Реферат
Темой дипломного проекта является «Проект инженерно-геологических изысканий для застройки второй очереди МКР «Каштак» на стадии Проект».
Настоящая работа состоит из шести глав.
В первой главе дается описание физико-географических условий района: орогидрография, климат района, описывается геологическое строение района в целом (стратиграфия, интрузивный магматизм, тектоника, разрывные нарушения), дается его гидрогеологическая, геокриологическая и инженерно-геологическая характеристики.
Во второй главе дается оценка инженерно-геологических условий на основе районирования территории.
В третьей главе описывается методика, объемы и условия проведения инженерно-геологических изысканий.
В четвертой главе – охрана труда и техника безопасности при проведении инженерно-геологических изысканий.
В пятой главе – охрана окружающей среды.
В шестой главе приведена предварительная сметная стоимость всего объема работ.
Ключевые слова: инженерно-геологические условия, геокриологические условия, инженерно-геологические изыскания, инженерно-геологический элемент (ИГЭ), категория сложности, процессы и явления, теплофизические характеристики, расчет, чаша оттаивания, предпостроечное протаивание, осадка грунтов основания, стационарные наблюдения, температурный режим, наледь, предварительная смета.
Дипломный проект состоит из пояснительной записки объемом 123 страниц и 10 графических приложений.
Сметная стоимость составляет: 3665542,7 рублей.
Введение
Целью данного дипломного проекта является составление проекта инженерно-геологических изысканий для жилой застройки второй очереди микрорайона «Каштак» (МКР «Каштак») на стадии Проект.
В настоящее время город Чита является административным и культурным центром Забайкальского края, в котором ведется активное строительство жилых домов. С демографическим ростом возникает необходимость в строительстве экономически выгодных районов, которая заключается в доступности по цене жилья. Сейчас развито строительство жилых спальных район, таких как микрорайон «Каштак» и «Девичья сопка».
В настоящее время в МКР «Каштак» ведется строительство зданий первой очереди (это жилые дома №2,3,4), а так же планируется дальнейшая застройка всего микрорайона. Технологией строительства выбрано использование монолитного железобетона. Выбор данной технологии обусловлен практичностью (изготовление различных фасадов зданий), экономичностью (доступность работников). В связи со сложными инженерно-геологическими условиями, а именно наличием илов, предлагается в качестве альтернативного варианта фундамента перекрестные монолитные ленты, шириной 3 м.
Территория района работ входит в зону распространения многолетнемерзлых пород не сливающегося типа. Следует сказать о том, что проблема строительства на многолетнемерзлых грунтах является весьма актуальной, ее решение имеет большое народно – хозяйственное значение.
Задачами дипломного проекта являются: оценка инженерно – геологических условий территории МКР «Каштак», изучение физико – механических свойств грунтов, их несущей способности, выяснения условий формирования многолетнемерзлых пород, их распространения и температурного режима.
Полученные в ходе изысканий результаты, будут использованы проектировщиками для определения принципа использования многолетнемерзлых пород в качестве основания, выбора оптимального типа фундаментов, его конструкции с целью обеспечения надежности зданий и сооружений при их эксплуатации.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1. Физико-географическая характеристика города Читы
Источником описания физико-географических условий территории г. Читы послужила пояснительная записка к Инженерно-геологической карте г. Читы. [9]
1.1 Орогидрография
Город Чита располагается в Читино-Ингодинской депрессии и характеризуется небольшими абсолютными высотами, составляющими 750-850 м. Минимальные высоты равны 638 м и наблюдаются при впадении р. Читинки в р. Ингоду. Рельеф слабохолмистый и равнинный. Всхолмленность дна впадины связана с расчленением поверхности надпойменных 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 в нижней части широко развитыми пролювиально-делювиальными шлейфами. С севера впадина ограничивается хребтом Яблоновым, с юга - хребтом Черского. Абсолютные высоты хребтов составляют 1000-1300 м. Относительные превышения над дном впадины равны 300-400 м.
Речная сеть района относится к бассейнам рек Ингоды и Читинки, притоки образуют перисто-стволовую систему. Долины рек в основном прямолинейны, имеют небольшой продольный уклон, составляющий 1-5º. В пределах впадины русла рек Ингоды и Читинки извилисты, местами разбиваются на протоки. Небольшие притоки их берут начало с хребтов Яблонового (Ивановский, Застепинский, Кадалинка) и Черского (Смоленка, Сухая, Сенная, Кайдаловка, Антипиха, Песчанка); часто пересыхают летом и промерзают полностью зимой. Днища долин плоские, ширина их равна нескольким сотням метров (около 2км) Поперечный профиль корытообразный. Склоны долин имеют разнообразную форму - от прямых до вогнутых, выражающихся в появлении у тылового шва террас пролювиально-делювиальных шлейфов. Дно долин террасировано. Прослеживается четыре уровня цокольных и скульптурных террас, сильно изрезанных небольшими оврагами и балками.
Источником питания рек являются атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя и снега, а также подземные воды. Источники питания определяют водный режим и придают им свои своеобразные особенности. Для рек характерно невысокое половодье, начинающееся в апреле и затухающее в октябре. Скорость течения рек равна 0,9-1 м/сек. Глубина рек на перекатах составляет 0,7м, на плесах 2-3 м.
В холодное время года реки характеризуются небольшим стоком. В течение 5-5,5 месяцев они покрыты льдом, некоторые промерзают до дна (р. Читинка). Толщина льда составляет 1,5-2 м.
1.2 Климат
Изучаемый район располагается в пределах пояса умеренных широт и характеризуется резкой континентальностью климата. На климат Читино-Ингодинской впадины оказывает большое влияние удаленность от океанов, воздействия сибирского антициклона, тихоокеанских муссонов и сильная расчлененность рельефа.
Годовая амплитуда абсолютных температур составляет 48˚С, средних месячных 25˚С, средняя суточная амплитуда температуры воздуха достигает 13,8˚С.
Зима в Чите продолжительная (около 5 месяцев), малоснежная и суровая. За наступление зимы принимается начало устойчивых морозов, обычно совпадающих с переходом средней суточной температуры через -5˚С. В Чите за начало зимы принимается 26 октября. Прекращение морозов 31 марта. Самым холодным месяцем является январь. Средняя месячная температура января составляет-27,7˚С, за двенадцатилетний период- 25,1˚С (Таблица 1.1).
Абсолютный минимум температуры в январе за двенадцатилетний период -45,7˚С, за многолетний -54˚С (Таблица 1.1). Снежный покров появляется в конце октября. Он невелик. Незначительное количество осадков в зимние месяцы особенно характерно для Читино-Ингодинской депрессии, где происходит интенсивное сдувание снега с плоских поверхностей увалов и холмов. Высота снежного покрова в депрессии небольшая и не превышает 10-15 см.
В зимние месяцы отмечается высокое атмосферное давление (775 - 778 мм. р. ст), которое в сочетании со слабыми ветрами способствует застаиванию холодного воздуха в депрессии и создает благоприятные условия для возникновения и сохранности многолетней мерзлоты.
Весна и осень короткие, часто холодные с преобладанием ветров северо-западного и западного направлений (Таблица 1.2). Зимние температуры складываются под влиянием сибирского антициклона. Они постоянны и только изредка погода нарушается легкой облачностью, выпадением небольшого количества снега и усилением ветра.
Весна в Читино-Ингодинской депрессии непродолжительная и длится всего 30 - 40 дней. Начинается она в середине апреля и заканчивается в конце мая. Для весеннего периода характерно неустойчивость температур, преобладание малооблачных и засушливых дней. Малая облачность обуславливает большую продолжительность солнечного сияния и значительные величины прямой солнечной радиации, максимальные показатели которой наблюдаются в июле, минимальные – в декабре - январе.
Температуры в весенние месяцы колеблются от 2 - 4˚С до 18 - 20˚С. Весна характеризуется большой засушливостью, вызванной прогреванием сухих арктических масс воздуха в условиях солнечной малооблачной погоды. Количество осадков в апреле составляет 10 - 20 мм. В мае количество осадков увеличивается в 2 - 3 раза, нередко в виде мокрого снега (Таблица 1.3).
Особенностью весенних месяцев является сильные ветра, достигающие 5-6 м/сек., нередко 15-17 м/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 них составляет 14% (Таблица 1.5). Среднегодовая скорость ветра 2,4 м/сек.
Лето в Читино-Ингодинской депрессии короткое. Сухое лето в начале и влажное во второй половине. Для лета характерна большая повторяемость облачных дней. Отрицательной особенностью летних месяцев является позднее окончание заморозков и их раннее появление. По сравнению с весной увеличивается увлажненность воздуха. Во второй половине лета влажность составляет 60-70%. В отдельные годы количество 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 режиме ветров наблюдается уменьшение скоростей и увеличение дней со спокойной погодой. Наряду с ветрами западных и северо-западных направлений, появляются ветры восточные и юго-восточные.
Температура воздуха в летние месяцы составляет 25-30˚С.
Осень устанавливается в начале сентября и длится до середины, иногда до конца октября. В первой половине осени днем еще сохраняются высокие температуры, ночью появляются заморозки. Средняя месячная температура сентября составляет за 12 лет 7,4˚С, за многолетний период 8,2˚С. Днем в сентябре может быть еще довольно тепло. Максимальные температуры иногда достигают 29-30˚С. Наряду с этим, наблюдаются заморозки, в холодные ночи температура может понижаться до -9-13˚С. Увеличивается количество малооблачных дней и быстро уменьшается количество выпадаемых осадков. Вторая половина короче и холодней. Погода становится морозной. Влажность продолжает оставаться высокой и составляет нередко 50%. Скорость ветра небольшая - до 1,5-2 м/сек. Температура понижается и ночью может достигать -25 0
С.
Помимо рельефа, растительности и гидрографической сети на климат района большое влияние оказывает положение его в пределах полузамкнутой котловины, какой является Читино-Ингодинская впадина. В зимнее время холодные массы воздуха скапливаются в понижениях. Сюда же поступает холодный воздух со склонов гор. Происходит потеря тепла радиационным выхолаживанием, поэтому температура зимой на дне впадины будет значительно ниже, чем на ее бортах.
Таблица 1.1
Среднемесячные значения температуры воздуха, 0
с.
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 |
Таблица 1.2
Среднемесячная годовая скорость ветра, 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 | |||||
Таблица 1.3
Количество осадков за десять лет и 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 |
Таблица 1.4
Наибольшая скорость ветра различной 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 |
Таблица 1.5
Повторяемость направлений ветра и 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 |
1.3 Геологическое строение
Город Чита располагается в Читино-Ингодинской впадине, ограниченной с обеих сторон крупными поднятиями: с северо-запада горстовым поднятием Яблонового хребта, с юго-востока поднятием хребта Черского. Ширина впадины изменяется от 7-10км до 15-20км. Кукинское поднятие делит впадину на две части: юго-западную - Ингодинскую и северо-восточную - Читинскую. В прибортовых частях Читино-Ингодинская впадина ограничена крупными разломами: это подтверждается геофизическими методами. По мнению М.С. Нагибиной контакты верхнемезозойских отложений с породами кристаллического ложа всюду вдоль бортов сопровождаются выходами юрских эффузивов. Кроме того, имеются поперечные разломы, по которым происходит перемещение блоков фундамента.
А.В. Внуков, В.И. Сизых и И.Н. Фомин (1964) отмечают, что вдоль северо-западного борта впадины на всем протяжении структуры прослеживается мощное и сложное по строению тектоническое нарушение сбросово-надвигового типа.
Читино-Ингодинская впадина резко асимметричная грабен синклиналь. В юго-западной Ингодинской части впадины наибольшие погружения фундамента тяготеют к северо-западному борту структуры. В северо-восточной Читинской, оно приурочено к тектоническому контакту структуры с горстовым поднятием хребта Черского.
Юго-западная часть впадины, характеризующаяся выдержанным северо-восточным простиранием, представляет в целом односторонний грабен, полого наклоненный на юго-восток и ограниченный с этой стороны разломом.
К моменту накопления осадков Читино-Ингодинская впадина была морфологически выражена в рельефе и представляла собой межгорную котловину, в которую происходил снос с хребтов Яблонового и Черского.
Одинаковый состав обломочного материала в депрессии и на хребтах указывает на постоянную область сноса в течение всего периода формирования осадков, а плохая его окатанность - на близость области сноса. Вблизи бортов отлагались более грубые отложения. В центральной же части впадины, где, по-видимому, существовали озерно-речные условия, шло формирование более тонкого материала.
В геологическом строении Читино-Ингодинской впадины принимают участие эффузивные породы юрского возраста, континентальные отложения верхней юры и нижнего мела, отложения плиоценового четвертичного возраста. Широкое распространение имеют интрузивные образования каменноугольного и триасового возраста.
Нижнемеловые отложения
Нижнемеловые образования представлены двумя свитами эффузивных пород: харюлгатинской (К1-2
hr), относимой к нижнему и среднему отделам мела и джаралгантуйской (К2-3
) свитой среднего и верхнего отдела.
Первая свита сложена туфопесчаниками и конглобрекчиями, закартированными на склонах хребта Яблонового, на разделах между падями Кадалинской и Застепинской, Застепинской и Боярочной, Шильниковой и Лапочкиной.
Вторая свита состоит из ортофиров, кварцевых и дацитовых порфиров и туфолав, прорывающих верхнепалеозойские и мезозойские породы и залегающие на них в виде покровов в пределах северо-западных отрогов хребта Черского.
Нижнемеловые отложения (нерасчлененные) представлены безугольной и угольной свитами. Суммарная мощность обеих свит по геофизическим данным составляет около 3000 м.
