вскрытая мощность элемента составляет 2,7 м.
Физическиепоказатели мерзлого песка средней крупности приведены по результатамлабораторных исследований:
-суммарнаявлажность – 0,179 д. ед.;
-плотностьмерзлого грунта – 2,04 г/см3;
-плотностьсухого грунта – 1,73 г/см3;
-плотностьчастиц грунта – 2,62 г/см3;
-коэффициентпористости – 0,519;
-степеньзаполнения пор льдом – 0,907;
-коэффициентсжимаемости – 0,030 1/Мпа;
-модульдеформации в оттаявшем состоянии – 30Мпа;
-удельный весгрунта – 20,40 кН/м3;
-удельный вессухого грунта – 17,30 кН/м3;
-удельный весчастиц грунта – 26,20 кН/м3.
Для расчетоврекомендуется принять показатели сжимаемости мерзлого песка, полученные порезультатам полевых опытных работ, методом «горячего» штампа площадью 5000 см2на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-коэффициентоттаивания – 0,0027;
-коэффициентсжимаемости – 0,019 1/Мпа. [20]
2.6 Инженерно-геологическиепроцессы
Строительнаяплощадка представляет собой высокую пойму р. Читинка, которая частичнозаболочена (Фото 2.2). На территории строительной площадки развита овражнаяэрозия. Развитие овражной эрозии обусловлено наклоном поверхности террасы ислагающими породами.
Вторыминженерно-геологическим процессом является наледь, площадь наледиприблизительно составляет 9000 м2 на 9 апреля 2009 года (Фото 2.3 а,б). По генетической классификации наледей предложенной В.Г. Кондратьевым,данную наледь можно отнести к природно-техногенной (образование наледейприродных вод происходит при воздействии человека на окружающую среду). Поморфометрическим параметрам – по мощности наледь маломощная 0,5-1 м, по площади – малоплощадная, очень маломощная 1∙103 м2. [16]
Наледи поособенностям воздействия затрудняют, а иногда делают невозможным строительствои дальнейшую эксплуатацию зданий и сооружений. В связи с этим возникаетнеобходимость управления наледным процессом, включая и разработку мероприятийпо защите от вредного воздействия наледи и связанных с ней процессов.
В настоящеевремя известно свыше множество различных противоналедных мероприятий, которыепо своей направленности делятся на две основные группы: пассивные и активные.Пассивные методы борьбы с вредным воздействием наледей не направлены наустранение причин наледеобразования. Активные методы, в свою очередь, обеспечиваютликвидацию вредного воздействия наледи путем направленного регулированияналедного процесса.
К первойгруппе методов относятся способы, направленные на недопущение образованияналеди путем принятия следующих решений:
1.профилактические мероприятия (перенос инженерных сооружений в безопасное местов обход наледных участков);
2. устройствозаграждений из земляных валов, дамб, заборов из досок и железобетонныхконструкций и др.;
3. скалываниеналедного льда вручную и механизированными способами.
Ко второйгруппе можно отнести следующие виды управляющих решений:
1. изменениеместа образования наледи путем промораживания водоносных грунтов с помощьюустройства мерзлотных поясов, навесов, самоохлаждающих устройств (сваи Лонга,С. И. Гапеева и др.);
2. изменениеместа образования наледи путем устройства в водоносных грунтахводонепроницаемых глинистых (пленочных) экранов, а с поверхности установка взимний период металлических, деревянных щитов или металлических сеток;
3. отводподземных и наземных наледеобразующих вод с помощью дренажей и водопонижающих скважин;
4. изоляцияхозяйственных объектов и территории от подземных вод путем устройстваглинистых, пленочных экранов;
5.регулирование ледотермического режима наледного водотока с помощью тепловоймелиорации наледного участка (устройство утепленных лотков, трубчатых дренажейс подогревом, обеспечивающих отвод части или всего объема наледеобразующихвод);
6.комплексные противоналедные мероприятия. [16]
2.7 Обоснование сложностиинженерно-геологических условий
Порезультатам выполненных инженерно-геологических изысканий исследуемая площадкапод застройку микрорайона «Каштак» в г. Чита по сложности инженерно — геологических условий относится к III (сложной)категории. [14, приложение Б.]
Третьякатегория сложности обусловлена неоднородным геолого-литологическим строением(выделено 6 ИГЭ). Грунт ИГЭ-1, представленный песком пылеватым, по степени морозоопасностиотносится к группе слабопучинистых.
Вгеологическом строении площадки принимают участия четвертичные отложенияаллювиального и элювиального генезиса. Аллювиальные отложения представленысуглинком, песками пылеватыми и гравелистыми. Элювиальные отложенияпредставлены продуктами глубокого выветривания алевролитов и песчаников,выветрелых до состояния суглинка комковато-плитчатой структуры и песка среднейкрупности.
Площадкасложена в основном мерзлыми грунтами. Нормативная глубина сезонного промерзанияпо данным многолетних наблюдений составляет 4,5м. Мерзлые грунты, в основном,массивной криогенной текстуры. Свободный лед встречен в элювиальном суглинке ввиде отдельных горизонтов линз.
Подземныеводы представлены двумя горизонтами. Первый горизонт – воды порово-пластовоготипа имеет повсеместное распространение и вскрыт всеми скважинами на глубинах 8,1-9,5ми приурочен к песку гравелистому. Второй горизонт – подмерзлотные водытрещинно-пластового типа вскрыты скважиной №1748 на глубине 29,2м в элювиальномсуглинке.
Расчетныехарактеристики грунтов выделенных инженерно-геологических элементов приведены втабл. 2.1.
Многолетнемерзлыегрунты рекомендуется использовать по принципу II СниП [14] с предусмотрением конструктивных мероприятий,исключающих неравномерные осадки.
Сейсмичностьплощадки, расположенной в г. Чите, при 10% вероятности составляет 6 баллов, чтосоответствует карте А.
Таблица2.1Вид грунта, его состояние и номер элемента
Плотность грунта, г/см3 Модуль деформации, Мпа Параметры среза Удельное сцепление, кПа Угол внутреннего трения, ° Песок пылеватый сезонномерзлый и талый, малой степени водонасыщения, средней плотности сложения, ИГЭ-1т или ИГЭ-1 1,78 20 2,5 29 Песок средней крупности, сезонномерзлый и талый, малой степени водонасыщения, средней плотности сложения, ИГЭ-2 1,78 23 1,0 33 Песок средней крупности, мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, рыхлый, ИГЭ-2м 2,63
Коэффициент оттаивания – 0,038
Коэффициент сжимаемости – 0,097 1/Мпа Супесь серого и желтого цвета, талой, твердой консистенции, ИГЭ-3 1,92 23 21 24 Ил суглинистый, талый, текучей консистенции с растительными остатками, ИГЭ-3а 1,76 1,6 5 5 Суглинок талый, полутвердой консистенции, ИГЭ-3т 2,04 23 35 24 Песок гравелистый талый, малой степени водонасыщения и насыщенный водой, ИГЭ-4т 2,00 27 0,00 36 Песок гравелистый, мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, плотного сложения, ИГЭ-4м 2,03
Коэффициент оттаивания – 0,0057
Коэффициент сжимаемости – 0,037 1/Мпа Суглинок (элювий алевролитов), талый, твердой, ИГЭ-5т 2,00 21 58 37 Суглинок мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании твердый, ИГЭ-5м 2,01
Коэффициент оттаивания – 0,0085
Коэффициент сжимаемости – 0,057 1/Мпа Продолжение таблицы 2.1 Элювиальный песок средней крупности талый, насыщенный водой, плотного сложения, ИГЭ-6т 2,03 27 1,0 33 Песок средней крупности мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, плотного сложения, ИГЭ-6м 2,04
Коэффициент оттаивания – 0,0027
Коэффициент сжимаемости – 0,019 1/Мпа
2.8 Расчет глубины оттаиванияоснования
2.8.1 Расчет конечной осадкифундамента
В связи сосложными инженерно-геологическими условиями, а именно наличие в разрезе илов,предполагается в качестве альтернативного варианта фундамента – перекрестныемонолитные плиты, шириной 3м. Для обоснования предлагаемого варианта мною будетвыполнен расчеты осадки монолитных фундаментов в разных сечениях с цельювыявления неравномерных осадок. Запас прочности фундаментов принимается еслирасчетные фундаменты не связаны между собой.
Расчет осадкипод жилой 9-ти этажный дом №8
(сечение 1-1выбрано по скв. С-1755)
Рассчитаемосадку фундамента методом послойного суммирования. Величину давления подподошвой фундамента от вышележащей толщи грунта (бытового давления) определяемпо формуле:
/>, (1)
где /> – плотность грунта, т/м3;
/> – глубина заложенияфундамента, м.
Расчётныеслои выделяем из условия:
/>, (2)
где /> – толщина />-го слоя, считая от подошвыфундамента;
/> – ширина подошвыфундамента, м.
Величинубытового давления под подошвой />-го слояопределяем по формуле:
/>, (3)
Дополнительноедавление от сооружения определяют по формуле:
/>, (4)
Результатырасчёта осадки фундамента приведены в таблице 2.2. Схемы к расчёту осадкипоказаны на рисунке 1.