Безугольная свита (К3-
kIbz
)
Отложениями безугольной свиты сложена большая часть района. Представлены они алевролитами и песчаниками с подчиненными прослоями аргиллитов. Свита характеризуется большой фациальной изменчивостью и колебаниями мощностей отдельных слоев на небольших расстояниях. Общая мощность свиты равна 900-1100м. В отложениях свиты выделяется 11 пачек, из которых пачки «А», «С», «Е», «g» , «j», «a» представлены алевролитами с маломощным прослоями песчаников и аргиллитов, пачки «В», «Д», «Н», «К» - песчаниками с прослоями алевролитов.
Литологический состав пород свиты отличается большим однообразием.
Угленосная свита (KI
ug)
Отложения свиты отличаются от пород безугольной большой фациальной изменчивостью и распространены на левобережье реки Кадалинки. В основном это песчаники грубозернистые, белесо-серые, глинистые и каолинизированные. Песчаники переслаиваются с аргиллитами и алевролитами и содержат в себе большое количество углистого вещества. Общая мощность свиты составляет 150-170м.
Кайнозойские образования широко распространены в Читино-Ингодинской депрессии, где они представлены аллювиальными и склоновыми образованиями от плиоценового до современного возраста.
Плиоценовые отложения
На северо-восточном склоне Титовской сопки на высоте 30м над уровнем воды в реке Читинка прослеживаются отложения делювиального генезиса. Видимая мощность их составляет 8,8м. Отложения представлены переслаивающимися между собой глинами и суглинками ярко-желтого и желто-бурого цвета. Споры и пыльца, отобранные из глин Каштакской партией М. Ф. Г. У. показали спектр плиоценового типа.
Среднечетвертичные отложения ( QII
)
К отложениям этого возраста относятся в районе аллювий третьей и четвертой террасы, а также делювиальные отложения, покрывающие собой борта Читино-Ингодинской депрессии.
Наиболее древними являются отложения самой высокой надпойменной террасы-четвертой, сохранившиеся небольшими участками в верхнем течении 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 аллювиальными свитами, мощность которых равна 25м (нижней) и 40м (верхней). Нижняя свита сложена, в основном песками, мощность которых составляет около 20м. Под песками прослеживаются галечные отложения мощностью до 4-4,5м.
Пески верхней части разреза являются серыми, разнозернистыми, кварц-полевошпатовыми, однородными с редкими прослоями темно-серого суглинка.
В основании верхней свиты прослеживаются гравийно-галечные образования мощностью от 2 до 8м. Вверх по разрезу галечные отложения сменяются песками, хорошо отсортированными, косослоистыми, разнозернистыми, иногда грубозернистыми серого цвета. В самых верхах пески становятся глинистыми и переходят в суглинки озерно-болотного типа с горизонтальной слоистостью мощностью 7-10м.
В долине р. Кадалинки аллювий представлен горизонтально слоистыми, крупногалечными образованиями с мелкими валунами, линзами и прослоями гравийного песка. Окатанность гальки и валунов плохая. По пади Кайдаловки аллювий IV террасы представлен песками с линзами глин, суглинков, супесей, прослоями плохо окатанной гальки. Между падями Сенной и Сухой в разрезе террасы наблюдаются разнозернистые пески с линзами гравия и тонкими прослоями супесей. Мощность аллювия равна 30м.
По возрасту отложения IV террасы отнесены к низам среднечетвертичного возраста. В спорово-пыльцевом спектре, полученном из этих отложений, были встречены пыльца хвойных деревьев с небольшой примесью широколиственных. В верхней части разреза в спектре наблюдается пыльца степной растительности, свидетельствующая о похолодании климата во время формирования верхней части разреза. На признаки похолодания указывают также отмечаемые в разрезе морозные деформации.
К отложениям среднечетвертичного возраста относятся также рыхлые образования III надпойменной террасы, отличающейся от аллювия IV террасы большей грубостью слагающего материала, большим количеством гравийных и галечных прослоев, меньшей засоренностью неокатанным материалам. В аллювии III террасы можно выделить и галечно-гравийные, песчано-супесчано-суглинистые отложения.
В долинах левобережных притоков р. Ингоды, берущих начало с Яблонового хребта, аллювий представлен преимущественно гравийно-галечниковыми отложениями с примесью плохооткатанных валунов и щебня. Вблизи с. Смоленки в разрезе III террасы наблюдаются пески, подстилаемые гравийно-галечными отложениями. По левому берегу р. Ингоды у пос. Антипиха отложения террасы представлены чередованиями песка желто-бурого, светло-серого, мелко и среднезернистого мощностью около 10 м.
На правобережье р. Ингоды аллювий III террасы более грубый и содержит в себе плохо окатанный галечно-валунный и щебенистый материал.
Вблизи шоссейной дороги Чита - Молоковка III терраса сложена гравийно-галечными отложениями с глыбами, чередующимися с песчано-гравийно-галечными отложениями. Мощность рыхлых отложений 12м. Выше аллювиальные отложения перекрыты делювиально-пролювиальным материалом с включением неокатанных глыб.
Формирование аллювия III надпойменной террасы происходило во второй половине среднечетвертичного времени в период межледниковья. В спорово-пыльцевых спектрах, полученных из этих образований, преобладала пыльца сосны и ели.
На склонах Читино-Ингодинской впадины произрастали сосново-березовые и сосново-еловые леса.
Делювиальные отложения этого возраста распространены у подножия хр. Яблонового, где их мощность составляет 2,5-5м. Состоят отложения преимущественно из супесей и суглинков с галькой нижнемеловых конгломератов. На склоне хребта между падями Кадалинкой и Застепинской к суглинкам и гальке примешивается щебень нижнемеловых пород. Вниз по разрезу количество щебня увеличивается.
Верхне-среднечетвертичные отложения (QII
– QIII
)
К нерасчлененным образованиям верхне-средне-четвертичного времени относятся термокарстово-оползневые отложения, выполняющие котловины протаивания на поверхности третьей и четвертой надпойменных террас. Отложения тесно связаны с подстилающими породами. Так на участке преимущественного развития алевролитов на междуречье падей Кадалинки и Застепинской термокарстово-оползневые образования представлены глинами и суглинками незначительной примесью песка и гальки. Мощность этих отложений равна двум, пяти метрам.
Верхнечетвертичные отложения (QIII
)
К отложениям верхнечетвертичного возраста относится аллювий надпойменной террасы р. Ингоды.
Отложения, в основном, представлены песком серого, желтого цвета, средне- и мелкозернистой, полимиктовой структурой. В песке наблюдаются линзы и прослои супесей.
Близ тылового шва террасы аллювий нередко обогащен крупногалечным материалом, иногда с мелкими валунами, снесенными с вышерасположенных террасовых уровней.
В долинах левых притоков р. Ингоды, стекающих с Яблонового хребта аллювий этого возраста представлен разнозернистыми песками желтого и серого цвета с прослоями темно-серых супесей.
Характерной особенностью аллювия второй надпойменной террасы является то, что он залегает в долинах, переуглубленных относительно современного русла рек.
Вторая терраса на левом берегу р. Читинки между Каштаком сложена преимущественно песками средне- и мелкозернистыми серого и желтого цвета. Пески содержат в себе прослои гравия и гальки мощностью 0,5-1,5м. В основании толщи мощность гальки составляет 3м. В верхней части разреза мощностью до 4-7м пески содержат прослои супесей.
В долине р. Ингоды ниже Титовской сопки аллювий III террасы представлен песками грубозернистыми с крупной галькой и глыбами гранитов.
В долинах левобережных притоков р. Ингоды и по правобережью р. Читинки аллювий двух террас представлен разнозернистыми песками с прослоями темно-серых супесей. Мощность составляет 15-20м.
В долинах рек Антипиха и Песчанка аллювий в основном песчаный. Мощность его равна 7-8м.
В возрастном отношении в разрезе второй надпойменной террасы выделены спектры, характеризующие растительность межледниковья и двух периодов похолодания. Наиболее низкая часть разреза террасы формировалась в условиях более теплого климата. В верхних горизонтах аллювия, также как и в перекрывающих террасу делювиальных шлейфов ксерофитов. Исчезновение лесов и наличие следов деятельности мерзлоты указывает на формирование аллювия верхней части разреза в период сурового климата ледникового времени, на развитие склоновых процессов и формирование пролювиально-делювиальных шлейфов.
Верхнечетвертичные современные отложения(QII
– QIII
)
Нерасчлененные образования верхнечетвертичного современного возраста слагают собой первую надпойменную террасу и представлены в основном галечными отложениями.
Галька хорошо окатана, имеет разнообразные размеры, которые увеличиваются к нижней части разреза. В долине р. Ингоды над галечными отложениями прослеживается горизонт мелкозернистых песков и супесей.
Пески и галечники первой террасы отличаются хорошей отсортированностью, лучшей окатанностью, чем в более высоких террасах. В местах сочленения первой террасы с днищами падей в разрезе ее наблюдаются глинистые пески с линзами серых и бурых глин и суглинков. Средняя мощность аллювия первой террасы равна 7-8 м, в пределах падей она уменьшается до 2-6 м.
В спорово-пыльцевом спектре аллювия первой террасы отмечена пыльца травянистых растений, которая с глубиной сменяется пыльцой древесной растительности. Среди древесных преобладает ель и сосна, свидетельствующая о некотором увлажнении климата. Формирование первой террасы завершилось в условиях резкого изменения климата, когда на поверхности террасы возникали большие морозные трещины, образующие систему крупных полигонов. Проявление мерзлоты в верхах разреза позволяет рассматривать время формирования террасы, как переходное от верхнечетвертичного к голоценовому.
Современные отложения ( QIV
)
К образованиям современного возраста относятся отложения высокой и низкой пойм и русел, представленные главным образом песчано-галечными отложениями с прослоями песков и cyпесей.
Низкая пойма рек Ингоды и Читинки сложена почти исключительно галечноковыми отложениями мощностью от 2 до 8 м. Средняя мощность отложений составляет 4-5 м.
Спорово-пыльцевые спектры, полученные из пойменного аллювия, в основном лесной с преобладанием сосны.
К отложениям этого возраста относятся также термокарстовые-оползневые, озерные, делювиальные и делювиально-пролювиальные образования, закартированные на побережье озер Кенона и Угдана. Представлены они фациями береговых валов и высохшего дна низкой поймы озерного происхождения. Береговые валы развиты на юго-западном и восточном берегах оз. Кенона и на южном берегу оз. Угдана. Высота их изменяется от 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-серого и серого цвета.
В песках часто встречается мелкая и средних размеров слабо окатанная галька различного петрографического состава. Пески нередко перекрываются супесями с примесью гравия.
На восточном побережье озера Кенон береговой вал сложен гравелистыми песками с редкими включениями мелкой гальки. В приозерной части вала пески хорошо промыты, тогда как с обратной стороны они содержат много пылеватых и глинистых частиц.
Отложения низкой поймы озерного происхождения (высохшего дна озера) состоят из песков от тонкозернистых до крупнозернистых, обычно глинистых, иногда с гравием, мелкой галькой и прослоями супесей и суглинков. Вдоль озера Угдан отложения прослеживаются полосой шириной равной 300 м. Мощность отложений составляет 1-2 м.
Делювиальные и делювиально-пролювиальные отложения широко распространены на склонах хребта Черского, где они представлены разнозернистыми песками с линзами супесей и суглинков, иногда с примесью дресвы и щебня. Мощность их нередко достигает 15 и более метров.
По бортам долин Антипихи и Песчанки делювиальные образования состоят из песка с глыбами коренных пород. Видимая мощность их у северной окраины села Песчанки составляет 3,5-3,7 м.
На правобережье р. Ингоды делювиально-пролювиальные отложения состоят из щебня и мелких глыб с грубопесчаным заполнителем.
На левом берегу р. Читинки делювий представлен песчанными разностями, иногда с примесью дресвы и щебня.
1.4 Геоморфология
Изученная территория располагается в пределах Читино-Ингодинской впадины, совпадающей в тектоническом отношении с грабен-синклиналью северо-восточного направления. С севера и юга впадина окаймляется горст-антиклиналями, соответствующими хребтам Яблоновому и Черского.
Рельеф депрессии создавался в плиоценовое и четвертичное время в результате сложных взаимодействий эндогенных и экзогенных факторов при преобладающей роли первых. Впоследствии на выработку рельефа большое влияние оказали эрозионно-денудационные процессы. Первостепенное значение при этом играла речная эрозия, связанная с деятельностью рек Ингоды, Читинки и их притоков. В настоящее время центральная часть депрессии, занятая низкими надпойменными террасами, представляет собой аккумулятивную равнину, сложенную рыхлыми образованиями кайнозойского возраста.
В краевых частях депрессии развит эрозионно-аккумулятивный рельеф. Это, в основном, пологоувалистая равнина, состоящая из высоких надпойменных террас, расчлененных многочисленными падями и распадками.
Высокие террасы большей частью являются цокольными. Распространены они в северной и северо-западной части депрессии. К ним относится четвертая надпойменная терраса высотой 80-100 м и третья терраса р. Ингоды высотой 50-60 м.
Низкие надпойменные террасы являются аккумулятивными, частично цокольными, имеют большую ширину, прослеживаются вдоль левого берега р. Ингоды и правого берега р. Читинки на много километров.
Пойма отмечается 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 в основном из галечных и песчано-галечных отложений. Мощность его равна от 2 до 8 м, средняя мощность составляет 4-5 м.
Первая надпойменная терраса распространена на западном побережье озера Угдан, по правому берегу р. Читинки, падям Кадалинке, Застепинской, Ивановской. Поверхность террасы ровная, слегка заболоченная, со следами первичного пойменного рельефа. Высота террасы над урезами рек равна 4-6 м. У тылового шва широкой полосой прослеживаются пониженные участки. Терраса сложена преимущественно галечными отложениями. Галька хорошо окатана. Видимая мощность отложений первой террасы равна 3,5-4 м. В долине р. Читинки, у восточной границы 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 надпойменная терраса отмечается на левом берегу р. Читинки у пос. Каштак, участками небольшой протяженности по р. Ингоде и в нижнем течении рек Антипихи и Песчанки. 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 сторону крупных рек. Терраса является цокольной. В центральной части ее сохранились аллювиальные отложения, представленные песчано-галечными образованиями. Высота террасы над уровнем рек различна. Некоторые исследователи (Рыжов и др. 1963 г.) выделяют во второй надпойменной террасе два уровня - низкий и высокий. Общая высота террасы равна 8-22 м. В большинстве высота ее составляет 10-14 м, вблизи озера Кенон она увеличивается до 20 м.
Третья надпойменная терраса имеет лучшую сохранность и в большинстве случаев является цокольной. Она прослеживается почти непрерывной полосой вдоль левого берега р. Читинки. Ширина ее составляет 5-6 км. Поверхность террасы ровная с небольшими западинами размером 50×100 м. На правом берегу р. Ингоды терраса перекрыта пролювиально-делювиальными шлейфами. Уступ террасы выположен и лишь на отдельных участках является крутым и отчетливо выраженным. Небольшими участками терраса отмечается на левобережье р. Кадалинки, а также на левобережье пади Ивановской. В последнем случае терраса имеет протяженность около 3,5 - 4 км и ширину до 1,4 км. Терраса имеет здесь отчетливо выраженный в рельефе уступ, в котором обнажаются верхнеюрские-нижнемеловые породы. На поверхности террасы наблюдается понижение овальной формы. Размеры его равны 1200×600 м. В пределах этого понижения отмечаются небольшие по площади терамокарстовые воронки округлой формы. Высота третьей надпойменной террасы равна 45-50 м.
Четвертая надпойменная терраса распространена в районе г. Читы. Прослеживается также в районе падей Кадалинской, Застепинской, занимает большие площади на их междуречье. Терраса является цокольной, но на отдельных участках носит скульптурный характер. Поверхность террасы наклонена в сторону долины р. Ингоды. Она имеет слегка холмистый вид, вызванный размывом перекрывающих ее рыхлых образований. В Кенонском районе участки с сохранившимся аллювием прослеживаются на поверхности террасы в северном, северо-западном направлении на 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-нижнемелового возраста.
Вблизи тылового шва поверхность террасы перекрыта пролювиально-делювиальными шлейфами, спускающимися со склонов Яблонового хребта. Шлейфы затушевывают прибортовые части террасы и придают ей вид увала.
Характерной чертой четвертой надпойменной террасы являются пониженные котловины, часто встречающиеся на ее поверхности. Одна из крупных располагается на левей берегу р. Кадалинки. Размера ее равный 2×0,7 км. Понижение вытянуто в меридианальном направлении и состоит как бы из двух котловин округлой формы, соединенных между собой неширокой перемычкой. В северной части понижения наблюдается озеро небольшого размера (270×240м).
1.5 Гидрогеология района
По характеру водовмещающих толщ в пределах Читино-Ингодинской впадины выделяются порово-пластовые воды четвертичных и трещиннопластовые воды верхнеюрско-нижнемеловых и нижнемеловых отложений.
Порово-пластовые воды.
Воды этого типа имеют широкое распространение в долинах рек Ингоды, Читинки и их притоков. На условия их залегания, режим, питание и разгрузку большое влияние оказывает многолетняя мерзлота.
Среди четвертичных отложений в пределах района выделяются два водоносных горизонта - надмерзлотные воды и грунтовые, заключенные в современных - верхнечетвертичных и среднечетвертичных образованиях.
Надмерзлотные воды наблюдаются в пойме первой и, частично, второй надпойменных террасах рек Ингоды и Читинки. Глубина их залегания различная и колеблется от 0 до 5 м.
На пойме рек Ингоды Читинки, в пойме их притоков, а также в котловинах протаивания на высоких надпойменных террасах надмерзлотные воды прослеживаются на глубинах от 0 до 2 м. На первой надпойменной террасе уровень залегания 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 совпадает с 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 правого берега р. Ингоды мощность водоносного горизонта 3- 4 м.
Водовмещающие породы в реках Читинки, Ингоды, Антипихи и Песчанки представлены галькой и песками. В долинах левобережных притоков р. Ингоды щебенисто-cуглинистыми и щебенисто-супесчаными породами.
На поверхности поймы часто наблюдаются заболоченные участки, где глубина залегания надмерзлотных вод равна 0,5м.
Заболоченность чаще всего обусловлена разгрузкой грунтовых вод в виде родников. На правобережье р. Читинки от пос. Биофабрики до пос. Угдан глубина залегания вод равна 0-2,5 м.
Здесь прослеживаются заболоченные участки с группой озер, располагающихся по одной линии параллельно р. Читинке. Надмерзлотные воды характеризуются большой обильностью. Так дебит колодцев, заложенных на пойме р. Читинке, составляет 2-2,5 л/сек. Дебит родников р. Читинки колеблется от 0,05 до 0,7 л/сек. Максимальные дебиты наблюдаются после выпадения атмосферных осадков. Надмерзлотные воды являются агрессивными. Вблизи озера Кенон они обладают карбонатной агрессивностью, в районе озера Угдан - сульфатной.
По химическому составу воды относятся к гидрокарбонатно-кальциевым. Минерализация их равна в среднем 150-300 мг/л. В районе г. Читы минерализация несколько выше. В районе озера Угдан минерализация увеличивается до 3 г/л. На большей части района минерализация составляет до 0,5 г/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 счет атмосферных осадков, поверхностных и подземных вод из среднечетвертичных и верхнеюрских - нижнемеловых пород.
Режим надмерзлотных вод полностью зависит от температурного режима деятельного слоя. При небольшой мощности четвертичных отложений и неглубоком залегании многолетней мерзлоты с наступлением морозов питание надмерзлотных вод прекращается, идет промерзание вод до верхней границы вечномерзлых пород. Воды полностью переходят в лед или распадаются на ряд изолированных потоков, движение которых совпадает с направлением их в летнее время.
При замерзании воды могут выйти на поверхность, образуя наледи (по р. Читинке выше Биофабрики).
Надмерзлотные воды притоков Антипихи и Песчанки прослеживаются в аллювиальных отложениях поймы и первой надпойменной террасы. Водовмещающими породами являются пески с гравием и галькой. Глубина залегания вод от 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 с преобладанием Мg, реже Na. Минерализация составляет 170 мг/л. Воды не агрессивные.
В середине лета с началом дождей в деятельном слое на линзах глин и суглинков образуется верховодка. Площади ее распространения небольшие 0,1-0,4 км2
. Они зафиксированы на левобережье р. Ингоды и правобережье р. Читинки, южнее озера Кенон. Верховодка прослеживается на высоких надпойменных террасах в Кенонском районе г. Читы, а также в пролювиально-делювиальных отложений на склонах хребта Яблонового. Глубина залегания верховодки на высоких террасах составляет 0,5 м, в четвертичных образованиях низких террас 3-3,5 м.
Грунтовые воды верхне-среднечетвертичных отложений прослеживаются на высоких надпойменных террасах, сложенных песками, плохо окатанной 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-меловые алевролиты и аргиллиты. Воды преимущественно безнапорные. Минерализация вод невысокая, всего 250-300 мг/л. На правобережье р. Читинки в отдельных скважинах, пройденных на пойме и первой надпойменной террасе, минерализация воды достигала 1 г/л.
По химическому составу воды относятся к гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевым, мягким. Средний химический состав вод по формуле Курлова следующий:
Температура вод равна 2-30
С. Грунтовые воды отличаются хорошим качеством и используются для водоснабжения населенных пунктов.
Направление грунтовых вод обычно прослеживается в сторону уступов речных террас, где наблюдаются выходы источников и заболоченность прилегающих участков.
Дебит родников у подножий террас различный, на правобережье р. 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 в пределах Кенонского района дебит уменьшается до 0,02 л/сек.
По отношению к бетону воды обладают карбонатной сульфатной агрессивностью.
Основным источником питания грунтовых вод среднечетвертичных отложений являются атмосферные осадки и трещинно-пластовые воды верхнеюрско-нижнемеловых отложений.
В пределах III - IV террас воды залегают глубоко и только между падями Смоленой 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 сезонного промерзания опускается ниже уровня грунтовых вод, последние становятся напорными. Величина напора достигает два и более метров.
Трещинно-пластовые воды
Трещинно-пластовые воды приурочены к осадочным породам верхнеюрского-нижнемелового и нижнемелового возраста, представленных отложениями безугольной и угленосной свит. Водоносный горизонт угленосной свиты прослеживается на незначительной площади в бассейне нижнего течения р. Кадалинки. Водоносный горизонт безугольной свиты имеет широкое распространение по всему изученному району и состоит в основном из двух водоносных пластов.
Питание поверхностными водами осуществляется через талики в вечномерзлых породах. В свою очередь и русловые воды рек и падей питаются за счет вод из юрско-меловых отложений. Об этом свидетельствует появление наледей в долине р. Ингоды вблизи сел Засопки и Старой Кадалы, выходы вод в пойме р. Читинки между Читой - I в Читой - II, в пойме Кадалинки, в долине р. Ингода.
В пределах Читино-Ингодинской депрессии отмечается множество тектонических нарушений, как глубинных древних, так и молодых кайнозойских. Первые ограничивают депрессию по бортам и имеют северо-восточное простирание. В рельефе они выражены в виде уступов, крутых склонов и седловин. Вторые имеют северо-западное направление и в большинстве используются реками и падями. Вдоль большинства из этих разломов наблюдаются выходы родников. Нередко родники располагаются на пересечении регионального разлома более мелкими поперечными.
Крупный водоносный разлом прослеживается в верховьях падей Кадалинки и Застепинской. Он имеет северо-восточное направление. При пересечении его нарушением, которое наблюдается по пади Застепинской, появляются водоносные источники. Второй крупный водоносный разлом отмечается по левому борту пади Кадалинки. В верховьях пади у подножия водораздела наблюдаются сильно обводненные конусы выноса, в средней части долины установлены места разгрузки верхнеюрских-нижнемеловых водоносных горизонтов.
Первый водоносный пласт залегает на глубинах от 15 до 30 м в трещиноватых песчаниках. Пьезометрический уровень в скважинах, вскрывших его, находится на глубинах от 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 относятся к гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевым
В районе улиц Красноармейской и Костюшко - Григоровича, в районе Песчанки и Большого острова воды носят хлоридный, гидрокарбонатно-хлоридный характер. Большое содержанке хлоридов изменяется также в пойме правого берега р. Читинки, на первой надпойменной террасе р. Антипихи.
Содержание хлоридов свидетельствует о загрязнении первого водоносного пласта сточными водами.
Химический состав вод в районе Биофабрики выражается следующей формулой Курлова:
В пойме правого берега р. Читинки химический состав воды из первого водоносного пласта следующий:
Для г. Читы и п. Каштак отмечается повышенная водообильность пласта.
Второй водоносный пласт имеет широкое распространение в пределах Читино-Ингодинской депрессии. Водовмещающими породами являются здесь песчаники и трещиноватые песчанистые алевролиты. Глубина залегания водоносных пород нередко превышает 60 м. Вблизи озера Угдан она составляет 47 м. Мощность водоносного горизонта неравномерна у бортов впадины 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-кальцевым с минерализацией 0,1-0,2 г/л.
На отдельных участках, на глубинах свыше 250 м наблюдается третий водоносный пласт, водовмещающими породами для которого являются песчаники, трещиноватые алевролиты. Водоносный пласт не выдержан по простиранию и часто выклинивается. Воды отличаются высоким напором.
Трещинные воды интрузивных и эффузивных пород.
Трещинные воды отмечаются в северо-восточной и южной части г. Читы в трещиноватых породах каменноугольного, триасового и юрского времени. Породы представлены гранитами, гранодиоритами, граносиенитами, кварцевыми порфиритами.
Глубина залегания их изменяется от 15 до 50 м. Мощность водоносной зоны достигает 20 м. По химическому составу воды гидрокарбонатно-кальциевые, гидрокарбонатно-натриевые с минерализацией от 0,1 до 0,4 г/л. Воды отличаются хорошим качеством. По отношению к бетону обладают карбонатной агрессивностью. Питание их осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка вод происходит в верховьях оврагов, у подножия Титовской сопки, в районе Читы - I (Соцгородок). Большого острова (лесозавод), в дне распадков на правобережье р. Ингоды.
1.6 Геокриологические условия
Читино-Ингодинская депрессия, в пределах которой находится город Чита, характеризуется "островным" распространением вечномерзлых пород.
Мерзлотные условия депрессии являются сложными и разнообразными. Здесь сказалось взаимодействие таких природных факторов, как климат, рельеф, экспозиция склонов, глубина залегания подземных вод, литологический состав кайнозойских подстилающих их верхнемезозойских образований. Немалое влияние на мощности и температурный режим сезонно - и вечномерзлых пород оказывает также влажность, которая, в свою очередь, определяется литологическим составом отложений и гидрогеологическими условиями.
Температурный режим мерзлых пород в городе Чите на глубине нулевых годовых амплитуд колеблется от 0 до -1˚С, на талых участках составляет +1˚С, +2˚С. Наиболее низкие среднегодовые температуры наблюдаются на заболоченных участках первой надпойменной террасы и поймы правого берега реки Читинки, а также в падях, прорезающих высокие террасы. Здесь же отмечаются и наибольшие мощности «вечной» мерзлоты, достигающие 30 и более метров.
Склоны хребтов Яблонового и Черского имеют различные температуры слагающих их пород. Различия в температурном режиме вызвано разной инсоляцией и экспозицией склонов. Породы на склонах хребта Черского находятся в мерзлом состоянии до глубины 30-60 м. Среднегодовая температура их изменяется от 0 до -0,50
При таком температурном режиме мерзлое состояние пород находится в неустойчивом термодинамическом равновесии. Незначительное изменение климата, геологических или гидрологических условий может привести к нарушению этого равновесия.