Разобьемтолщу на расчетные слои:
hi≤ 0.4 b hi= 0.5 м
Таблица2.2
№
Z, см
m=2*Z/b,
м
/>
Pбz
кг/см2
0.2Рбz
кг/см2
Poz
кг/см2
Pi
кг/см2
Ei
кг/см2
hi ,
см
Si,
см 1 0,546 0,109 2,458 1 50 0,80 0,876 0,601 0,120 2,153 2,306 20 50 4,612 2 100 2,50 0,349 0,656 0,131 0,889 1,521 20 50 3,042 3 150 3,75 0,214 0,710 0,142 0,526 0,708 20 50 1,416 4 220 5,00 0,141 0,765 0,153 0,346 0,436 270 70 0,09 5 270 6,25 0,099 0,82 0,164 0,243 0,295 270 50 0,04 6 320 7,5 0,072 0,874 0,175 0,177 0,21 270 50 0,03 7 350 8,75 0,055 0,927 0,185 0,135 0,156 1,6 50 ∑Si=9,23
На глубине3,2 м выполняется условие 0.2Рбz=Poz. Глубина сжимаемой толщи составляет 3,2м и конечная осадка фундамента равна 9.23 см.
Всоответствии со СниП 2.02.01-83 предельно допустимое значение осадки Sдоп для многоэтажного здания с полным каркасомиз железобетона составляет 10 см.
Sрасч. ≤ Sдоп.
9,23см ≤10 см
что всовокупности с выполнением условия является доказательством верного определенияразмеров подошвы фундамента, выбора грунтов в качестве естественного основанияи гарантией сохранения целостности здания во время строительства иэксплуатации.
Расчет осадкипо сечению 2-2, дом №8
Результатырасчёта осадки фундамента приведены в таблице 2.3. Схемы к расчёту осадкипоказаны на рисунке 2.
Разобьемтолщу на расчетные слои:
hi≤ 0.4 b hi ≤ 0.4∙0.8 hi= 0.3 м
Таблица2.3
№
Z, см
m=2*Z/b,
м
/>
Pбz
кг/см2
0.2Рбz
кг/см2
Poz
кг/см2
Pi
кг/см2
Ei
кг/см2
hi ,
см
Si,
см 1 0,88 0,176 2,12 1 50 1,25 0,739 0,968 0,194 1,57 1,85 20 50 3,7 2 100 2,50 0,349 1,056 0,211 0,74 1,16 20 50 2,3 3 120 3,00 0,294 1,094 0,219 0,62 0,68 20 50 1,4 4 170 4,25 0,185 1,193 0,239 0,39 0,51 230 20 0,04 5 220 5,5 0,124 1,292 0,26 0,262 0,326 270 50 0,05 6 270 6,75 0,088 1,391 0,278 0,187 0,225 270 50 0,03 7 300 7,5 0,072 1,49 0,298 0,15 0,17 270 50 ∑Si=7,52
Глубина сжимаемойтолщи составляет 2,2 м и конечная осадка фундамента равна 7,5 см.
Всоответствии со СниП 2.02.01-83 предельно допустимое значение осадки Sдоп для многоэтажного здания с полнымкаркасом из железобетона составляет 10 см.
Sрасч. ≤ Sдоп.
7,5 см ≤10 см
что всовокупности с выполнением условия является доказательством верного определенияразмеров подошвы фундамента, выбора грунтов в качестве естественного основанияи гарантией сохранения целостности здания во время строительства и эксплуатации.
Всоответствии с СНиН 2.02.01-83 (2000), приложения 4, для многоэтажных зданий исооружений с полным каркасом из железобетона относительная разность осадокравна 0,002.
Произведемрасчет неравномерности осадки />.
Расчетнеравномерности осадки показал, что расчетное значение осадки не превышаетдопустимого значения. Что говорит о правильном выборе типа фундамента.
2.8.2 Расчет глубиныоттаивания основания отапливаемого здания
Чашаоттаивания может определяться аналитическими методами по формулам и номограммамГ. В. Порхаева, которые позволяют определить формирование чаши оттаивания вовремени, а также ее предельное очертание.
Таблица2.4Положение расчетной точки Расчетный режим неустановившийся установившийся Под серединой здания
/>
/> Под краем здания
/>
/>
Необходимыедля расчетов параметры:
/> ( 5)
где λТ,λМ– коэффициенты теплопроводностисоответственно талого и мерзлого грунта, ккал/м∙ч∙град; R0 – термическое сопротивление пола здания, м2∙ч∙град/ккал;B – ширина здания, м; t0,tП – температуры соответственногрунта на глубине 10 м и воздуха внутри помещения, ºС; τ –время от начала эксплуатации здания или сооружения, ч; q– теплота таяния мерзлого грунта, ккал/м3;
/> (6)
где ρ — удельная теплота плавления льда, равная 80 000 ккал/т; WC, WH–соответственно суммарная влажность и весовое содержание незамершей воды, долиединицы; γМ – объемный вес скелета мерзлого грунта, т/м3.
Расчет чашиоттаивания под серединой здания
для τ=10лет = 87600 ч.
/>/>
/>/>
При L/B=58,5/25>2,kI=1,
По номограммеопределяем коэффициенты ξс=0,87, kc=0,13
тогда
/>
Для τ=60лет = 525600 ч.
/>
/>При L/B=58,5/25>2, kI=1,
По номограммеопределяем коэффициенты ξс=1,4, kc=0,15
тогда
/>
Расчетчаши оттаивания под краем здания
для τ=10лет = 87600 ч.
/>/>
/>/>
При L/B=58,5/25>2,kI=1,
По номограммеопределяем коэффициенты ξк=0,31, kк=0,17
тогда
/>
Для τ=60лет = 525600 ч.
/>/>
При L/B=58,5/25>2,kI=1,
По номограммеопределяем коэффициенты ξк=0,76, kк=0,2
тогда
/>
2.8.3Расчет нормативной глубины сезонного промерзания
Нормативная глубина сезонного промерзания рассчитывается поформуле:
/> (7)
где /> (8)
t2 и τ2 – средняя температура воздухаза период отрицательных температур, ºС, берется со знаком «плюс» ипродолжительность этого периода, ч; ρ – удельная теплота плавленияльда, принимаемая равной 80000 ккал/т; tн.з. – температураначала замерзания грунта, ºС со знаком «плюс», определяемая по даннымизысканий; Wc – суммарная влажность грунта, д.ед.; Wн – весовое содержание незамерзшей воды в д.ед. определяетсяпри температуре 0,5(t2 -tн.з); λМ–коэффициенты теплопроводности мерзлого грунта, ккал/м∙ч∙град; СМ — объемнаятеплоемкость мерзлого грунта, ккал/м3∙град; γм– объемный вес скелета мерзлого грунта, т/м3.
/>/>
/>/>
При использовании грунтов основания по принципу II расчетнаяглубина промерзания грунта Нму наружных стенздания
/> , (9)
где тtм – коэффициент теплового влияниязданий или сооружений, для массивных фундаментов мелкого заложения – 1,3; ткм — коэффициент теплового влияния здания или сооружения на глубину протаивания уфундаментов, принимаемый равным для зданий у наружных стен без черного покрытия– 1,0.
/>/>
2.8.4 Предпостроечноепротаивание грунтов
Площадьучастка предпостроечного протаивания принимается по контуру здания илисооружения, расширенному в каждом направлении на половину толщины слояпредварительно оттаиваемого грунта. Между зданиями предпостроечное протаиваниепроизводится на глубину сезонного протаивания с учетом ее увеличения врезультате застройки территории.
Длямноголетнемерзлых грунтов рекомендуются:
1. Оттаиваниепаровыми иглами применяется при условиях: грунты с коэффициентом фильтрации к>0,01м/сутки; расход пара 30-50 кг/м3 грунта.
2.Электролитическими нагревателями при условиях: грунты песчаные и глинистые.
3. Омическиминагревателями.
Количествоточек установки игл на участке с площадью S, м2
/>, (10)
где L – шаг, принимаемый по таблице 2.5
Таблица2.5
Глубина
погружения игл Н, м
Шаг L, м Минимальный Оптимальный Максимальный 4 2,0 3,0 4,0 7 2,5 4,0 5,0 11 3,5 4,5 6,4 17 5,3 6,4 9,0 30 6,4 9,0 13,0
В нашемслучае глубина погружения игл 11 м, шаг выбираем оптимальный, тогда L=4,5
/>
Средняяпроизводительность иглы по оттаиванию грунта, м3/сутки:
/> (11)
где k – коэффициент теплоотдачи воды, принимаемый длягалечных и гравийных грунтов с песчаным заполнителем и для песка равным 0,48, адля тех же грунтов с супесчаным и суглинистым заполнителем равным 0,2; t – температура нагнетаемой воды, ºC;tМ – начальная температура мерзлогогрунта (со знаком плюс), ºC; tТ– заданная температура оттаявшего грунта, ºC;СМ, СВ, СТ – объемные теплоемкостисоответственно воды, мерзлого грунта и талого грунта, ккал/м3∙град;ρ – удельная теплота плавления льда, равная 80 000 ккал/т; Wc – суммарная влажность грунта, д.ед.; γм– объемный вес скелета мерзлого грунта, т/м3.
/>
Количестводней для оттаивания грунта вокруг одной иглы
/> (12)
где α– коэффициент использования тепла воды, принимаемый равным 0,8 при температуреводы t>10 ºC иначальной температуре вечномерзлого грунта tМ>-2ºC и равным 0,6 при ttМ
/>.
Количествоодновременно действующих игл на больших участках необходимо ограничивать всоответствии с производительностью насосной установки, ресурсами источникаводоснабжения и мощностью источника тепла при искусственном нагревании водытак, чтобы через иглу вода поступала с заданным расходом.
ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
3. Методика и объёмыпроектируемых работ
Инженерно-геологические изыскания для жилойзастройки второй очереди микрорайона «Каштак» будут выполняться на стадиипроект с целью изучения геолого-литологического строения, геокриологических игидрогеологических условий площадки, выявление неблагоприятныхфизико-геологических процессов и явлений.
Основными задачами инженерно-геологическихизысканий являются:
— анализранее проведенных инженерно-геологических работ;
— планово-высотная привязка проектных выработок;
— проходкагорных выработок;
— геофизические работы;
— полевыеисследования;
— отбор проби лабораторные работы;
— камеральныеработы.
3.1 Техническое задание
Техническая характеристика проектируемых зданий:
1. Проектируемые здания — жилые дома, детский сад,школа, торгово-гостиничный комплекс.
2. Тип фундамента — плитный.
3. Глубина заложения фундамента — 3 м.
4. Высота зданий – 12, 10, 9, 7 и 5 этажей.
5. Максимальная нагрузка на фундамент — 850 Кн/м.
6. Материал – монолитный железобетон.
7. Уровень ответственности — II.
8. Степень сейсмичности — 6-7 баллов.
9. Стадия проектирования — проект.
3.2 Сбор и обработкаматериалов прошлых лет
Сбору иобработке подлежат материалы:
— инженерно-геологических изысканий прошлых лет, выполненных для обоснованияпроектирования и строительства объектов различного назначения — техническиеотчеты об инженерно-геологических изысканиях, сосредоточенные в государственныхи ведомственных фондах и архивах;
— геолого-съемочных работ (в частности, геологические карты наиболее крупныхмасштабов, имеющиеся для данной территории), инженерно-геологическогокартирования, региональных исследований, режимных наблюдений и др.;
— научно-исследовательские работы и научно-техническая литература, в которойобобщаются данные о природных и техногенных условиях территории и ихкомпонентах и (или) приводятся результаты новых разработок по методике и технологиивыполнения инженерно-геологических изысканий.
При сборе иобработке материалов о криогенных процессах и образованиях следует особоевнимание уделять установлению закономерностей их формирования в зависимости отпроцессоформирующих факторов (особенностей климатических, геокриологическихусловий, рельефа, состава, температуры грунтов и др.), активности процессов вестественных и нарушенных условиях, негативном воздействии процессов на зданияи сооружения и экологию ландшафтов.
Порезультатам сбора, обработки и анализа материалов изысканий прошлых лет идругих данных в программе изысканий и техническом отчете должна приводитьсяхарактеристика степени изученности инженерно-геологических условий исследуемойтерритории и оценка возможности использования этих материалов (с учетом срокаих давности) для решения соответствующих задач.
Все имеющиесяматериалы изысканий прошлых лет должны использоваться для отслеживания динамикиизменения геокриологических условий под влиянием техногенных воздействий идинамики изменения климата.
3.3 Планово-высотная привязкапроектируемых скважин
Длявыполнения плановой и высотной привязки горных выработок планируетсяпроизводить топографо-геодезические работы.
Длявыполнения этих работ рекомендуется использовать замкнутый теодолитный ход,который представляет собой сомкнутый многоугольник (полигон). Высотная привязкаскважин будет обеспечиваться нивелированием IV класса точности, котороепланируется производить по тем же направлениям, что и теодолитные ходы. Наданной территории планируется осуществить планово-высотную привязку 164 точки,из них: 48 скважин 116 геофизических точек.
3.4 Рекогносцировочное имаршрутное обследование территории
При полевыхработах следует наметить маршруты, определить направления маршрутов в пределахграниц инженерно-геокриологической съемки, целью которых будет являтьсярекогносцировочное обследование территории.
В процессерекогносцировочного обследования территории следует осуществлять: 1. осмотрместа изыскательских работ; 2. визуальную оценку рельефа; 3. описаниегеоботанических индикаторов геокриологических, гидрогеологических иэкологических условий; 4. описание внешних проявлений геологических,инженерно-геологических и криогенных процессов с оценкой их интенсивности,площади развития; 5. описание всех видов техногенных нарушений естественныхландшафтов и их влияния на геокриологические условия (глубину сезонногооттаивания и промерзания, активизацию криогенных процессов, последствий ихактивизации и др.).
Количествомаршрутов, состав и объемы сопутствующих работ следует устанавливать взависимости от детальности изысканий, их назначения и сложностиинженерно-геокриологических условий исследуемой территории.
Наисследуемой территории следует наметить профиля, по которым будут проходитьмаршруты: вдоль автомобильной дороги через 100 м. Итого 3,5 км маршрутных и рекогносцировочных исследований. [14]
Маршрутныенаблюдения следует осуществлять по направлениям, ориентированнымперпендикулярно к границам основных геоморфологических элементов и ландшафтныхкомплексов с разнородными геокриологическими условиями, контурам геологическихструктур и тел, простиранию пород, тектоническим нарушениям, а также вдольэлементов эрозионной и гидрографической сети, по намечаемым проложениям трасслинейных сооружений, участкам с проявлениями геологических,инженерно-геологических и криогенных процессов и др.
Порезультатам маршрутных наблюдений следует наметить места размещения ключевыхучастков для проведения более детальных исследований, определения характеристиксостава, состояния и свойств мерзлых, оттаивающих и промерзающих грунтовосновных литогенетических типов, гидрогеологических параметров водоносныхгоризонтов и т.п. с выполнением комплекса горнопроходческих работ, геофизических,полевых и лабораторных исследований, а также стационарных наблюдений.
3.5 Буровые работы
Буровые работы необходимо производить всоответствии с требованиями норм СП 11-105-97 Часть 1:
Буровыеработы под жилую застройку микрорайона «Каштак» проектируются с целью:
-установленияили уточнения геологического разреза, выявления грунтовых и подземных вод иусловия их залегания;
— изученияглубин сезонного оттаивания и промерзания, температурного режима, мощностимерзлых грунтов и характера их залегания, состава и криогенного строения,выявления и оконтуривания повторно-жильных и пластовых льдов, исследованиягеологических, инженерно-геологических, криогенных процессов и образований;
— определенияглубины залегания уровня подземных вод;
— отбораобразцов грунтов для определения их состава, состояния, криогенного строения исвойств, а также проб подземных вод для их химического анализа;
— проведенияполевых исследований свойств мерзлых грунтов, определения гидрогеологическихпараметров водоносных горизонтов и зоны аэрации и производства геофизическихисследований;
— выполнениястационарных наблюдений (локального мониторинга компонентов геологическойсреды).
Проходкускважин следует осуществлять либо переносными комплектами оборудования, либобуровыми установками на транспортных средствах, не нарушающими растительныйпокров.Выбор вида, глубины и назначения горных выработок, способов иразновидности бурения скважин при инженерно-геологических изысканиях следуетпроизводить исходя из целей и назначения выработок, с учетом особенностейгеокриологических условий — состава, льдистости, температуры и мощностимноголетнемерзлых грунтов, намечаемой глубины изучения геологического разреза.
Для изученияинженерно-геологических условий в сфере взаимодействия зданий и сооружений сгеологической средой при наличии опасных геологических иинженерно-геологических процессов при необходимости следует располагатьдополнительные выработки за пределами контура проектируемых зданий исооружений, в том числе и на прилегающей территории.
Скважиныпроектируем располагать по осям проектируемых зданий и сооружений, в местахрезкого изменения нагрузок на фундаменты, глубины их заложения, на границахразличных геоморфологических элементов.
Бурениескважин будет производиться самоходными буровыми установками УРБ-2,5А,колонковым способом, «всухую» диаметром до 160 мм, укороченными до 0,3 м рейками. В процессе бурения скважин должно производиться порейсовоеописание керна, фиксироваться границы распространения литологических разностейгрунтов и производиться отбор образцов грунтов для лабораторных исследований.Особое внимание следует обратить на состояние грунта (талое или мерзлое), привскрытии мерзлых грунтов описывать криогенную текстуру, количество, мощность ираспространение ледяных включений. При вскрытии подземных вод фиксироватьуровни их появления и установления, производить отбор проб для определенияхимического состава и агрессивных свойств к бетону и металлическим конструкциям.
Согласнотаблице 8.1, 8.2 СП 11-105-97 Часть 1 [14] на площадке исследований должно бытьвсего пробурено 45 скважин, глубиной 15 м. Также планируется пробурить 3термометрические скважины глубиной 10м. Из них:
II категории – 288 п. м.;
III категории – 235, 2 п. м.;
IV категории – 388, 8 п. м..
Скважиныбудут располагаться по оси зданий через 50 м.
В некоторыхскважинах следует проводить замеры температуры многолетнемерзлых грунтов –термометрические скважины.
Все пробуренныескважины после окончания работ должны быть ликвидированы тампонажем глиной илицементно-песчаным раствором с целью исключения загрязнения природной среды иактивизации геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов.
3.6 Геофизические работы
Геофизическиеисследования на участках размещения зданий и сооружений следует предусматриватьдля установления характеристик инженерно-геокриологических условий в пределахсферы взаимодействия проектируемых сооружений с многолетнемерзлыми грунтами оснований:уточнения показателей льдистости грунтов по площади и разрезу, глубинызалегания коренных пород, их трещиноватости, изучения криогенных процессов, атакже решения других задач (п. 5.7) СП 11-105-97 Часть 1 [14] и обоснованием впрограмме изысканий.
Геофизическиеработы планируется проводить с целью выявления и прослеживания зон вечномерзлыхгрунтов.
В связи сэтим необходимо выполнить электроразведку. Электроразведку планируетсяпроводить в двух модификациях: 1) вертикальные электрические зондирования(ВЭЗ), необходимые для изучения мерзлых грунтов по глубине; 2)электропрофилирование (ЭП), необходимое, для оконтуривания зоны распространениямноголетнемерзлых грунтов. [15]
Сущностьвертикального электрического зондирования заключается в исследованиизависимости между кажущимся сопротивлением и расстоянием от точки наблюденияполя до источника. Для выполнения ВЭЗ можно применять любую из установок,однако технически наиболее просто выполнять зондирование симметричнойустановкой АМNB. При зондировании такой установкой изучается зависимостькажущегося сопротивления от расстояния между питающими заземлениями.
Немаловажнымдля проведения детальных геофизических исследований является использованиеметода электрического профилирования. Профилирование предполагаетсяосуществлять симметричной установкой АМNB. Установка для электрическогопрофилирования состоит из питающей АВ и измерительной MN линий, источникапитания и измерительного прибора.
ВЭЗпланируется осуществлять по схеме АМNB с размером питающей линии АВ до 150 м. Всего планируется пройти 3 профиля с шагом 100 м, и расстоянием между ними 50 м. Итого 58точек.
Электропрофилированиебудет выполняться по схеме АМNB с АВ до 150 м, планируется пройти 3 профиля с шагом 100 м, расстоянием между ними 50 м. Итого 58 точек.
Работынеобходимо выполнять согласно «Инструкции применения электроразведки напостоянном токе при инженерно – геологических изысканиях. РСН – 43 – 74».
3.7 Отбор проб
В зависимостиот свойств грунтов, характера их пространственной изменчивости, а такжецелевого назначения инженерно-геологических работ в программе изысканийрекомендуется устанавливать систему опробования соответствующим расчетом.
Дляисследования строительной площадки под застройку необходимо опробовать 48скважин, пробы будут отбираться нарушенного и ненарушенного сложения.
Разрезпредоставлен 6 инженерно-геологическими элементами.
Пробынарушенного сложения отбираются из буровых скважин и шурфов из расчета 1 пробана 2 метра, если инженерно-геологический элемент мощностью более 2 м, если менее 2 м, то пробы отбираются из каждой разновидности грунта. В данном случаеинженерно-геологические элементы мощностью более 2 м.[14]
Тогдапроектируем отбор проб нарушенного сложения, одна проба через два метра. Пробыненарушенного сложения отбираем в количестве не менее шести на каждый ИГЭ.
На площадипроектируется отобрать пробы:
— нарушенногосложения- 210 проб;
— ненарушенного сложения- 60 проб. Всего 270 проб.
3.8 Стационарные наблюдения
3.8.1 Метод полевогоопределения температуры
Полевыеизмерения температуры выполняются в целях:
— полученияконкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтовдля использования их в теплотехнических расчетах при проектировании;
— оценки ипрогноза устойчивости территории основания;
— назначенияглубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений и определенияих несущей способности;
— контроля иоценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов в результатевозведения и эксплуатации зданий и сооружений или осуществления различныхинженерных мероприятий.
Измерениятемпературы грунтов должны выполняться в заранее подготовленных и выстоянныхскважинах переносимыми или стационарными термоизмерительными комплектами,представляющими собой гирлянды электрических датчиков с соответствующейизмерительной аппаратурой. В качестве электрических датчиков температурыгрунтов следует применять чувствительные элементы промышленных медныхтермометров сопротивления с номиналом 100 Ом (например, ЭСМ-03 по ТУ 25. 02.738. 71).
Монтажгирлянды электрических датчиков температуры должен выполняться по схеме, однотипным(из одной бухты) многожильным медным проводом сечением 0,35-0,5 мм2с надежной изоляцией; места спаек должны быть электро- и гидроизолированы.
Разница всопротивлениях соединительных проводов, измеренная на клеммах разъема, недолжна превышать 0,01 Ом; сопротивление изоляции проводов, шунтирующее датчик,должно быть не менее 2 Мом.
В качествеизмерительных приборов к электрическим датчикам следует применять специальныетермометрические многопредельные неравновесные мосты или потенциометрыпостоянного тока, отградуированные в градусах Цельсия, при цене деления шкалыне более 0,1ºС, либо лабораторные мосты сопротивлений класса точности0,05-0,1% (МО-62, МО-64, Р-39 и т.п.), подключаемые к гирлянде через узелкоммутации.
Приинженерно-геокриологических исследованиях глубины измерения температуры вскважинах 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.
Измерениятемпературы грунтов следует производить в следующем порядке:
перед спускомтермоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочую глубину скважины,отсутствие в ней воды;
в скважинуопускают гирлянду на заданную глубину, закрепляют во входном отверстии скважиныпробкой и оставляют на время выдержки;
оцениваютпериод выдержки;
по истечениипериода выдержки гирлянды в скважине производят измерения и регистрациютемпературы грунта, термометры извлекают по одному из скважины, не допускаяпопадания на термометр прямых солнечных лучей;
производятоценку значений температуры путем сопоставления их между собой или с даннымипредыдущих измерений. При наличии аномальных отклонений измерения следуетповторить;
по окончанииизмерений переносную гирлянду извлекают из скважины, скважину закрываютпробкой, а короб крышкой.
Времявыдержки гирлянды электрических датчиков составляет 1 час.
Температуругрунтов tiнаглубине di, измеряемую мостомэлектрических сопротивлений надлежит вычислять по формуле
/> (14)
где Ri – электрическое сопротивление,измеренное при положениях переключателя К1, К2,…, Кn, Ом;
Rо – номинал сопротивления электрическоготермометра, Ом, при температуре 0ºС;
Rs= RL+Ro – суммарноесопротивление линии связи RLи образцового резистора, определяемое в положении Копереключателя, Ом;
α– температурный коэффициент сопротивления (для медного проводаα=0,00426),1/ºС;
Δ – индивидуальнаяпоправка на «место нуля» электрического термометра, ºС.
Порезультатам измерений температуры грунтов следует составлять технический отчет,который должен включать:
— техническоезадание и программу проведения термоизмерительных работ;
— примененнуюметодику измерений;
— оценкуинструментальных и дополнительных погрешностей;
— актыпроверок измерительной аппаратуры;
— ситуационный план площадки с указанием плановой и высотной привязки скважин;
— своднуюведомость температуры грунтов;
— графическиематериалы;
— выводы орезультатах термоизмерительных работ. [ГОСТ 25258-82 Метод полевого определениятемпературы]
Втермометрических скважинах (3 скважины) используются для ведения стационарныхнаблюдений в период проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидациисооружений. Наблюдения в скважинах за температурой пород должны проводиться втечение года. С октября по март замеры будут проводиться 1 раз в 10 дней, а сапреля по сентябрь – 1 раз в месяц. Итого будет проделано 72 замера.
3.8.2 Стационарные наблюденияза наледью
Дляхарактеристики процесса необходимо измерять следующие параметры наледи: площадь(F), среднюю мощность (Н),средний слой нарастания (hH) исредний слой оттаивания (hr)льда на их поверхности.
Дляпериодического определения морфометрических характеристик наледи в пределах ихустанавливаются размеченные рейки или ледомерные вехи. Наиболее целесообразноразмещение ледомерных вех в углах прямоугольной сетки.
Болеедетальная характеристика динамики оттаивания льда по суточным и полусуточныминтервалам времени может быть получена с помощью метода «индикаторных»площадок. Слой оттаивания льда с поверхности наледи в этом случае определяетсянивелировкой у точек наблюдений, расположенных по прямоугольной сетке вквадрате небольших размеров. Всего должно быть не менее 30 точек измерения стем, чтобы получить несмещенную оценку среднего слоя оттаивания между датаминаблюдений. Площадку целесообразно выбирать в том месте наледи, где слоиоттаивания льда близки к их средним значениям, определенным для всей наледи.
Рейкиустанавливают осенью после исчезновения наледи и закрепляют в грунте с такимрасчетом, чтобы ноль отсчета совпадал с поверхностью земли. Все рейки должныбыть пронумерованы, размечены через 1 м и иметь длину, обеспечивающую измерениемаксимальной толщины льда в точке. Углы между направлениями на соседние вехи вкаждой точке составляют 90º. Зимой рейки вмерзают в лед.
Припроизводстве ледомерной съемки толщину наледи у каждой вехи измеряют сточностью до 1 см переносной рейкой от первой засечки до поверхности льда иводы, исключая высоту снежного покрова. Расстояние до границ распространенияналеди измеряют от ближайшей крайней вехи с точностью до 0,5 м. У границ наледи в створе ледомерных вех измеряют мощность льда. Состояние поверхности наледи(трещины, бугры, промоины, проседания льда и т.п.) наносят на картограммы.
Ледомерныесъемки проводятся в течение одного дня три раза в месяц: 10, 20 числа и впоследний день месяца. В период интенсивного таяния (июнь, июль), а также втеплое время года съемки целесообразно проводить через 5 дней.
Наблюдения на«индикаторной» площадке целесообразно проводить ежедневно в 8 часов, а принеобходимости оценить интенсивность стаивания льда по полусуточным интервалам –в 8 и 20 часов.