Низкие температуры воздуха, продолжительная зима, небольшая мощность снежного покрова создают благоприятные условия для глубокого зимнего промерзания пород. Сезонное промерзание начинается в середине сентября-октября, заканчивается в апреле. Наибольшие глубины сезонного промерзания в пределах города наблюдаются на участках, сложенных маловлажными песками и песчаниками. Глубина промерзания в них, в зависимости от влажности колеблется от 4,8 до 5,5 м ( I, II, IV надпойменные террасы реки Читинки).
Наименьшие глубины деятельного слоя наблюдаются в юго-восточном районе города Читы и составляют 0,8-1,4 м (I терраса на правом берегу реки Антипихи), от 2 до 3 м (III, IV террасы реки Ингоды) и прослеживаются в суглинистых, супесчано-суглинистых породах. Вечномерзлые породы имеют в подобных случаях сплошное площадное развитие. Верхняя их граница располагается близко от поверхности земли. Слой сезонного промерзания сливается с толщей вечномерзлых пород [11].
Мерзлота сливающегося типа отмечается на правом берегу реки Ингоды (III надпойменная терраса), в пойме левого берега реки Ингоды при впадении в нее реки Читинки. На других участках разрыв между слоем сезонного промерзания и вечной мерзлотой 0,5-1,5 м.
Реки Ингода и Читинка, протекающие по депрессии, озера Кенон и Угдан, оказывают отепляющее влияние на нижележащие породы. По долинам рек наблюдаются талики со среднегодовой температурой + 40
C. Под озером Кенон на глубине 12-16м температура +7,20
C.
По мерзлотным условиям и физико-геологическим процессам в пределах города Читы возможно выделение 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 рек Ингоды и Читинки.
1. Скульптурные и цокольные террасы представляют собой увалы шириной до 3 км, расчлененные падями. Глубина их вреза 10-30 м. Крутизна склонов 10-150
C. Террасы сложены породами угленосной и безугольной свит, представленных алевролитами и песчаниками. В цокольных террасах реки Ингоды верхнемезозойские породы перекрыты слоем аллювия мощностью 5-10 и более метров.
На участках террас, сложенных алевролитами и аргиллитами развита вечная мерзлота. Ее мощность 10-20 м. Среднегодовая температура пород на глубине 10 м колеблется от 0 до -0,50
C. На участках распространения песчаников температура +0,5;+20
C. Глубина сезонного промерзания 3,2-3,7 м.
По правому берегу реки Песчанки мощность вечномерзлых пород в III надпойменной террасе до 26м. Вечномерзлые породы отмечаются с глубины 1,2м, температура их на глубине 10м -0,5;-0,70
C.
На участках III надпойменной террасы между озером Кенон и посёлком Соцгородок аллювиальные отложения имеют глинистый и суглинистый состав. Влажность пород в пределах деятельного слоя 15-20 %. Глинистость отложений препятствует инфильтрации атмосферных осадков. В зимнее время из-за большой теплопроводности суглинков в мерзлом состоянии происходит интенсивное охлаждение горных пород. Они находятся в мерзлом состоянии и характеризуются среднегодовой температурой 0;-0,50
C.
В IV террасе реки Ингоды, на правом берегу, в Кенонском районе между падями Кадалинской и Застепинской, юго-восточнее озера Кенон среднегодовая температура пород -0,2ºC. Мощность вечномерзлых пород достигает 20 м. Криогенная текстура массивная. Иногда с прослоями льда мощностью до 3 см и протяженностью до 10 см. Глубина сезонного промерзания 3-3,5 м.
На уступах структурных террас влияние на температуру пород оказывает экспозиция склонов. На северных уступах мерзлыми являются и алевролиты, и песчаники, в то время как на склонах южной экспозиции температура их +1;+3ºC. Характерной особенностью высоких террас является широкое развитие термокарстовых котловин и воронок (левобережье реки Ингоды). В пределах их мощность мерзлоты увеличивается до 30 м.
2. Аккумулятивные террасы высокого уровня прослеживаются широкой полосой вдоль левого берега реки Читинки. Это III и IV террасы, высотой 35 - 45 и 55 - 60 м, сложенные песками с линзами супесей и суглинков с включением гальки и валунов. Мощность песков изменяется от 6 до 60 м. Поверхность террас ровная, залесенная сосновыми лесами. Подземные воды залегают на глубинах свыше 15 м. Последнее обстоятельство, с песчаным составом отложений, их значительной мощностью и хорошей водопроницаемостью создают благоприятные условия для создания положительного температурного режима пород.
Среднегодовые температуры их +0,5;+2ºC. Вечномерзлые породы отличаются лишь 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 неширокой полосой 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 и супесями. 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. Глубина сезонного 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.
Криогенная текстура, в основном, слоистая. На талых участках среднегодовая температура +0,5;+1ºC. Температурный режим пород на низких уровнях определяется неглубоким залеганием (2-5 м) подземных вод, помимо литологии рыхлых отложений и литологии подстилающих их коренных образований.
На I террасе правого берега реки Читинки прослеживаются более низкие среднегодовые температуры пород -1ºC. Острова мерзлых пород приурочены, в основном, к участкам распространения алевролитов (гора Девичья, посёлок Угдан).
4. Пойма рек Ингоды и Читинки имеет повсеместное распространение. Ширина поймы достигает иногда нескольких километров. На высокой пойме реки Ингоды расположена большая часть Юго-восточного района города Читы (Большой Остров). На пойме реки Читинки – Железнодорожный район (Чита - I). Для поймы характерно близкое залегание грунтовых вод, составляющее 0-2 м. Мерзлота - островного характера, мощностью 5-10 м. Температура на глубине нулевых годовых колебаний (5-8 м), в среднем, -0,2ºC. На заболоченных участках, где мощность многолетнемерзлых пород увеличивается до 35 м (пойма реки Ингоды), температура снижается до -1ºC(левобережье реки Читинки, село Каштак, севернее устья Смоленской).
Не заболоченные участки поймы характеризуются среднегодовой температурой в подошве слоя годовых колебаний от 0 до 0,5ºC.
Мерзлота по данным буровых работ ОАО «ЗабайкалТИСИЗ», в основном, сливающегося типа, реже не сливающегося.
Криогенная текстура 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 сезонного промерзания 4 – 4,5 м.
Широкое распространение в пределах левобережья реки Ингоды вечной и сезонной мерзлоты способствует развитию криогенных процессов, из которых следует отметить морозобойное трещинообразование, пучение, формирование гидролакколитов и наледей.
Морозобойные трещины прослеживаются на пойме и I надпойменной террасе, 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 в долине реки Читинки.
С существованием и режимом вечной мерзлоты связаны и термокарстовые явления, распространенные в Кенонском районе на высоких террасах реки Ингоды. Многие из просадочных форм заполнены водой. Неглубокое залегание вечной мерзлоты вызывает заболоченность почв, особенно в поймах рек Ингоды и Читинки, и в днищах их боковых притоков. Заболоченность почв способствует развитию болотной растительности, которая в виду малой теплопроводности вызывает поднятие вечной мерзлоты, иногда, почти до поверхности земли.
Возраст вечномерзлых пород, по всей вероятности, молодой и его следует сопоставить с временем последнего большого похолодания Сибири - с временем проявления сартанского оледенения. В настоящее время во многих участках Читино-Ингодинской депрессии отмечается деградация вечной мерзлоты, вызванная общим потеплением климата в пределах Восточного Забайкалья, а также активным инженерно-геологическим воздействием человека на окружающую среду.
1.7 Инженерно-геологическая характеристика
В инженерно-геологическом отношении территория города Читы подразделена на районы и подрайоны, характеризующиеся своеобразными чертами геологического строения, геоморфологии и гидрогеологии. Всего намечено четыре района, располагающиеся в пределах долин рек Ингоды и Читинки и бортовой части впадины: пойма современного возраста, низкие (I и II) террасы, современного четвертичного возраста, высокие (III и IV) террасы среднечетвертичного возраста и склоны пролювиально-делювиального генезиса четвертичного возраста. Все выделенные районы пригодны для любого вида строительства, хотя и требуют при этом проведения разнообразного комплекса мероприятий, связанных на отдельных участках с понижением уровня грунтовых вод (поймы рек), выработке защитных средств от затопления низких террас, защитных мер по борьбе с процессами оврагообразования на высоких террасах левого берега реки Читинки (Северный район города Читы), нивелированием участков со значительными уклонами местности (район Соснового бора). В генетическом отношении все грунты района города Читы подразделяются на следующие группы пород: аллювиальные, элювиальные, делювиально-пролювиальные и скальные породы. Наиболее распространенными из них являются аллювиальные грунты, слагающие пойму и надпойменные террасы рек Ингоды и Читинки. В каждой из указанных групп по гранулометрическому составу и числу пластичности выделены инженерно-геологические слои.
Грунты аллювиального генезиса
Наиболее распространенными среди грунтов этого типа являются суглинки и пески от пылеватых до гравелистых. Они отмечаются в разрезе поймы и всех надпойменных террас в мерзлом и талом состояниях. Особенно характерными они являются в разрезах поймы и всех надпойменных террас в мерзлом и талом состояниях. Особенно характерными они являются в разрезах третьей и четвертой надпойменных террас левобережья рек Ингоды и Читинки, где мощность их достигает 25-60 м.
Суглинки серого, желто-бурого и темно-серого цвета встречаются повсеместно в виде отдельных 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 и при промерзании могут обладать пучинистыми свойствами. В долинах ручьев Ивановского и Застепинского суглинки обладают сильнопучинистыми свойствами. В пойме реки Ингоды суглинки сохраняют пучинистость. Являются текучепластичными и просадочными. Естественная влажность их равна 23,0%. На высоких террасах влажность суглинков уменьшается до 17,5% на второй и 12,4% на четвертой террасах. В мерзлом состоянии суглинки встречаются на третьей надпойменной террасе. Суммарная влажность их составляет 20,8%, естественная влажность 19,2%. При нагрузке в 2,5 кг/см2
, угол внутреннего трения 26º, сцепление 0,250 кПа, модуль деформации 110 МПа.
Пески пылеватые слагают значительные участки на надпойменных террасах. Мощность их составляет 2 и более метров. В Кенонском районе пески имеют темно-бурую окраску и содержат включения мелкой гальки и гравия кристаллических пород (до 20%).
В юго-восточном районе г. Читы пески пылеватые, желтой и буровато-желтой окраски, содержат прослои супесей и суглинков.
Пески имеют плотное сложение. В пределах деятельного слоя пески являются насыщенными и обладают пучинистыми свойствами. Влажность в пойменной части составляет 15,36%, в первой и более высоких надпойменных террасах влажность песков уменьшается до 9,8%.
Для песков средней плотности сложения угол внутреннего трения равен 30º, сцепление 0,04 кПа, модуль деформации 180 МПа.Угол естественного откоса пылеватых песков в естественном состоянии равен 32º, под водой 22º. Пески средней плотности сложения распространены в Кенонском районе города Читы. По степени влажности 0,495 они являются маловлажными. В гранулометрическом составе песков количество частиц менее 0,1мм составляет 42,4%.
На правом берегу пади Сенной в районе строительства Биофабрики коэффициент относительной просадочности в пылеватых песках составляет 0,009. При замачивании грунт непросадочный, удельное сцепление грунта 0,03-0,04 кПа, угол внутреннего трения от 27º до 30º, модуль деформации равен 130 МПа.
Песок гравелистый серого и желто-бурого цвета, полимиктовый, кварц-полевошпатовый, разнозернистый, прослеживается в талом состоянии в скважинах, пробуренных в пойме 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 реки Читинки, где она составляет в сухом состоянии 37% , на первой террасе 35% , второй - 36% , третьей - 34% , четвертой - 37% . Объемный вес песка равен 1,96 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,85 г/см3
, коэффициент пористости 0,438, степень влажности 0,35 , угол внутреннего трения 39º. По степени сложения песок является плотным, по степени морозоопасности непучинистым. Пески средней крупности и гравелистые пески, слагающие высокие террасы, в основном хорошо промыты. Содержание глинистой фракции не превышает 4-5%. Естественная влажность их невелика. Такие пески являются надежным основанием для жилых и промышленных зданий.
Гравийно-галечные грунты с песчаным заполнителем отмечаются с поверхности в разрезах трёх надпойменных (I-III) террас. Вниз по разрезу песчаный заполнитель, как правило, сменяется супесчаным и суглинистым, обычно распространенных по кровле верхнеюрских-нижнемеловых алевролитов и аргиллитов. Мощность слоя составляет 5 – 5,5 м и нередко составляет 8м. По гранулометрическому составу гравийно-галечные грунты относятся к непучинистым. В пойме и террасах влажность грунта составляет 7,2%. Объемный вес грунта 2,05 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,91 г/см3
, коэффициент пористости 0,393 , степень влажности 0,48, угол естественного откоса в сухом состоянии 36º.
В третьей надпойменной террасе объемный вес грунта составляет 1,7 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,59 г/см3
, коэффициент пористости 0,667, степень влажности 0,28, угол внутреннего трения 32º, угол естественного откоса в сухом состоянии 37º, удельное сцепление 0,040 кПа. В Кенонском районе города Читы галечно-гравийные грунты имеют супесчаный и суглинистый заполнитель. Здесь они вскрыты большинством выработок на различной глубине от дневной поверхности. Мощность гравийно-галечных отложений составляет 5-5,5 м.
Элювиальные грунты
Среди грунтов элювиального генезиса наибольшее распространение имеют глины, суглинки, пески пылеватые, средней крупности и гравелистые, являющиеся продуктом химического выветривания алевролитов, аргиллитов и песчаников.
Глины (аргиллиты, выветрелые до глинисто-комковатой массы) отмечаются, в основном, севернее озера Кенон. По своему внешнему облику они отличаются от суглинков только лишь по числу пластичности. Глины залегают среди толщи суглинков, в пределах деятельного слоя, а также ниже его, где находятся в талом и вечномерзлом состояниях. Глина темно-серого цвета. В пойме реки Читинки ее мощность 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 трения 13º , модуль деформации 119,8 МПа, удельное сцепление 0,899 кПа. По коэффициенту уплотненности, равному 1,04 и коэффициенту набухания (-0,352), грунты относятся к уплотненным и ненабухающим, непросадочным при замачивании.
Суглинки темно-серого цвета, являющиеся продуктом разрушения алевролитов, встречаются на глубинах до 4,5-7 м. Мощность их колеблется от 2 до 6,8 м. Среди суглинков часто наблюдаются прослой песков средней крупности. Физико-механические показатели суглинка следующие: естественная влажность составляет 18,4%, объемный вес 2,02 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,71 г/см3
, коэффициент пористости 0,585, степень влажности 0,85, угол внутреннего трения 24º , модуль деформации 177,0 МПа, удельное сцепление 0,686 кПа, коэффициент сжимаемаемости 0,032 1/МПа. По коэффициент уплотненности, равному 1,07, талые суглинки являются уплотненными, при показателе консистенции (JL
<0) твердыми, ненабухающими при замачивании, непросадочными.
Пески средней крупности серого цвета в талом состоянии встречаются 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 влажными средней плотности сложения, непучинистыми, угол естественного откоса в сухом состоянии равен 33º.
Пески пылеватые жёлто-серого и серого цвета (элювий тонко-зернистых песчаников) отмечается на глубинах от 2 до 8 м. Встречаются в талом и мерзлом состоянии. Физико-механические показатели песка по результатам определений следующие: естественная влажность 17,1%, объемный вес грунта 1,88 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,60 г/см3
, коэффициент пористости 0,669, степень влажности 0,68, угол внутреннего трения 29º, угол естественного откоса в сухом состоянии 36º. Песок является влажным, средней плотности сложения, обладает пучинистыми свойствами.
Пески гравелистые (элювий грубозернистых песчаников на супесчаном суглинистом цементе) талые широко распространены в Кенонском районе города Читы. Пески наблюдаются в виде пачек и слагают в основном повышенные элементы рельефа. Пески желтовато-серые, часто насыщенные водой (в пределах поймы и первой террасы).
Делювиально-Пролювиальные грунты
Грунты этого генезиса наиболее широко распространены в юго-восточном районе города Читы, где слагают собой шлейфы вдоль тыловых швов высоких террас. Представлены они песками от пылеватых до гравелистых, суглинками, дресвяно-щебенистыми отложениями, глинами и супесями. Причем у северного борта впадины, вблизи хребта Яблонового, в составе рыхлых отложений преобладают глины и суглинки, у южного борта, у подножия хребта Черского - пески и супеси.
Пески пылеватые встречены в основном в талом состоянии и имеют следующие (по результатам предыдущих определений) физико-механические показатели: естественная влажность 10,0%, объемный вес 1,85 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,68 г/см3
,коэффициент пористости 0,583, степень влажности 0,16, угол внутреннего трения 34º, модуль деформации 213,5 МПа, угол внутреннего трения 34º, удельное сцепление 0,263 кПа. По степени влажности пески являются маловлажными, плотными.
Пески мелкие наблюдаются во всех пройденных скважинах в талом 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 вес скелета грунта 1,67г/см3
, коэффициент пористости 0,593, степень влажности 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 и желто-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 пористости 0,565, степень влажности 0,48, угол внутреннего трения 38º, угол естественного откоса в сухом состоянии равен 35º, под водой 32º. Пески маловлажные, средней плотности сложения, являются надежным основаниям для возведения на них зданий.
Суглинки серого цвета наблюдаются в талом и мерзлом состоянии. Физико-механические свойства их, приведенные по результатам предыдущих определений: естественная влажность равна 17%, объемный вес 2,04 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,74 г/см3
, коэффициент пористости 0,552, степень влажности 0,83 , угол внутреннего трения 23º, модуль деформации 104,0 МПа, удельное сцепление 0,29 кПа, коэффициент сжимаемости 0,026 1/МПа. По консистенции, равной 0,04, суглинки относятся к полутвердым, непросадочным.
Супеси талые наблюдаются в виде прослоев среди песков в районе «Соснового бора». Их физико-механические свойства, приведены по результатам 127 определений, выражаются следующими показателями: естественная влажность 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<0) относятся к твердым, по степени влажности к влажным, просадочным.
Дресвяно-щебенистые грунты с суглинистым заполнителем распространены вдоль тыловых швов высоких надпойменных террас, а также на склонах хребтов Яблонового и Черского. Естественная влажность грунтов равна 10,8%, 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 впадины наиболее распространенными являются аргиллиты, алевролиты и песчаники верхнеюрского нижнемелового возраста, залегающие как в мерзлом, так и в талом состоянии. Породы затронуты слабым выветриванием и в кровле являются трещиноватыми. В талом виде естественная влажность выветрелых алевролитов изменяется от 17,4 до 19,7%, объемный вес 1,97-2,08 г/см3
, объемный вес скелета грунта 1,65-1,77 г/см3
, коэффициент пористости 0,537-0,636, степень влажности 0,83-0,88. Показатели сопротивления сдвигу при давлении 3 кг/см2
равны: сцепление 0,25 кПа, угол внутреннего трения 20,25º. Временное сопротивление на сжатие в воздушно-сухом состоянии равно 212-298 кг/см2
, при среднем значении 281 кг/см2
.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2. Инженерно-геологические условия участка исследований
В административном отношении площадка для застройки МКР «Каштак» находится в Центральном районе города, на северной окраине, в непосредственной близости п. Каштак. [21]
На данной площадке 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 время ведется строительство домов № 1, 2 и 3 первой очереди застройки.
В качестве технологии строительства применено использование монолитного железобетона и плитного типа фундамента. Применение данной технологии обусловлено экономической целесообразностью. [19]
Абсолютные отметки площадки колеблются в пределах 670,23 – 670,92м. Паводковыми водами площадка не затопляется.
2.1 Геоморфологические условия
Исследуемая площадка располагается в первой надпойменной терассе р. Читинка западнее п. Каштак, на расстоянии 10 м от уступа высокой поймы. Поверхность террасы имеет наклон в сторону р. Читинка, свободна от строений, поросшая травянистой растительностью. Вблизи от площадки развита овражная эрозия.
Высокая пойма р. Читинка с поверхности заболочена и в зимнее время покрыта наледью. Наледь непосредственного влияния на строительство микрорайона «Каштак» не оказывает. Наледь по данным жителей п. Каштак появилась в 2008 году.
В настоящее время площадка перекрыта гравием, используемым для строительства зданий (Фото 2.1 а, б).
2.2 Геологическое строение
В геологическом строении площадки принимают участия четвертичные отложения аллювиального и элювиального генезиса. Аллювиальные отложения представлены суглинком, песками пылеватыми и гравелистыми. Вскрытая мощность аллювиальных отложений составляет 10,3м, элювиальные отложения представлены продуктами глубокого выветривания алевролитов и песчаников, выветрелых до состояния суглинка комковато-плитчатой структуры и песка средней крупности.
2.3 Гидрогеологические условия
Гидрогеологические условия площадки характеризуется распространением подземных вод двух горизонтов.
Первый горизонт
– воды порово-пластового типа имеет повсеместное распространение и вскрыт всеми скважинами на глубинах 8,1-9,5м и приурочен к песку гравелистому. Воды не напорные, по химическому составу вода сульфатная натриево-калиевая, по воздействию на бетон марки W4
слабоагрессивная, к металлическим конструкциям – среднеагрессивная.
Уровень подземных вод порово-пластового типа с учетом сезонных колебаний может подниматься на 1,0-1,5м от существующего.
Второй горизонт
– подмерзлотные воды трещинно-пластового типа вскрыты скважиной №1748 на глубине 29,2м в элювиальном суглинке. Воды обладают незначительным местным напором, уровень установления зафиксирован на глубине 27,0м. Вода по химическому составу сульфатно-гидрокарбонатная натриево-калиевая, по воздействию на бетон марким W4
слабоагрессивная, к металлическим конструкциям – среднеагрессивная.
2.4 Геокриологические условия участка
Геокриологические условия исследуемой площадки характеризуется распространением многолетней мерзлоты, 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.
Нижняя граница мерзлоты залегает на глубине 29,2м (скважина №1748). Нормативная глубина сезонного промерзания по данным многолетних наблюдений составляет 4,5м. Мерзлые грунты, в основном, массивной криогенной текстуры. Свободный лед встречен в элювиальном суглинке в виде отдельных горизонтов линз в скважине №1747 на глубине 15,9м – 5см; на глубине 16,1м – 1см; в скважине №1748 в интервале 23,0-24,0м – 1,2см; на глубине 22,9м – 3см и в скважине №1749 на глубине 16,5м - 1см. Мощность прослоек льда изменяется от 1мм до 1см.
Температура мерзлых грунтов составляет -0,2ºС, т. е. мерзлые грунты находятся в пластично-мерзлом состоянии. Мерзлые грунты по содержанию легко-растворимых солей относятся к незасоленным.
2.5Физико-механические свойства грунтов
В результате анализа пространственной изменчивости частных показателей свойств грунтов, определенных лабораторными методами, с учетом данных о геологическом строении и литологических особенностях грунтов в сфере воздействия проектируемого жилого дома выделяется 6 инженерно-геологических элементов (ИГЭ талые «т» и ИГЭ мерзлые «м»).
Аллювиальные отложения
Инженерно-геологический элемент 1т или 1 (ИГЭ – 1т или ИГЭ-1)
– представлен песком пылеватым коричневого цвета, сезонномерзлым и талым, малой степени водонасыщения, средней плотности сложения. Грунт данного элемента имеет повсеместное распространение и вскрыт всеми скважинами в верхней части разреза до глубины 7,9м, средняя вскрытая мощность элемента составляет 6,0 м. По гранулометрическому составу коэффициент неоднородности составляет 4.
Физико-механические показатели песка пылеватого приведены по результатам лабораторных исследований:
-природная влажность – 0,088 д. ед.;
-плотность грунта – 1,78 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,63 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,61 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,607;
-коэффициент водонасыщения – 0,398;
-удельный вес грунта – 17,80 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 16,30 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,10 кН/м3
;
-модуль деформации – 18,5 Мпа;
-удельное сцепление – 9,5 кПа;
-угол внутреннего трения – 35°.
Для расчетов рекомендуется принять значение деформируемости и прочности по данным полевых опытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модуль деформации – 20 Мпа;
-удельное сцепление – 2,5 кПа;
-угол внутреннего трения – 29°.
Песок пылеватый по степени морозоопасности относится к группе слабопучиннистых грунтов (D=1,75), по воздействию на черные металлы, алюминиевую и свинцовую оболочки кабеля обладает средней коррозионной агрессивностью. [20]
Инженерно-геологический элемент 2 (ИГЭ-2) –
представлен песком средней крупности, сезонномерзлым и талым, малой степени водонасыщения, средней плотности сложения. Грунт данного элемента имеет ограниченное распространение и встречен в скважине №1751 с поверхности 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 песок средней крупности относится к неоднородным: Сu=5.
Физические показатели песка средней крупности приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная – 0,074 д. ед.;
-плотность грунта – 1,78 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,66 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,63 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,583;
-коэффициент водонасыщения – 0,330 д. ед.;
-удельный вес грунта – 17,80 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 16,60 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,30 кН/м3
.
Для расчетов рекомендуется принять значения деформируемости и прочности по данным полевых опытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модуль деформации – 23 Мпа;
-удельное сцепление – 1,0 кПа;
-угол внутреннего трения – 33°.
Инженерно-геологический элемент 2м (ИГЭ-2м) –
представлен песком средней крупности, мерзлым, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, рыхлый. Грунт данного элемента вскрыт скважиной №1758 в интервале глубин 10,8-13,0 м и скважиной №1759 в интервале 9,3-12,4 м, вскрытая мощность элемента составляет 3,5 м. Физические показатели песка средней крупности приведены по результатам лабораторных исследований:
-суммарная влажность – 0,262 д. ед.;
-плотность мерзлого грунта – 1,87 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,48 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,63 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,774;
-степень заполнения пор льдом – 0,890;
-удельный вес грунта – 18,70 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 14,80 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,30 кН/м3
.
Механические показатели мерзлого песка средней крупности приведены по результатам лабораторных исследований образца мерзлого грунта на компрессионное сжатие:
-коэффициент оттаивания – 0,038;
-коэффициент сжимаемости – 0,097 1/МПа;
-модуль деформации в оттаявшем состоянии – 8 МПа.
Инженерно-геологический элемент 3 (ИГЭ-3) –
представлен супесью серого и желтого цвета, талой, твердой консистенции. Грунт данного элемента вскрыт скважинами в верхней и средней части разреза в интервалах глубин 1,8-8,2 м. Средняя мощность элемента составляет 1,5 м.
Физические показатели песка средней крупности приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная – 0,125 д. ед.;
-критическая влажность – 0,150 д. ед.;
-влажность на границе текучести – 0,210 д. ед.;
-влажность на границе раскатывания – 0,160 д.ед.;
-число пластичности – 0,05;
-плотность грунта – 1,92 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,71 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,63 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,542;
-коэффициент водонасыщения – 0,610 д. ед.;
-удельный вес грунта – 19,20 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 17,10 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,30 кН/м3
.
Для расчетов рекомендуется принять значения деформируемости и прочности по данным полевых опытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модуль деформации – 23 Мпа;
-удельное сцепление – 21 кПа;
-угол внутреннего трения – 24°.
Супесь твердая по степени морозоопасности относится к непучинистым грунтам (критическая влажность больше природной влажности), однако при дополнительном водонасыщении грунты могут приобретать пучинистые свойства.
Инженерно-геологический элемент 3а (ИГЭ-3а) –
представлен илом суглинистым, талым, текучей консистенции с растительными остатками. Грунт данного элемента вскрыт скважинами в средней части разреза в интервалах глубин 1,7-6,3 м. Ил суглинистый встречен, в основном, в виде прослоек мощностью 0,2-0,5 м, а в скважине №1755 ил суглинистый с частыми прослоями песка встречен в интервалах глубин 3,0-4,5. Средняя мощность элемента составляет 0,6 м.