Максимальныеразмеры одной и той же наледи в конце каждой зимы различны. Для того, чтобыопределить их средние многолетние значения необходимо наблюдать в течение рядалет, число которых зависит от размаха колебаний объемов, площадей и мощностейналеди год от года. Необходимую продолжительность многолетнего ряда наблюденийза параметрам наледи со средней квадратической погрешностью их определения 5 и10%. [8]
Также влетнее время необходимо организовать стационарные наблюдения за источниками,питающими наледь. Для этого следует организовать наблюдения за дебитом,температурой, а также произвести отбор пробы воды на полный химический анализ(объемом 5л (1л из которого законсервировать 3 мл концентрированной HCl)).
Согласнопроекту работ, продолжительность наблюдений – один год, частота замеров дебитаи температуры – один раз в декаду, отбор проб воды – один раз в квартал.
Согласнопроекту работ замер дебита будет проведен — 36 раз, описание источника — 4раза, замер температуры воды — 36 раз, отбор проб на полный химический анализ — 4 раза.
Согласнопроекту и СанПиН объем проб составит на полный химический анализ (ЛИЦИМС и ИПТМРАН) – 5+2=7л (6 пр.)
Дебит следуетзамерять переносной водосливной рамкой (до 9 л/с), которая изготовляется излистового железа толщиной 2 мм. Прямоугольный вырез размером 0,2 Х 0,2 м имеет острые края. Вдоль вертикальных ребер закреплены две металлические линейки, так что нульшкалы совпадает с горизонтальным ребром выреза.
Замертемпературы воды производится ртутным термометром ТМ-14, который имеетдопустимую погрешность 0,5оС.
3.9Лабораторные работы
Лабораторныеисследования грунтов следует выполнять с целью: определения их состава,состояния, физических, механических, прочностных, деформационных свойств,определения их нормативных и расчетных характеристик; выявления степениоднородности состава и свойств грунтов по площади и глубине; выделенияинженерно-геологических элементов, прогноза состояния и свойств грунтов впроцессе строительства и эксплуатации объектов.[14]
Планируетсявыполнить комплекс лабораторных работ. Виды лабораторных работ и их объемыприведены в таблице 3.1.
Таблица3.1
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 Глинистые грунты 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 /> /> /> />
3.10 Камеральные работы инаписание отчета
Камеральнуюобработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производстваполевых работ (текущую, предварительную) и после их завершения и выполнениялабораторных исследований (окончательная камеральная обработка и составлениетехнического отчета или заключения о результатах инженерно-геологическихизысканий). Текущую обработку материалов необходимо производить с цельюобеспечения контроля за полнотой и качеством инженерно-геологических работ исвоевременной корректировки программы изысканий в зависимости от полученныхпромежуточных результатов изыскательских работ.
В процессетекущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация записеймаршрутных наблюдений, просмотр и проверка описаний горных выработок, разрезовестественных и искусственных обнажений, составление графиков обработки полевыхисследований мерзлых грунтов, каталогов и ведомостей горных выработок, образцовгрунтов и проб воды для лабораторных исследований, увязка между собойрезультатов отдельных видов инженерно-геологических работ (геофизических,горных, полевых исследований грунтов и др.), составление колонок (описаний)горных выработок, предварительных инженерно-геокриологических разрезов, картыфактического материала, предварительных ландшафтных,инженерно-геокриологических и геокриологических карт и пояснительных записок кним с результатами геокриологического прогноза.
Приокончательной камеральной обработке производится уточнение и доработкапредставленных предварительных материалов (в основном по результатамлабораторных исследований грунтов и проб подземных и поверхностных вод),оформление текстовых и графических приложений и составление текста техническогоотчета о результатах инженерно-геологических изысканий, содержащего всенеобходимые сведения и данные об изучении, оценке и прогнозе возможныхизменений инженерно-геологических условий.
Прогнозвозможных изменений инженерно-геокриологических и гидрогеологических условий всоответствии с техническим заданием заказчика при изысканиях для разработкипроектной документации следует осуществлять, как правило, в формеколичественного геокриологического прогноза с установлением числовых значенийпрогнозируемых характеристик температуры и свойств многолетнемерзлых,оттаивающих, промерзающих грунтов, закономерностей возникновения иинтенсивности развития геологических, инженерно-геологических и криогенныхпроцессов в пространстве и во времени в контурах проектируемых зданий исооружений и на сопредельных территориях. Прогноз осуществляется в соответствиис требованиями СНиП 2.02.04-88. При необходимости геокриологический прогнозвыполняется для нескольких вариантов возможного размещения проектируемыхсооружений в целях выбора наиболее оптимального при назначении одного изпринципов строительства.
Количественныйпрогноз возможных изменений геокриологических условий площадки (трассы)изысканий следует осуществлять на основе полученных при изысканиях результатовизучения состава, температуры и свойств мерзлых грунтов лабораторными иполевыми методами, данными стационарных наблюдений за динамикой высоты снежногопокрова в естественных и нарушенных условиях (и его свойств) и развитиемопасных криогенных процессов с использованием аналитических (расчетных) методови, при необходимости, методов физического моделирования.
Состав исодержание технического отчета (заключения) о результатахинженерно-геологических изысканий для разработки проектной документации должнысодержать следующие разделы и сведения:
1. 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 ихпроведения, методы производства отдельных видов работ, состав исполнителей,отступление от программы и их обоснование и др.
2.Изученность инженерно-геокриологических условий — характер, назначение играницы участков ранее выполненных инженерных изысканий и исследований,наименование организаций-исполнителей, период производства и основныерезультаты работ, возможности их использования для установленияинженерно-геокриологических условий.
3.Физико-географические и техногенные условия — климат, рельеф, геоморфология,растительность, почвы, гидрография, сведения о хозяйственном освоении ииспользовании территории, техногенных (тепловых) нагрузках, опыт местногостроительства, включая состояние и эффективность инженерной защиты, характер ипричины деформаций оснований зданий и сооружений (если они имеются иустановлены), построенных с применением одного из принципов использованиямерзлых грунтов в качестве оснований.
4.Геологическое строение — стратиграфо-генетические комплексы, условия залеганиягрунтов, литологическая и петрографическая характеристики выделенных слоевгрунтов по генетическим типам, тектоническое строение и неотектоника.
5.Геокриологические условия — распространение, особенности формирования, условиязалегания и мощность многолетнемерзлых грунтов; среднегодовая температурамноголетнемерзлых и талых грунтов и глубина нулевых годовых колебанийтемпературы; криогенное строение и криогенные текстуры грунтов в плане и поглубине; разновидности грунтов по степени льдистости, засоленности и типузасоления, температурно-прочностному состоянию, пучинистости; наличие, условиязалегания, морфометрические характеристики залежей подземного льда и ихгенетические типы; распространение, характер проявления и генезис таликов,охлажденных грунтов и таликовых зон; глубина сезонного оттаивания и промерзаниягрунтов, ее динамика во времени в зависимости от изменений поверхностныхусловий и колебаний климата; нормативная и расчетная глубина сезонногооттаивания и промерзания; состав, состояние и криогенное строение грунтовсезонноталого и сезонномерзлого слоев.
6.Гидрогеологические условия— характеристика в сфере взаимодействияпроектируемого объекта с геологической средой вскрытых выработками водоносныхгоризонтов, влияющих на условия строительства и (или) эксплуатацию предприятий,зданий и сооружений: положение уровня подземных вод, распространение,температура, условия залегания, источники питания, химический состав подземныхвод, их приуроченность к таликам разного генезиса и размеров.
7. Свойствагрунтов — характеристика состава, состояния, физических, механических ихимических свойств выделенных типов (слоев) мерзлых грунтов и ихпространственной изменчивости, в том числе: нормативные и расчетныехарактеристики физических, теплофизических, химических (включая значениязасоленности, коррозионной агрессивности, температуры начала замерзания),деформационных и прочностных свойств мерзлых и оттаивающих грунтов(многолетнемерзлых, сезонномерзлых и сезонноталых) и подземных льдов.
8.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 характеристикастепени пораженности территории и глубины их развития; типизация иприуроченность процессов к определенным формам рельефа, геоморфологическимэлементам, типам грунтов, геокриологическим и гидрогеологическим условиям,видам и зонам техногенного воздействия; особенности развития каждого изпроцессов, причины, факторы и условия развития процессов; состояние иэффективность существующих сооружений инженерной защиты.
9.Инженерно-геокриологическое районированиетерритории с обоснованием ихарактеристикой выделенных на инженерно-геокриологической карте таксонов(районов, подрайонов, участков и т.п.); сопоставительная оценка вариантовплощадок и трасс по степени благоприятности для строительного освоения с учетомпрогноза изменения геологической среды в процессе строительства и эксплуатацииобъектов; рекомендации по выбору принципа использования грунтов оснований,инженерной защите, подготовке и возможному использованию территории.
10. Прогнозизменения инженерно-геокриологических условий — прогноз развития криогенныхпроцессов во времени и пространстве, а также геотемпературного поля в массивегрунтов оснований в сфере теплового и механического взаимодействияпроектируемого объекта и сопредельной ему территории; оценка опасности и рискаот криогенных процессов.
11.Заключение — краткие результаты выполненных инженерно-геологических изысканий ирекомендации для принятия проектных решений, по проведению дальнейшихинженерных изысканий и необходимости выполнения специальных работ иисследований.
12. Списокиспользованных материалов— перечень фондовых и опубликованныхматериалов, использованных при составлении технического отчета (заключения).