Физические показатели песка средней крупности приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная – 0,708 д. ед.;
-критическая влажность – 0,400 д. ед.;
-влажность на границе текучести – 0,620 д. ед.;
-влажность на границе раскатывания – 0,500 д.ед.;
-число пластичности – 0,12;
-плотность грунта – 1,76 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,03 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,62 г/см3
;
-коэффициент пористости – 1,548;
-коэффициент водонасыщения – 1,000 д. ед.;
-удельный вес грунта – 17,60 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 10,30 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,20 кН/м3
.
Механические показатели ила приведены по Пособию к СНиП:
-модуль деформации – 1,6 Мпа;
-удельное сцепление – 5 кПа;
-угол внутреннего трения – 5°.
Ил суглинистый по степени морозоопасности относится к чрезмернопучинистым грунтам и коэффициент водонасыщения 1,0 (п.2, 137 Пособия к СНиП 2.02.01-83) [19]
Инженерно-геологический элемент 3т (ИГЭ-3т)
– представлен суглинком, серого цвета, талым, полутвердой консистенции. Грунт данного элемента вскрыт всеми скважинами в средней части разреза в интервалах глубин 5,2-9,0м. Средняя вскрытая мощность элемента составляет 1,6м.
Физические показатели суглинка приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная – 0,177 д. ед.;
-влажность на границе текучести – 0,251 д. ед.;
-влажность на границе раскатывания – 0,174 д. ед.;
-число пластичности – 0,077;
-плотность грунта – 2,04 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,74 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,67 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,549;
-коэффициент водонасыщения – 0,820 д. ед.;
-удельный вес грунта – 20,40 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 17,40 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,70 кН/м3
.
Для расчетов рекомендуется принять значения деформируемости и прочности по данным полевых опытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модуль деформации – 23 Мпа;
-удельное сцепление – 35 кПа;
-угол внутреннего трения – 24°.
Инженерно-геологический элемент 4т или 4 (ИГЭ-4т или ИГЭ-4)
– представлен песком гравелистым и гравийным грунтом с песчаным заполнителем до 30%, талым или сезонномерзлым, малой степени водонасыщения и насыщенный водой, песок плотный. Грунт данного элемента вскрыт скважинами в интервалах глубин 6,5-14,2м, средняя вскрытая мощность элемента составляет 3,0 м.
По гранулометрическому составу частиц крупнее 2 мм содержится 45,7%, песчаных частиц – 43,7%, пылеватых и глинистых частиц – 10,6%.
Механические показатели песка гравелистого приведены по результатам полевых опытных работ, на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-модуль деформации – 27 Мпа;
-удельное сцепление – 0 кПа;
-угол внутреннего трения – 36°.
Инженерно-геологический элемент 4м (ИГЭ – 4м)
– представлен песком гравелистым или гравийным грунтом с суглинистым заполнителем, мерзлым, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, плотного сложения. Гравий изверженных пород, хорошо окатан. Грунт данного элемента вскрыт скважинами №1748 в интервалах глубин 7,2-9,5 м и №1749 в интервалах 8,2-9,5 м, вскрытая мощность элемента составляет 1,8 м.
Физические показатели мерзлого песка гравелистого приведены по результатам лабораторных исследований:
-суммарная влажность – 0,182 д. ед.;
-плотность мерзлого грунта – 2,03 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,68 г/см3
;
-плотность частиц – 2,65 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,558;
-степень заполнения пор льдом – 0,926;
-удельный вес грунта – 20,30 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 16,80 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,50 кН/м3
.
Механические показатели мерзлого песка гравелистого приведены по результатам полевых опытных работ методом «горячего» штампа площадью 5000 см2
на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-коэффициент оттаивания – 0,0057;
-коэффициент сжимаемости – 0,037 1/Мпа;
-модуль деформации в оттаявшем состоянии – 28 Мпа.
Элювиальные отложения
Инженерно-геологический элемент 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-механические показатели талого элювиального суглинка приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная – 0,160 д. ед.;
-влажность на границе текучести – 0,381 д. ед.;
-влажность на границе раскатывания – 0,237 д. ед.;
-число пластичности – 0,143;
-плотность грунта – 2,00 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,73 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,61 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,510;
-коэффициент водонасыщения – 0,819 д. ед.;
-удельный вес грунта – 20,00 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 17,30 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,10 кН/м3
;
-модуль деформации – 21 Мпа;
-удельное сцепление – 58 кПа;
-угол внутреннего трения – 37°.
Инженерно-геологический элемент 5м (ИГЭ – 5м)
– представлен суглинком (элювий алевролитов) мерзлым, массивной и слоистой криогенной текстуры, с отдельными горизонтальными и вертикальными 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 элемента составляет 4,4 м.
Физико-механические показатели мерзлого суглинка приведены по результатам лабораторных исследований:
-суммарная влажность – 0,189 д. ед.;
-плотность мерзлого грунта – 2,01 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,69 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,64 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,564;
-степень заполнения пор льдом и незамерзшей водой – 0,886 д. ед.;
-удельный вес грунта – 20,10 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 16,90 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,40 кН/м3
;
-коэффициент оттаивания – 0,035;
-коэффициент сжимаемости – 0,057 Мпа;
-модуль деформации в оттаявшем состоянии – 22Мпа.
Для расчетов рекомендуется принять показатели сжимаемости мерзлого суглинка, полученные по результатам полевых опытных работ, методом «горячего» штампа площадью 5000 см2
на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-коэффициент оттаивания – 0,0085;
-коэффициент сжимаемости – 0,057 1/Мпа.
Инженерно-геологический элемент 6т (ИГЭ-6т)
– представлен элювиальным песком средней крупности, талым, насыщенным водой, плотного сложения. Грунт данного элемента вскрыт скважинами №1771 в инт. 3,8-17,9 м и №1772 в инт. 10,4-17,3 м вскрытая мощность элемента составляет 10,5 м.
Физико-механические показатели талого элювиального суглинка приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная – 0,185 д. ед.;
-плотность грунта – 2,03 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,71 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,61 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,532;
-коэффициент водонасыщения – 0,935 д. ед.;
-удельный вес грунта – 20,30 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 17,10 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,10 кН/м3
;
Для расчетов рекомендуется следующие механические показатели:
-модуль деформации – 27 Мпа;
-удельное сцепление – 1,0 кПа;
-угол внутреннего трения – 33°.
Инженерно-геологический элемент 6м (ИГЭ – 6м)
– представлен элювиальным песком средней крупности или песком крупным (элювий песчаника), мерзлым, массивной криогенной текстуры. При оттаивании насыщенный водой, плотного сложения. Грунт данного элемента вскрыт 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.
Физические показатели мерзлого песка средней крупности приведены по результатам лабораторных исследований:
-суммарная влажность – 0,179 д. ед.;
-плотность мерзлого грунта – 2,04 г/см3
;
-плотность сухого грунта – 1,73 г/см3
;
-плотность частиц грунта – 2,62 г/см3
;
-коэффициент пористости – 0,519;
-степень заполнения пор льдом – 0,907;
-коэффициент сжимаемости – 0,030 1/Мпа;
-модуль деформации в оттаявшем состоянии – 30Мпа;
-удельный вес грунта – 20,40 кН/м3
;
-удельный вес сухого грунта – 17,30 кН/м3
;
-удельный вес частиц грунта – 26,20 кН/м3
.
Для расчетов рекомендуется принять показатели сжимаемости мерзлого песка, полученные по результатам полевых опытных работ, методом «горячего» штампа площадью 5000 см2
на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-коэффициент оттаивания – 0,0027;
-коэффициент сжимаемости – 0,019 1/Мпа. [20]
2.6 Инженерно-геологические процессы
Строительная площадка представляет собой высокую пойму р. Читинка, которая частично заболочена (Фото 2.2). На территории строительной площадки развита овражная эрозия. Развитие овражной эрозии обусловлено наклоном поверхности террасы и слагающими породами.
Вторым инженерно-геологическим процессом является наледь, площадь наледи приблизительно 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 наледей природных вод происходит при воздействии человека на окружающую среду). По морфометрическим параметрам – по мощности наледь маломощная 0,5-1 м, по площади – малоплощадная, очень маломощная 1∙103
м2
. [16]
Наледи по особенностям воздействия затрудняют, а иногда делают невозможным строительство и дальнейшую эксплуатацию зданий и сооружений. В связи с этим возникает необходимость управления наледным процессом, включая и разработку мероприятий по защите от вредного воздействия наледи и связанных с ней процессов.
В настоящее время известно свыше множество различных противоналедных мероприятий, которые по своей направленности делятся на две основные группы: пассивные и активные. Пассивные методы борьбы с вредным воздействием наледей не направлены на устранение причин наледеобразования. Активные методы, в свою очередь, обеспечивают ликвидацию вредного воздействия наледи путем направленного регулирования наледного процесса.
К первой группе методов относятся способы, направленные на недопущение образования наледи путем принятия следующих решений:
1. профилактические мероприятия (перенос инженерных сооружений в безопасное место в обход наледных участков);
2. устройство заграждений из земляных валов, дамб, заборов из досок и железобетонных конструкций и др.;
3. скалывание наледного льда вручную и механизированными способами.
Ко второй группе можно отнести следующие виды управляющих решений:
1. изменение места образования наледи путем промораживания водоносных грунтов с помощью устройства мерзлотных поясов, навесов, самоохлаждающих устройств (сваи Лонга, С. И. Гапеева и др.);
2. изменение места образования наледи путем устройства в водоносных грунтах водонепроницаемых глинистых (пленочных) экранов, а с поверхности установка в зимний период металлических, деревянных щитов или металлических сеток;
3. отвод подземных и наземных наледеобразующих вод с помощью дренажей и водопонижающих скважин;
4. изоляция хозяйственных объектов и территории от подземных вод путем устройства глинистых, пленочных экранов;
5. регулирование ледотермического режима наледного водотока с помощью тепловой мелиорации наледного участка (устройство утепленных лотков, трубчатых дренажей с подогревом, обеспечивающих отвод части или всего объема наледеобразующих вод);
6. комплексные противоналедные мероприятия. [16]
2.7 Обоснование сложности инженерно-геологических условий
По результатам выполненных инженерно-геологических изысканий исследуемая площадка под застройку микрорайона «Каштак» в г. Чита по сложности инженерно - геологических условий относится к III (сложной) категории. [14, приложение Б.]
Третья категория сложности обусловлена неоднородным геолого-литологическим строением (выделено 6 ИГЭ). Грунт ИГЭ-1, представленный песком пылеватым, по степени морозоопасности относится к группе слабопучинистых.
В геологическом строении площадки принимают участия четвертичные отложения аллювиального и элювиального генезиса. Аллювиальные отложения представлены суглинком, песками пылеватыми и гравелистыми. Элювиальные отложения представлены продуктами глубокого выветривания алевролитов и песчаников, выветрелых до состояния суглинка комковато-плитчатой структуры и песка средней крупности.
Площадка сложена в основном мерзлыми грунтами. Нормативная глубина сезонного промерзания по данным многолетних наблюдений составляет 4,5м. Мерзлые грунты, в основном, массивной криогенной текстуры. Свободный лед встречен в элювиальном суглинке в виде отдельных горизонтов линз.
Подземные воды представлены двумя горизонтами. Первый горизонт – воды порово-пластового типа имеет повсеместное распространение и вскрыт всеми скважинами на глубинах 8,1-9,5м и приурочен к песку гравелистому. Второй горизонт – подмерзлотные воды трещинно-пластового типа вскрыты скважиной №1748 на глубине 29,2м в элювиальном суглинке.
Расчетные характеристики грунтов выделенных инженерно-геологических элементов приведены в табл. 2.1.
Многолетнемерзлые грунты рекомендуется использовать по принципу IIСниП [14] с предусмотрением конструктивных мероприятий, исключающих неравномерные осадки.
Сейсмичность площадки, расположенной в г. Чите, при 10% вероятности составляет 6 баллов, что соответствует карте А.
Таблица 2.1
| Вид 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 оттаивания основания
2.8.1 Расчет конечной осадки фундамента
В связи со сложными инженерно-геологическими условиями, а именно наличие в разрезе илов, предполагается в качестве альтернативного варианта фундамента – перекрестные монолитные плиты, шириной 3м. Для обоснования предлагаемого варианта мною будет выполнен расчеты осадки монолитных фундаментов в разных сечениях с целью выявления неравномерных осадок. Запас прочности фундаментов принимается если расчетные фундаменты не связаны между собой.
Расчет осадки под жилой 9-ти этажный дом №8
(сечение 1-1 выбрано по скв. С-1755)
Рассчитаем осадку фундамента методом послойного суммирования. Величину давления под подошвой фундамента от вышележащей толщи грунта (бытового давления) определяем по формуле:
где
;
Расчётные слои выделяем из условия:
где
Величину бытового давления под подошвой
Дополнительное давление от сооружения определяют по формуле:
Результаты расчёта осадки фундамента приведены в таблице 2.2. Схемы к расчёту осадки показаны на рисунке 1.
Разобьем толщу на расчетные слои:
hi
≤ 0.4 b
hi
= 0.5 м
Таблица 2.2
№ | Z , см | m=2*Z/b, м | P кг/см2 | 0.2Рб кг/см2 | Poz кг/см2 | Pi кг/см2 | Ei кг/см2 | hi см | Si см | |
| 0 | 0 | 0 | 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 глубине 3,2 м выполняется условие 0.2Рб
z
= Poz
. Глубина сжимаемой толщи составляет 3,2 м и конечная осадка фундамента равна 9.23 см.
В соответствии со СниП 2.02.01-83 предельно допустимое значение осадки Sдоп
для многоэтажного здания с полным каркасом из железобетона составляет 10 см.
Sрасч. ≤ Sдоп.
9,23см ≤ 10 см
что в совокупности с выполнением условия является доказательством верного определения размеров подошвы фундамента, выбора грунтов в качестве естественного основания и гарантией сохранения целостности здания во время строительства и эксплуатации.
Расчет осадки по сечению 2-2, дом №8
Результаты расчёта осадки фундамента приведены в таблице 2.3. Схемы к расчёту осадки показаны на рисунке 2.
Разобьем толщу на расчетные слои:
hi
≤ 0.4 b
hi
≤ 0.4∙0.8 hi
= 0.3 м
Таблица 2.3
№ | Z , см | m=2*Z/b, м | P кг/см2 | 0.2Рб кг/см2 | Poz кг/см2 | Pi кг/см2 | Ei кг/см2 | hi см | Si см | |
| 0 | 0 | 0 | 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 сжимаемой толщи составляет 2,2 м и конечная осадка фундамента равна 7,5 см.
В соответствии со СниП 2.02.01-83 предельно допустимое значение осадки Sдоп
для многоэтажного здания с полным каркасом из железобетона составляет 10 см.
Sрасч. ≤ Sдоп.
7,5 см ≤ 10 см
что в совокупности с выполнением условия является доказательством верного определения размеров подошвы фундамента, выбора грунтов в качестве естественного основания и гарантией сохранения целостности здания во время строительства и эксплуатации.
В соответствии с СНиН 2.02.01-83 (2000), приложения 4, для многоэтажных зданий и сооружений с полным каркасом из железобетона относительная разность осадок равна 0,002.
Произведем расчет неравномерности осадки
Расчет неравномерности осадки показал, что расчетное значение осадки не превышает допустимого значения. Что говорит о правильном выборе типа фундамента.
2.8.2 Расчет глубины оттаивания основания отапливаемого здания
Чаша оттаивания может определяться аналитическими методами по формулам и номограммам Г. В. Порхаева, которые позволяют определить формирование чаши оттаивания во времени, а также ее предельное очертание.
Таблица 2.4
| Положение расчетной точки | Расчетный режим | |
| неустановившийся | установившийся | |
| Под серединой здания | ||
| Под краем здания | ||
Необходимые для расчетов параметры:
где λТ
, λМ
– коэффициенты теплопроводности соответственно талого и мерзлого грунта, ккал/м∙ч∙град; R0
– термическое сопротивление пола здания, м2
∙ч∙град/ккал; B
– ширина здания, м; t0
,tП
– температуры соответственно грунта 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
;
где ρ
- удельная теплота плавления льда, равная 80 000 ккал/т; WC
,
WH
–соответственно суммарная влажность и весовое содержание незамершей воды, доли единицы; γМ
– объемный вес скелета мерзлого грунта , т/м3
.
Расчет чаши оттаивания под серединой здания
для τ
=10 лет = 87600 ч.
При L/
B
=58,5/25>2, kI
=1,
По номограмме определяем коэффициенты ξс
=0,87, kc
=0,13
тогда
Для τ
=60 лет = 525600 ч.
B
=58,5/25>2, kI
=1,
По номограмме определяем коэффициенты ξс
=1,4, kc
=0,15
тогда
Расчет чаши оттаивания под краем здания
для τ
=10 лет = 87600 ч.
При L/
B
=58,5/25>2, kI
=1,
По номограмме определяем коэффициенты ξк
=0,31, kк
=0,17
тогда
Для τ
=60 лет = 525600 ч.
При L/
B
=58,5/25>2, kI
=1,
По номограмме определяем коэффициенты ξк
=0,76, kк
=0,2
тогда
2.8.3 Расчет нормативной глубины сезонного промерзания
Нормативная глубина сезонного промерзания рассчитывается по формуле:
где
t2
и τ2
– средняя температура воздуха за период отрицательных температур, ºС, берется со знаком «плюс» и продолжительность этого периода, ч; ρ
– удельная теплота плавления льда, принимаемая равной 80000 ккал/т; tн.з
.
– температура начала замерзания грунта, ºС со знаком «плюс», определяемая по данным изысканий; Wc
– суммарная влажность грунта, д.ед.; Wн
– весовое содержание незамерзшей воды в д.ед. определяется при температуре 0,5(t2
-tн.з
); λМ
– коэффициенты теплопроводности мерзлого грунта, ккал/м∙ч∙град;СМ
-объемная теплоемкость мерзлого грунта, ккал/м3
∙град; γм
– объемный вес скелета мерзлого грунта, т/м3
.
При использовании грунтов основания по принципу II расчетная глубина промерзания грунта Нм
у наружных стен здания
где т
t
м
–
коэффициент теплового влияния зданий или сооружений, для массивных фундаментов мелкого заложения – 1,3; тк
м
- коэффициент теплового влияния здания или сооружения на глубину протаивания у фундаментов, принимаемый равным для зданий у наружных стен без черного покрытия – 1,0.
2.8.4 Предпостроечное протаивание грунтов
Площадь участка предпостроечного протаивания принимается по контуру здания или сооружения, расширенному в каждом направлении на половину толщины слоя предварительно оттаиваемого грунта. Между зданиями предпостроечное протаивание производится на глубину сезонного протаивания с учетом ее увеличения в результате застройки территории.
Для многолетнемерзлых грунтов рекомендуются:
1. Оттаивание паровыми иглами применяется при условиях: грунты с коэффициентом фильтрации к
>0,01 м/сутки; расход пара 30-50 кг/м3
грунта.
2. Электролитическими нагревателями при условиях: грунты песчаные и глинистые.
3. Омическими нагревателями.
Количество точек установки игл на участке с площадью S
, м2
где L – шаг, принимаемый по таблице 2.5
Таблица 2.5
Глубина погружения игл Н | 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 нашем случае глубина погружения игл 11 м, шаг выбираем оптимальный, тогда L
=4,5
Средняя производительность иглы по оттаиванию грунта, м3
/сутки:
где k
– коэффициент теплоотдачи воды, принимаемый для галечных и гравийных грунтов с песчаным заполнителем и для песка равным 0,48, а для тех же грунтов с супесчаным и суглинистым заполнителем равным 0,2; t
– температура нагнетаемой воды, ºC; tМ
– начальная температура мерзлого грунта (со знаком плюс), ºC; tТ
– заданная температура оттаявшего грунта, ºC; СМ
, СВ
, СТ
– объемные теплоемкости соответственно 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
.
Количество дней для оттаивания грунта вокруг одной иглы
где α
– коэффициент использования тепла воды, принимаемый равным 0,8 при температуре воды t
>10 ºC и начальной температуре вечномерзлого грунта tМ
>-2 ºC и равным 0,6 при t
<10 ºC; tМ
<-2 ºC.
Количество одновременно действующих игл на больших участках необходимо ограничивать в соответствии с производительностью насосной установки, ресурсами источника водоснабжения и мощностью источника тепла при искусственном нагревании воды так, чтобы через иглу вода поступала с заданным расходом.
ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
3. Методика и объёмы проектируемых работ
Инженерно-геологические изыскания для жилой застройки второй очереди микрорайона «Каштак» будут выполняться на стадии проект с целью изучения геолого-литологического строения, геокриологических и гидрогеологических условий площадки, выявление неблагоприятных физико-геологических процессов и явлений.
Основными задачами инженерно-геологических изысканий являются:
- анализ ранее проведенных инженерно-геологических работ;
- планово-высотная привязка проектных выработок;
- проходка горных выработок;
- геофизические работы;
- полевые исследования;
- отбор проб и лабораторные работы;
- камеральные работы.
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 обработка материалов прошлых лет
Сбору и обработке подлежат материалы:
- инженерно-геологических изысканий прошлых лет, выполненных для обоснования проектирования и строительства объектов различного назначения - технические отчеты об инженерно-геологических изысканиях, сосредоточенные в государственных и ведомственных фондах и архивах;
- геолого-съемочных работ (в частности, геологические карты наиболее крупных масштабов, имеющиеся для данной территории), инженерно-геологического картирования, региональных исследований, режимных наблюдений и др.;
- научно-исследовательские работы и научно-техническая литература, в которой обобщаются данные о природных и техногенных условиях территории и их компонентах и (или) приводятся результаты новых разработок по методике и технологии выполнения инженерно-геологических изысканий.
При сборе и обработке материалов о криогенных процессах и образованиях следует особое внимание уделять установлению закономерностей их формирования в зависимости от процессоформирующих факторов (особенностей климатических, геокриологических условий, рельефа, состава, температуры грунтов и др.), активности процессов в естественных и нарушенных условиях, негативном воздействии процессов на здания и сооружения и экологию ландшафтов.
По результатам сбора, обработки и анализа материалов изысканий прошлых лет и других данных в программе изысканий и техническом отчете должна приводиться характеристика степени изученности инженерно-геологических условий исследуемой территории и оценка возможности использования этих материалов (с учетом срока их давности) для решения соответствующих задач.
Все имеющиеся материалы изысканий прошлых лет должны использоваться для отслеживания динамики изменения геокриологических условий под влиянием техногенных воздействий и динамики изменения климата.
3.3 Планово-высотная привязка проектируемых скважин
Для выполнения плановой и высотной привязки горных выработок планируется производить топографо-геодезические работы.
Для выполнения этих работ рекомендуется использовать замкнутый теодолитный ход, который представляет собой сомкнутый многоугольник (полигон). Высотная привязка скважин будет обеспечиваться нивелированием IV класса точности, которое планируется производить по тем же направлениям, что и теодолитные ходы. На данной территории планируется осуществить планово-высотную привязку 164 точки, из них: 48 скважин 116 геофизических точек.
3.4 Рекогносцировочное и маршрутное обследование территории
При полевых работах следует наметить маршруты, определить направления маршрутов в пределах границ инженерно-геокриологической съемки, целью которых будет являться рекогносцировочное обследование территории.
В процессе рекогносцировочного обследования территории следует осуществлять: 1. осмотр места изыскательских работ; 2. визуальную оценку рельефа; 3. описание геоботанических индикаторов геокриологических, гидрогеологических и экологических условий; 4. описание внешних проявлений геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов с оценкой их интенсивности, площади развития; 5. описание всех видов техногенных нарушений естественных ландшафтов и их влияния на геокриологические условия (глубину сезонного оттаивания и промерзания, активизацию криогенных процессов, последствий их активизации и др.).
Количество маршрутов, состав и объемы сопутствующих работ следует устанавливать в зависимости от детальности изысканий, их назначения и сложности инженерно-геокриологических условий исследуемой территории.
На исследуемой территории следует наметить профиля, по которым будут проходить маршруты: вдоль автомобильной дороги через 100 м. Итого 3,5 км маршрутных и рекогносцировочных исследований. [14]
Маршрутные наблюдения следует осуществлять по направлениям, ориентированным перпендикулярно к границам основных геоморфологических элементов и ландшафтных комплексов с разнородными геокриологическими условиями, контурам геологических структур и тел, простиранию пород, тектоническим нарушениям, а также вдоль элементов эрозионной и гидрографической сети, по намечаемым проложениям трасс линейных сооружений, участкам с проявлениями геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов и др.
По результатам маршрутных наблюдений следует наметить места размещения ключевых участков для проведения более детальных исследований, определения характеристик состава, состояния и свойств мерзлых, оттаивающих и промерзающих грунтов основных литогенетических типов, гидрогеологических параметров водоносных горизонтов 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 в соответствии с требованиями норм СП 11-105-97 Часть 1:
Буровые работы под жилую застройку микрорайона «Каштак» проектируются с целью:
-установления или уточнения геологического разреза, выявления грунтовых и подземных вод и условия их залегания;
- изучения глубин сезонного оттаивания и промерзания, температурного режима, мощности мерзлых грунтов и характера их залегания, состава и криогенного строения, выявления и оконтуривания повторно-жильных и пластовых льдов, исследования геологических, инженерно-геологических, криогенных процессов и образований;
- определения глубины залегания уровня подземных вод;
- отбора образцов грунтов для определения их состава, состояния, криогенного строения и свойств, а также проб подземных вод для их химического анализа;
- проведения полевых исследований свойств мерзлых грунтов, определения гидрогеологических параметров водоносных горизонтов и зоны аэрации и производства геофизических исследований;
- выполнения стационарных наблюдений (локального мониторинга компонентов геологической среды).
Проходку скважин следует осуществлять либо переносными комплектами оборудования, либо буровыми установками на транспортных средствах, не нарушающими растительный покров.Выбор вида, глубины и назначения горных выработок, способов и разновидности бурения скважин при инженерно-геологических изысканиях следует производить исходя из целей и назначения выработок, с учетом особенностей геокриологических условий — состава, льдистости, температуры и мощности многолетнемерзлых грунтов, намечаемой глубины изучения геологического разреза.
Для изучения инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой при наличии опасных геологических и инженерно-геологических процессов при необходимости следует располагать дополнительные выработки за пределами контура проектируемых зданий и сооружений, в том числе и на прилегающей территории.
Скважины проектируем располагать по осям проектируемых зданий и сооружений, в местах резкого изменения нагрузок на фундаменты, глубины их заложения, на границах различных геоморфологических элементов.
Бурение скважин 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 порейсовое описание керна, фиксироваться границы распространения литологических разностей грунтов и производиться отбор образцов грунтов для лабораторных исследований. Особое внимание следует обратить на состояние грунта (талое или мерзлое), при вскрытии мерзлых грунтов описывать криогенную текстуру, количество, мощность и распространение ледяных включений. При вскрытии подземных вод фиксировать уровни их появления и установления, производить отбор проб для определения химического состава и агрессивных свойств к бетону и металлическим конструкциям.
Согласно таблице 8.1, 8.2 СП 11-105-97 Часть 1 [14] на площадке исследований должно быть всего пробурено 45 скважин, глубиной 15 м. Также планируется пробурить 3 термометрические скважины глубиной 10м. Из них:
II категории – 288 п. м.;
III категории – 235, 2 п. м.;
IV категории – 388, 8 п. м..