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4. Охрана труда
4.1 Техника безопасности
При производстве работ должна бытьорганизованна служба охраны труда.
Прием на работу лиц, не достигших 16 лет, запрещен.
К руководству инженерно-геологическими подразделениямидопускаются только лица, имеющие соответствующее техническое образование.
Проверка знаний правил техникибезопасности инженерно-технического персонала проводится в соответствии сутвержденными министерствами и ведомствами положениями о порядке проверкизнаний правил, норм и инструкций по технике безопасности руководителями и инженерно-техническимиработниками не реже одного раза в три года [4].
Инженерно-технические работники полевых партий и отрядовдолжны быть проверены в плане знанийтехники безопасности перед выездом на полевые работы. Продолжительность инструктажа по техникебезопасности устанавливается главным инженером организации, в зависимости отхарактера работы и должна быть не менее: для ранее не работавших — два дня, для ранее работавших — один день.
Повторный инструктаж по техникебезопасности всех рабочих должен проводится не режеодного раза в полгода.
Каждому работнику под личную подпись должны быть выданыадминистрацией инструкции по охране труда. Ксамостоятельной работе рабочий допускается только после сдачи экзаменов.Периодическая проверка знанийпо технике безопасности рабочих проводится не реже одного раза в год.
4.1.1 Общие требования ктехнике безопасности
Порядокприема 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 связанныхс применением радиоактивных веществ, запрещается прием на работу лиц моложе 18 лет [1].
Работники должны проходитьобязательные предварительные при поступлении на работуи периодические медицинские осмотры, в порядке, установленном Министерствомздравоохранения, с учетом профиля и условий их работы.
Все работники, направляемые на полевыеработы, подлежат обязательным предохранительным прививкам.
Обучение и инструктаж
Необходимо не допускать к работе лиц, не имеющих прав наведение работ и необходимогонавыка. Допуск к работе получают лица прошедшие инструктаж: по технике безопасности и сдавшие экзамен попрофилю их работ. Проверка знаний правил безопасности персоналом производитсяне реже 1 раза в 3 года, а работниками полевых партиии отрядов ежегодно перед выездом на полевые работы. Все обученные по профессии рабочие, как вновь принятые, так и переведенные надругую работу должны пройти инструктаж по технике безопасности (вводныйи на рабочем месте). Еженедельно необходимо проводить дни техники безопасностив каждой буровой и горно-проходческой бригадах, а также в гидрогеологическомотряде. Подготовку и проведение дней техники безопасности надо осуществлять поперечню вопросов, подлежащих обязательной проверке и обсуждению, утвержденномуглавным инженером (начальником) экспедиции для каждого вида работ.
4.2 Общие правила
Для проведения работ планируется выезд на полевыеработы, при этом все работники должны пройти медицинскую комиссию ипроверку знаний по технике безопасности. Работники полевого отряда до началаполевых работ кроме получения инструктажапо ТБ должны быть обучены приемам связанных со спецификой работ иоказания первой медицинской помощи. Перед выездом на полевые работы комиссия проверяет работников полевогоотряда на знание техники безопасности, где особое внимание обращается наспецодежду и средства индивидуальной защиты (рукавицы, защитные очки,респираторы). Перед проведением инженерно геологических исследований главномуинженеру разреза предоставляется графикпроведения работ, а все сотрудники отряда знакомятся с графикомпроведения взрывных работ и проходят первичный инструктаж у инженера по техникебезопасности.
Припроведении полевых работ особую опасность будут представлять такие факторы каквысокогорье и буровые работы.
4.3 Общие положения прибуровых работах
Прокладкаподъездных путей, сооружение буровой установки, размещение оборудования,устройства освещения должны производиться по правилам, утвержденнымруководством предприятия.
Проектыдолжны разрабатываться в соответствии с техническими требованиями иэксплуатации оборудования.
Буроваяустановка должна быть обеспечена механизмами и приспособлениями, повышающимибезопасность работ, в соответствии с нормативами, утвержденными министерствомгеологии.
Все рабочие,занятые на буровых установках, должны работать в защитных костюмах.
4.4 Строительно-монтажныеработы
Строительно-монтажныеработы должны производиться под руководством ответственного лица.
К верхолазнымработам, при монтаже демонтаже и обслуживании вышек (мачт), допускаются рабочиебуровых бригад и вышкомонтажники, годные по состоянию здоровья к работе навысоте и прошедшие обучение по безопасному ведению работ.
Расстояние отбуровой установки до жилых и производственных помещений, охранных зон железныхи шоссейных дорог, инженерных коммуникаций, ЛЭП должно быть не менее высотывышки (мачты) плюс 10 м, а до магистральныхнефте- и газо — трубопроводов — не менее 50 м.
При бурениискважин в населенных пунктах и на территории промышленных предприятийдопускается монтаж буровых установок по согласованию с местными органами.Госпроматомнадзора и пожарной инспекции на меньшем расстоянии при условиипроведения необходимых дополнительных мероприятий, обеспечивающих безопасностьработ, мер пожарной безопасности, а также мер, обеспечивающих безопасностьнаселения (установка дополнительных растяжек, оград, сигнального освещения).
4.5 Устройство буровыхустановок
Буровыегеологоразведочные установки на твердые полезные ископаемые и установки днябурения гидрогеологических скважин должны соответствовать требованиям ГОСТ12.2.108-85.
Буровые вышки(мачты) должны крепиться растяжками из стальных канатов. Число, диаметр и местакрепления растяжек должны соответствовать техничкой документации, запрещается: крепление двух растяжек к одному якорю, установкарастяжек из сращенного каната.
Пальцы,свечеукладчик и свечеприемная дуга должны быть застрахованы от падения при их поломке, и не мешатьдвижению талевого блока и элеватора.
Механическоеколонковое бурение, запрещается: оставлять свечи не заведенными за палец вышки(мачты); поднимать бурильные, колонковые и обсадные трубы с приемного моста испускать их на него при скорости движения элеватора, превышающей 1,5 м/с.
При бурениигоризонтальных скважин ведущая труба должна быть ограждена на всю длину.
Очисткабурильных труб от глинистого раствора должна производиться при подъеме специальнымиприспособлениями.
Разница вдлине 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.
Прикреплениемеханических патронов шпинделя должно производиться после полной остановкишпинделя.
Все операциипо свинчиванию и развенчиванию сальника, бурильных труб должны выполняться соспециальной площадки.
При диаметрестальных бурильных труб 63.5 мм и более для их перемещения от устья скважины кподсвечнику и обратно, а также для подтягивания труб за палец вышки прирасстоянии от верхней площадки до оси буровой вышки более 0,7 м должны использоваться специальные крючки. Крючки, находящиеся на верхней площадке, должны бытьпривязаны.
Свинчивание иразвенчивание породоразрушающего инструмента и извлечение керна из подвешеннойколонковой трубы должны выполняться с соблюдением следующих условий: трубаудерживается на весу тормозом, подвеска трубы допускается только навертлюге-пробке, кольцевом элеваторе или полуавтоматическом элеваторе призакрытом и зафиксированном защелкой затворе.
Запрещаетсяпри извлечении керна из колонковой трубы: поддерживать руками снизу колонковуютрубу, находящуюся в подвешенном состоянии; промерять рукой положение керна вподвешенной колонковой трубе; извлекать керн встряхиванием.
Запрещается впроцессе спуско-подъемных операций: закрепление наголовников во время спускаэлеватора; при случайных остановках бурового снаряда в скважине поправлять,снимать и надевать элеватор и наголовник до установки снаряда на подкладнуювилку или шарнирный хомут.
Присвинчивании и развенчивании бурильных труб с помощью труборазворота управлятьим разрешается только помощнику машиниста. Кнопка управления труборазворотомдолжна быть расположена таким образом, чтобы была исключена возможностьодновременной работы с вилками и кнопкой управления.
Запрещаетсяпри работе с труборазворотом: держать руками вращающуюся свечу; вставлять вилкив прорези замка бурильной трубы или вынимать их до полной остановки водила; пользоватьсяведущими 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; стоятьв направлении вращения водила в начальный момент открепления резьбовогосоединения; производить включение труборазворота, если подкладная вилкаустановлена на центратор наклонно, а хвостовая часть вилки не вошла вуглубление между выступами крышки.
При работе струбодержателем 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) движениебурильной колонны производить только при открытом трубодержателе;
г) сниматьобойму с плашками перед подъемом из скважины колонкового снаряда и передначалом бурения.
Запрещаетсяудерживать педаль трубодержателя ногой и находиться в непосредственной близостиот устья скважины при движении бурильной колонны.
Бурение спродувкой сжатым воздухом и применением газожидкостных смесей
Оборудованиеустья скважины должно исключать возможность проникновения в рабочую зонубуровой установки запыленного воздуха, аэрированной жидкости и газожидкостной смеси(пены).
При бурениискважин с применением пены циркуляционная система должна быть замкнутой.Выходящая из скважины пена должна разрушаться в специальном устройстве(пеноразрушителей).
Монтаж иэксплуатация компрессорных установок и воздухопроводов должны производиться всоответствии с требованиями действующих правил безопасности компрессорныхустановок и сосудов, работающих пои давлением.
Компрессорно-дожимныеустройства (КДУ) должны впрессовываться перед пуском в эксплуатацию и послеремонта.
На воздухопроводев пределах буровой установки должны быть манометр, показывающий давлениевоздуха, вентиль, регулирующий подачу воздуха в скважину, и предохранительныйклапан с, отводом воздуха в безопасную сторону.
Манометрдолжен устанавливаться в местах, удобных для наблюдения.
При бурениискважин с применением пены колонка бурильных труб должна оснащаться обратнымиклапанами, которые должны легко отличаться по внешнему виду от муфт и замковыхсоединений.
Доотвинчивания обратного клапана во время проведения спускоподъемных операцийнеобходимо с помощью специального приспособления снять давление в колонне.
Труба дляотвода шлама и аэрированной жидкости должна быть расположена с подветреннойстороны и иметь длину не менее 15 м. Запрещается выпускать шламованный воздухнепосредственно в атмосферу. Для его очистки должны быть установлены шламоуловители.
Забуриваниескважин (бурение под кондуктор) в сухих породах с продувкой воздухомразрешается только при наличии герметизирующего устройства и средствиндивидуальной защиты от пыли.
Воздухопроводдолжен быть опрессован на полуторное рабочее давление.
Запрещаетсяпри наличии избыточного давления воздуха (пены) в нагнетательной линии: отвинчиватьпробку в сальнике или открывать отверстие в смесителе для засыпки заклиночногоматериала; наращивать буровой снаряд; производить ремонт воздухопровода,арматуры, сальника.
4.6Инженерно-геологическиеработы
Припроведении полевых опытов по определению компрессионных и сдвиговых свойствгорных пород необходимо:
а) проверитьперед монтажом приборов исправность канатов, хомутов, крючков и рычагов, а внагрузочных платформах также надежность крепления установки; во время установкастоек и домкратов следить за положением тяжеловесных подвесных рычагов, принявмеры против их падения;
б)производить загрузку приборов образцами для определения параметров сдвига приотведенных в сторону рычагах;
в) закреплятьстенки и кровлю выработок, в которых производятся опыты, принимать меры, кпредотвращению затопления выработок поверхностными и грунтовыми водами; ввыработках должны находиться только лица, непосредственно участвующие впроведении опытов;
г) иметьсвободный выход из горной выработки, обеспечивающий быстрое удаление людей вслучае аварии;
д) типустановки и оборудования (конструкция штампа, профиль опорной балки, анкерныесваи и др.) для полевых испытаний выбирать в зависимости от предельнойрасчетной нагрузки; при заглублении
в грунтанкерных свай несущая способность упорной балки должна быть на 25% больше расчетной.
Припроведении полевых опытов по определению компрессионных и сдвиговых свойствгорных пород запрещается: нахождение людей в выработке во время загрузкиплатформы; нахождение людей под грузовой платформой и рычагами.
Если во времяопыта будут обнаружены неисправности (в приборе и измерительной аппаратуре,перекосы в передающих стойках и т.п.), проведение опыта должно бытьприостановлено и возобновлено после устранения всех неисправностей.
Во избежаниепопадания дождевых и талых вод в шурфы последние должны быть оборудованы щитамиили палатками и окружены валом из грунта на расстоянии не менее 1,0—1,5 м открая шурфа.
Припроизводстве опытных работ в подземных выработках бетонные упорные подушки накровле опытной камеры должны быть укреплены анкерными якорями, которыезакладываются на глубину не менее 40 см.
Качествоизготовления бетонных подушек должно исключать возможность их разрушения пристатических нагрузках.
Гидравлическиедомкраты, устанавливаемые под рабочую нагрузку для проведения опытов, должныбыть испытаны под нагрузкой, превышающей рабочую на 25 %. Испытание домкратовпроизводится после их ремонта, но не реже 1 раза в год.
Запрещаетсяпри использовании гидравлических домкратов: работать с неисправными домкратами,гидравлическими подушками, насосными агрегатами, маслопроводом и манометрами; допускатьвыход штока поршня домкрата более чем на 3/4 его длины; резко снижать давлениепутем быстрого отвинчивания выпускной пробки.
Гидроустановкадолжна иметь два исправных манометра: один на насосе, а другой на подушке илидомкратах. Запрещается: включать насос с закрытыми вентилями; допускатьповышение давления выше максимального рабочего.
Всеработники, занятые на проведении опытов во время нагрузки гидроустановки, должнынаходиться в местах, обеспечивающих их полную безопасность.
В случаевнезапного прекращения подачи электроэнергии лицо, обслуживающее насосныйагрегат, обязано немедленно выключить электродвигатель, приводящий в работунасос.
Пунктнаблюдения и гидравлическая установка должны быть обеспечены аварийнымосвещением.
Припроведении опытов по определению параметров сдвига пород в горной выработкеустановка должна быть укреплена в распор не менее чем двумя винтовымидомкратами.
Прииспользовании опытной установки с применением гидравлических подушек и винтовыхдомкратов подушка должна иметь предохранительный металлический (съемный) кожух,а винтовые домкраты — предохранительный металлический пояс. После проведениякаждого опыта камера должна быть проверена лицом технического надзора иприведена в безопасное состояние.
Припроведении полевых определений (опытов) на сжимаемость и сопротивление породсдвигу в скважинах с помощью прессиометров следует:
а) передначалом определений проверить исправность и состояние шлангов, газовогоредуктора, вентиля, баллонов;
б) припроведении определений в зимнее время над устьем скважины сооружатьотапливаемое укрытие;
в) следить запоказаниями манометров и не допускать повышение давления выше предельного;
г) при работес электропневматическими прессиометрами персонал должен соблюдать «Правилаустройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»,
Запрещается: впроцессе проведения опробования находиться над устьем скважины; проведениеопробования скважин при неисправности приборов, измерительной аппаратуры,утечках воздуха, а также при зависании клапана редуктора, аномальных показанияхуказателя деформации и т.п.
Приобнаружении неисправностей проведение опробования должно быть приостановлено,источник высокого давления отключен, а давление в системах прессиометра снято.
5. Охрана окружающей среды
5.1 Охрана природы
Проблемаохраны окружающей среды и геологической среды в частности весьма актуальна.
Припроизводстве инженерно-геологических изысканий проходятся горные выработки,которые нарушают естественное состояние геологической среды.
Особенно этоочень часто выражается в оттаивании многолетнемерзлых грунтов, нарушении изагрязнении подземного стока грунтовых вод являющихся основным источникомводоснабжения и т.п.
Дляпредотвращения подобных явлений при производстве работ необходимо максимальноснизить возможность загрязнения геологической среды продуктами ГСМ, полимернымидобавками к промывочным жидкостям и т.п.
Послезавершения работ все горные выработки необходимо ликвидировать путем их засыпкипеском и последующей затрамбовкой во избежание просадок поверхности земли,которые в свою очередь могут привести к развитию разного родаэкзогенно-геологических процессов (оврагообразование, заболачивание, термокарсти т.д.).
Припроизводстве работ в лесном массиве необходимо соблюдать правила пожарнойбезопасности, а также не допускать загрязнения природы бытовыми и техническимиотходами.
5.2 Охрана атмосферы
Припроизводстве инженерно-геологических изысканий, двигатели транспортных средстви буровых установок должны быть отрегулированы, исходя из требований ксодержанию вредных веществ в выхлопных газах.
Документом,регламентирующим природоохранные мероприятия, является серия государственныхстандартов «Охрана природы. Атмосфера».
Основнымимероприятиями по охране атмосферного воздуха являются: усовершенствованиетехнологических процессов, оборудования, транспортных средств улучшениекачества сырья и топлива; внедрение высоко эффективных установок для отчисткипромышленных и других выбросов.
5.3 Охрана гидросферы
Основнымимероприятиями по очистке сточных вод являются замкнутое оборот-водоснабжениепредприятий; разбавление до гигиенических ПФК вредных веществ; применениемеханических, химических и биологических методов.
Выполняяинженерно-геологические исследования, необходимо предотвращать утечки в водоемыи водостоки загрязненных промывочных жидкостей, нефтепродуктов, вод и растворовсодержащих токсичные вещества.
5.4 Охрана почв
Основнымивопросами, которые необходимо решать, при комплексных мероприятиях по охранепочв, являются:
— борьба сэрозией почв, механическим, химическим и бактериологическим загрязнением,
— защита отзасоления и заболачивания,
— организацияутилизации бытовых и промышленных отходов, рекультивация почв.
Припроведении инженерно-геологических изысканий необходимо предусматриватьвыполнение следующих видов работ:
— располагатьподъездные пути в местах просек и стыков севооборотов,
— осуществлять снятие растительного покрова на площадке размещения буровогооборудования и вспомогательных подсобных помещений с последующейрекультивацией.
5.5 Охрана растительности
Припроведении инженерно-геологических изысканий необходимо согласовать местопроизводства работ с местными органами власти и соблюдать правилапротивопожарной безопасности, составляющей основу охраны лесных массивов.
5.6 Охрана геологическойсреды
Преобразованиеземной коры происходит при наземном, подземном и подводном перемещении земляныхмасс при строительстве различных промышленных объектов.
Дляпредотвращения загрязнения водоносных горизонтов в местах строительстваводозаборов предусматривается зона санитарной охраны, состоящая из двух поясов.При проведении инженерно-геологических изысканий необходимо свести к минимуму наносимыйущерб и выполнять мероприятия по охране окружающей геологической среды.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯЧАСТЬ
6. Предварительная смета№ п/п Виды работ Объем работ Единицы измерения Обоснование стоимости по СБЦ 1999 г. Расчет стоимости, руб. Стоимость, руб. Полевые работы 1 Рекогнасцировочное (маршрутное) обследование 3,5 км п. 14, табл. 9, §1
3,5×28,3×1,25×1,2
×0,85 126,3 2 Планово-высотная привязка 164 точки п. 14, табл. 93, §1 164×10,8×0,85 1505,5 3
Колонковое бурение скважин, глубиной 15 м:
II кат. п.
III кат. п.
IV кат. п.
246
200,9
332,1 п. м.
п. 14, табл. 17,
§1, примеч.
246×38,4×0,85×0,9
200,9×42,6×0,85×0,9
332,1×45,6×0,85×0,9
7226,5
6547,1
11585 4
Геофизические работы:
ВЭЗ
ЭП
48
48 точки
СБЦ 1982 г.,
ч. IV, гл. 16
табл. 156 96×27 2592 5
Отбор монолитов:
с глубины до 10 м
с глубины >10 м
50
10 шт. п. 14, табл. 57, §1
50×22,9×0,85
10×30,6×0,85
973,3
260,1 6 Отбор проб воды 6 проб п. 14, табл. 60, §1 6×4,6×0,85 23,5 7
Наблюдения за температурой пород:
1 раз в 10 дней
1 раз в месяц
54
18 точ./месс.
п. 14, табл. 40,
§2
§3
54×77,0×0,85
18×30,1×0,85
3534,3
460,5 8
Режимные наблюдения на наледном участке:
— Маршрутные наблюдения;
— Геофизические работы:
ВЭЗ
ЭП
— Буровые работы:
II кат.п.
III кат.п.
IV кат.п.
0,2
10
10
42
34.3
56.7
км
точки
п.м.
п.14, табл. 10, §4
СБЦ 1982 г.,
ч. IV, гл. 16
табл. 156, §1
п. 14, табл. 17, §1, примеч.
0,2×16,3×0,8×0,85
20×27
42×38,4×0,85×0,9
34,3×42,6×0,85×0,9
56,7×45,6×0,85×0,9
2,2
540
1233,7
1118
1978 ИТОГО ПОЛЕВЫХ РАБОТ 39706 Лабораторные работы Глинистые гр. 9 Полный комплекс физико-механических свойств грунта с определением сопротивления грунта срезу под нагрузкой до 0,6 МПа 30 образец табл. 63, §25 30×193,0 5790 Песчаные гр. 10 Полный комплекс физико-механических свойств грунта с определением сопротивления грунта срезу и компрессионными испытаниями до 0,6 МПа 30 образец табл. 65, §10 30×125,9 3777 11 Сокращенный хим. анализ воды 6 проб табл. 73, §3 6×45,7 274,2 12 Определение хим. анализа водной вытяжки 6 проб табл. 71, §1 6×48,8 292,8 13 Приготовление водной вытяжки 6 проб табл. 70, §83 6×3,8 22,8 ИТОГО ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 10156,8 Камеральные работы 14 Камеральная обработка материалов: буровых работ 912 п. м. табл. 82, §1 912×9,4 8572,8 лабораторных работ 20 % стоим. от лаб. работ табл. 86, §1 10156,8×0,2 2031,4 рекогносцировочных обследований 3,5 км табл. 9, §1 3,5×23,4 81,9 термометрических наблюдений 72 10 замеров табл. 85, §3 7,2×8 57,6 геофизических работ 116 точек
СБЦ 1982 г.,
ч. IV, гл. 16
табл. 156, §1 116×2,3 266,8 хим. состава воды 15 % стоим. от лаб. работ по опред. хим. анализа табл. 86, §8 567×0,15 85,1 ИТОГО КАМЕРАЛЬНЫХ РАБОТ 11095,6 15 Составление технического отчета 22 % стоимости камеральных работ табл. 87, §2 11095,6×0,22 2441 ИТОГО 63399,4 16 Получение разрешения на проведение работ 1095 руб.+1,5% свыше 50 тыс. руб. табл. 98, §2 1095+13399,4×0,015 1296 17
Расходы на
внутренний транспорт 8,75 % стоимости полевых работ табл. 4
39706
×0,0875 3474,3 18 Расходы на внешний транспорт 2,8
% стоимости полев. раб.
+расходы на внутр. транс. табл.5 43180,3×0,028 1209 19 Организация и ликвидация работ 6
% стоимости полев. раб.
+расходы на внутр. транс. п.13 43180,3×0,06 2591 ИТОГО ВСЕХ РАБОТ 71969,7 25 Коэффициент к итогу сметной стоимости (1,25) 89962,1 26 Коэффициент на удорожание изыскательских работ (34,53) 3106392,1 27 НДС (18%) 559150,6 ИТОГО С НДС 3665542,7 /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Заключение
В данномдипломном проекте детально рассмотрен участок проектируемой застройкимикрорайона «Каштак», получены данные об инженерно-геокриологическом строениирайона работ, запроектированы работы для оценки геологических иинженерно-геологических условий.
Вгеологическом строении площадки принимают участия четвертичные отложенияаллювиального и элювиального генезиса. Аллювиальные отложения представленысуглинком, песками пылеватыми и гравелистыми. Вскрытая мощность аллювиальныхотложений составляет 10,3м, элювиальные отложения представлены продуктами глубокоговыветривания алевролитов и песчаников, выветрелых до состояния суглинкакомковато-плитчатой структуры и песка средней крупности.
Гидрогеологическиеусловия площадки характеризуется распространением подземных вод двухгоризонтов. Первый горизонт – воды порово-пластового типа имеет повсеместноераспространение и вскрыт всеми скважинами на глубинах 8,1-9,5м и приурочен кпеску гравелистому.
Второйгоризонт – подмерзлотные воды трещинно-пластового типа вскрыты скважиной №1748на глубине 29,2м в элювиальном суглинке. Воды обладают незначительным местнымнапором, уровень установления зафиксирован на глубине 27,0м.
Микрорайон«Каштак» по сложности инженерно-геологических условий относится к III категории.
Длястроительства запроектированы следующие виды работ: сбор и обработка материаловпрошлых лет, планово-высотная привязка проектируемых скважин, буровые работы,геофизические работы, отбор проб, стационарные наблюдения за температурой породи за наледью, лабораторные работы, камеральные работы и написание отчета.
Сметнаястоимость всех запроектированных работ составляет 3665542,7 рублей.
В результатепроведённых инженерно-геологических изысканий должен быть составлен отчет сописанием всех видов работ и результатов исследований.
Список используемой литературы
Опубликованная
1. Анашкина, Н.С. Правилабезопасности при геологоразведочных работах, / Н.С. Анашкина – М: Недра, 1991 –218 с.
2. ГОСТ 25258-82 Методполевого определения температуры.
3. Золотарев, Г.С.Инженерная геодинамика. М: МГУ, 1983, 328 с.
4. Золотарев, Г.С.Методика инженерно-геологических исследований. / Г.С. Золотарев — М: МГУ, 1990- 377 с.
5. Краткий геологическийсловарь. / Под ред. Немкова Г.И. М: Недра, 1989, 176 с.
6. Ломтадзе, В.Д.Инженерная геология. Инженерная геодинамика. Л: Недра, 1977, 470 с.
7. Ломтадзе, В.Д.Инженерная геология. Л: Недра, 1978, 496 с.
8. Методическиерекомендации по стационарному изучению криогенных физико-геологическихпроцессов. Науч. ред. С.Е. Гречищев, В.Л. Невечеря. М.: ВСЕГИНГЕО, 1979, 72 с.
9. Объяснительная записка«Государственная геологическая карта Р.Ф.», издание второе. Санкт-Петербург:изд-во С-П картографической фабрики ВСЕГЕИ, 2002.
10. Общеемерзлотоведение. / Под ред. Кудрявцева В.А. М: МГУ, 1978, 464 с.
11. Основы мерзлотногопрогноза при инженерно-геологических исследованиях. / Под ред. Кудрявцева В.А.М: МГУ, 1974, 431 с.
12. Пособие к СНиП2.0.2.01-83
13. Сергеев, Е.М.Инженерная геология. М: МГУ, 1982, 248 с.
14. СП 11-105-97Инженерно-геологические изыскания для строительства, часть1. Общие правилапроизводства работ.
15. СП 11-105-97 Правилапроизводства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов, часть4.
16. Справочник базовыхцен на инженерно-геологические и инженерно-экологические изыскания длястроительства.
17. Шестернев Д. М.Наледи Забайкалья / Д. М. Шестернев, А. Г. Верхотуров. – Чита, ЧитГУ, 2006.-213с.
Фондовая
18. Заключение порезультатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «1-я очередьзастройки МКР «В» и «Д» Северного жилого массива».
19. Заключение порезультатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Жилой дом №63 в МКР«Северный»», инв. №Ч-5194, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
20. Заключение порезультатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Застройкамикрорайона «Каштак» дом №8 в г. Чите», инв. №Ч-6118, тех. архив ОАО«ЗабайкалТИСИЗ».
21. Заключение порезультатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Застройкамикрорайона «Каштак» дом №7 в г. Чите», инв. №Ч-6132, тех. архив ОАО«ЗабайкалТИСИЗ».
22. Заключение по результатаминженерно-геологических изысканий на объекте: «Застройка микрорайона «Каштак»дома №1, 2, 3 в г. Чите», инв. №Ч-6169, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
23. Заключение порезультатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Детский сад-ясли вп. Каштак, в г. Чите», инв. №Ч-5243, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
24. Инструментальныенаблюдения за осадками глубинных и поверхностных осадок дома №4 в МКР «Каштак»,инв. №Ч-6427, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».