Скважины будут располагаться по оси зданий через 50 м.
В некоторых скважинах следует проводить замеры температуры многолетнемерзлых грунтов – термометрические скважины.
Все пробуренные скважины после окончания работ должны быть ликвидированы тампонажем глиной или цементно-песчаным раствором с целью исключения загрязнения природной среды и активизации геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов.
3.6 Геофизические работы
Геофизические исследования на участках размещения зданий и сооружений следует предусматривать для установления характеристик инженерно-геокриологических условий в пределах сферы взаимодействия проектируемых сооружений с многолетнемерзлыми грунтами оснований: уточнения показателей льдистости грунтов по площади и разрезу, глубины залегания коренных пород, их трещиноватости, изучения криогенных процессов, а также решения других задач (п. 5.7) СП 11-105-97 Часть 1 [14] и обоснованием в программе изысканий.
Геофизические работы планируется проводить с целью выявления и прослеживания зон вечномерзлых грунтов.
В связи с этим необходимо выполнить электроразведку. Электроразведку планируется проводить в двух модификациях: 1) вертикальные электрические зондирования (ВЭЗ), необходимые для изучения мерзлых грунтов по глубине; 2) электропрофилирование (ЭП), необходимое, для оконтуривания зоны распространения многолетнемерзлых грунтов. [15]
Сущность вертикального электрического зондирования заключается в исследовании зависимости между кажущимся сопротивлением и расстоянием от точки наблюдения поля до источника. Для выполнения ВЭЗ можно применять любую из установок, однако технически наиболее просто выполнять зондирование симметричной установкой АМNB. При зондировании такой установкой изучается зависимость кажущегося сопротивления от расстояния между питающими заземлениями.
Немаловажным для проведения детальных геофизических исследований является использование метода электрического профилирования. Профилирование предполагается осуществлять симметричной установкой АМNB. Установка для электрического профилирования состоит из питающей АВ и измерительной MN линий, источника питания и измерительного прибора.
ВЭЗ планируется 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 58 точек.
Электропрофилирование будет 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.
Работы необходимо выполнять согласно «Инструкции применения электроразведки на постоянном токе при инженерно – геологических изысканиях. РСН – 43 – 74».
3.7 Отбор проб
В зависимости от свойств грунтов, характера их пространственной изменчивости, а также целевого назначения инженерно-геологических работ в программе изысканий рекомендуется устанавливать систему опробования соответствующим расчетом.
Для исследования строительной площадки под застройку необходимо опробовать 48 скважин, пробы будут отбираться нарушенного и ненарушенного сложения.
Разрез предоставлен 6 инженерно-геологическими элементами.
Пробы нарушенного сложения отбираются из буровых скважин и шурфов из расчета 1 проба на 2 метра, если инженерно-геологический элемент мощностью более 2 м, если менее 2 м, то пробы отбираются из каждой разновидности грунта. В данном случае инженерно-геологические элементы мощностью более 2 м.[14]
Тогда проектируем отбор проб нарушенного сложения, одна проба через два метра. Пробы ненарушенного сложения отбираем в количестве не менее шести на каждый ИГЭ.
На площади проектируется отобрать пробы:
- нарушенного сложения- 210 проб;
- ненарушенного сложения- 60 проб. Всего 270 проб.
3.8 Стационарные наблюдения
3.8.1 Метод полевого определения температуры
Полевые измерения температуры выполняются в целях:
- получения конкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов для использования их в теплотехнических расчетах при проектировании;
- оценки и прогноза устойчивости территории основания;
- назначения глубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений и определения их несущей способности;
- контроля и оценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов в результате возведения и эксплуатации зданий и сооружений или осуществления различных инженерных мероприятий.
Измерения температуры грунтов должны выполняться в заранее подготовленных и выстоянных скважинах переносимыми или стационарными термоизмерительными комплектами, представляющими собой гирлянды электрических датчиков с соответствующей измерительной аппаратурой. В качестве электрических датчиков температуры грунтов следует применять чувствительные элементы промышленных медных термометров сопротивления с номиналом 100 Ом (например, ЭСМ-03 по ТУ 25. 02. 738. 71).
Монтаж гирлянды электрических датчиков температуры должен выполняться по схеме, однотипным (из одной бухты) многожильным медным проводом сечением 0,35-0,5 мм2
с надежной изоляцией; места спаек должны быть электро- и гидроизолированы.
Разница в сопротивлениях соединительных проводов, измеренная на клеммах разъема, не должна превышать 0,01 Ом; сопротивление изоляции проводов, шунтирующее датчик, должно быть не менее 2 Мом.
В качестве измерительных приборов к электрическим датчикам следует применять специальные термометрические многопредельные неравновесные мосты или потенциометры постоянного тока, отградуированные в градусах Цельсия, при цене деления шкалы не более 0,1ºС, либо лабораторные мосты сопротивлений класса точности 0,05-0,1% (МО-62, МО-64, Р-39 и т.п.), подключаемые к гирлянде через узел коммутации.
При инженерно-геокриологических исследованиях глубины измерения температуры в скважинах диаметром не более 160 мм следует принимать: в пределах первых 3 м – кратными 0,5 м; затем, до глубины 5 м – кратными 1 м; далее – на глубинах 7 и 10 м.
Измерения температуры грунтов следует производить в следующем порядке:
перед спуском термоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочую глубину скважины, отсутствие в ней воды;
в скважину опускают гирлянду на заданную глубину, закрепляют во входном отверстии скважины пробкой и оставляют на время выдержки;
оценивают период выдержки;
по истечении периода выдержки гирлянды в скважине производят измерения и регистрацию температуры грунта, термометры извлекают по одному из скважины, не допуская попадания на термометр прямых солнечных лучей;
производят оценку значений температуры путем сопоставления их между собой или с данными предыдущих измерений. При наличии аномальных отклонений измерения следует повторить;
по окончании измерений переносную гирлянду извлекают из скважины, скважину закрывают пробкой, а короб крышкой.
Время выдержки гирлянды электрических датчиков составляет 1 час.
Температуру грунтов ti
на глубине di
, измеряемую мостом электрических сопротивлений надлежит вычислять по формуле
где Ri
– электрическое сопротивление, измеренное при положениях переключателя К1
, К2
,…, Кn
, Ом;
Rо
– номинал сопротивления электрического термометра, Ом, при температуре 0ºС;
Rs
=
RL
+
Ro
– суммарное сопротивление линии связи RL
и образцового резистора, определяемое в положении Ко
переключателя, Ом;
α
– температурный коэффициент сопротивления (для медного провода α=
0,00426), 1/ºС;
Δ –
индивидуальная поправка на «место нуля» электрического термометра, ºС.
По результатам измерений температуры грунтов следует составлять технический отчет, который должен включать:
- техническое задание и программу проведения термоизмерительных работ;
- примененную методику измерений;
- оценку инструментальных и дополнительных погрешностей;
- акты проверок измерительной аппаратуры;
- ситуационный план площадки с указанием плановой и высотной привязки скважин;
- сводную ведомость температуры грунтов;
- графические материалы;
- выводы о результатах термоизмерительных работ. [ГОСТ 25258-82 Метод полевого определения температуры]
В термометрических скважинах (3 скважины) используются для ведения стационарных наблюдений в период проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений. Наблюдения в скважинах за температурой пород должны проводиться в течение года. С октября по март замеры будут проводиться 1 раз в 10 дней, а с апреля по сентябрь – 1 раз в месяц. Итого будет проделано 72 замера.
3.8.2 Стационарные наблюдения за наледью
Для характеристики процесса необходимо измерять следующие параметры наледи: площадь (F
), среднюю мощность (Н
), средний слой нарастания (hH
) и средний слой оттаивания (
hr
) льда на их поверхности.
Для периодического определения морфометрических характеристик наледи в пределах их устанавливаются размеченные рейки или ледомерные вехи. Наиболее целесообразно размещение ледомерных вех в углах прямоугольной сетки.
Более детальная характеристика динамики оттаивания льда по суточным и полусуточным интервалам времени может быть получена с помощью метода «индикаторных» площадок. Слой оттаивания льда с поверхности наледи в этом случае определяется нивелировкой у точек наблюдений, расположенных по прямоугольной сетке в квадрате небольших размеров. Всего должно быть не менее 30 точек измерения с тем, чтобы получить несмещенную оценку среднего слоя оттаивания между датами наблюдений. Площадку целесообразно выбирать в том месте наледи, где слои оттаивания льда близки к их средним значениям, определенным для всей наледи.
Рейки устанавливают осенью после исчезновения наледи и закрепляют в грунте с таким расчетом, чтобы ноль отсчета совпадал с поверхностью земли. Все рейки должны быть пронумерованы, размечены через 1 м и иметь длину, обеспечивающую измерение максимальной толщины льда в точке. Углы между направлениями на соседние вехи в каждой точке составляют 90º. Зимой рейки вмерзают в лед.
При производстве ледомерной съемки толщину наледи у каждой вехи измеряют с точностью до 1 см переносной рейкой от первой засечки до поверхности льда и воды, исключая высоту снежного покрова. Расстояние до границ распространения наледи 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.
Ледомерные съемки проводятся в течение одного дня три раза в месяц: 10, 20 числа и в последний день месяца. В период интенсивного таяния (июнь, июль), а также в теплое время года съемки целесообразно проводить через 5 дней.
Наблюдения на «индикаторной» площадке целесообразно проводить ежедневно в 8 часов, а при необходимости оценить интенсивность стаивания льда по полусуточным интервалам – в 8 и 20 часов.
Максимальные размеры одной и той же наледи в конце каждой зимы различны. Для того, чтобы определить их средние многолетние значения необходимо наблюдать в течение ряда лет, число которых зависит от размаха колебаний объемов, площадей и мощностей наледи год от года. Необходимую продолжительность многолетнего ряда наблюдений за параметрам наледи со средней квадратической погрешностью их определения 5 и 10%. [8]
Также в летнее 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)).
Согласно проекту работ, продолжительность наблюдений – один год, частота замеров дебита и температуры – один раз в декаду, отбор проб воды – один раз в квартал.
Согласно проекту работ замер дебита будет проведен - 36 раз, описание источника - 4 раза, замер температуры воды - 36 раз, отбор проб на полный химический анализ - 4 раза.
Согласно проекту и СанПиН объем проб составит на полный химический анализ (ЛИЦИМС и ИПТМ РАН) – 5+2=7л (6 пр.)
Дебит следует замерять переносной водосливной рамкой (до 9 л/с), которая изготовляется из листового 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 нуль шкалы совпадает с горизонтальным ребром выреза.
Замер температуры воды производится ртутным термометром ТМ-14, который имеет допустимую погрешность 0,5о
С.
3.9Лабораторные работы
Лабораторные исследования грунтов следует выполнять с целью: определения их состава, состояния, физических, механических, прочностных, деформационных свойств, определения их нормативных и расчетных характеристик; выявления степени однородности состава и свойств грунтов по площади и глубине; выделения инженерно-геологических элементов, прогноза состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов.[14]
Планируется выполнить комплекс лабораторных работ. Виды лабораторных работ и их объемы приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1
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 и написание отчета
Камеральную обработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ (текущую, предварительную) и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательная камеральная обработка и составление технического отчета или заключения о результатах инженерно-геологических изысканий). Текущую обработку материалов необходимо производить с целью обеспечения контроля за полнотой и качеством инженерно-геологических работ и своевременной корректировки программы изысканий в зависимости от полученных промежуточных результатов изыскательских работ.
В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация записей маршрутных наблюдений, просмотр и проверка описаний горных выработок, разрезов естественных и искусственных обнажений, составление графиков обработки полевых исследований мерзлых грунтов, каталогов и ведомостей горных выработок, образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, увязка между собой результатов отдельных видов инженерно-геологических работ (геофизических, горных, полевых исследований грунтов и др.), составление колонок (описаний) горных выработок, предварительных инженерно-геокриологических разрезов, карты фактического материала, предварительных ландшафтных, инженерно-геокриологических и геокриологических карт и пояснительных записок к ним с результатами геокриологического прогноза.
При окончательной камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных предварительных материалов (в основном по результатам лабораторных исследований грунтов и проб подземных и поверхностных вод), оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах инженерно-геологических изысканий, содержащего все необходимые сведения и данные об изучении, оценке и прогнозе возможных изменений инженерно-геологических условий.
Прогноз возможных изменений инженерно-геокриологических и гидрогеологических условий в соответствии с техническим заданием заказчика при изысканиях для разработки проектной документации следует осуществлять, как правило, в форме количественного геокриологического прогноза с установлением числовых значений прогнозируемых характеристик температуры и свойств многолетнемерзлых, оттаивающих, промерзающих грунтов, закономерностей возникновения и интенсивности развития геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов в пространстве и во времени в контурах проектируемых зданий и сооружений и на сопредельных территориях. Прогноз осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04-88. При необходимости геокриологический прогноз выполняется для нескольких вариантов возможного размещения проектируемых сооружений в целях выбора наиболее оптимального при назначении одного из принципов строительства.
Количественный прогноз возможных изменений геокриологических условий площадки (трассы) изысканий следует осуществлять на основе полученных при изысканиях результатов изучения состава, температуры и свойств мерзлых грунтов лабораторными и полевыми методами, данными стационарных наблюдений за динамикой высоты снежного покрова в естественных и нарушенных условиях (и его свойств) и развитием опасных криогенных процессов с использованием аналитических (расчетных) методов и, при необходимости, методов физического моделирования.
Состав и содержание технического отчета (заключения) о результатах инженерно-геологических изысканий для разработки проектной документации должны содержать следующие разделы и сведения:
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 их проведения, методы производства отдельных видов работ, состав исполнителей, отступление от программы и их обоснование и др.
2. Изученность инженерно-геокриологических условий — характер, назначение и границы участков ранее выполненных инженерных изысканий и исследований, наименование организаций-исполнителей, период производства и основные результаты работ, возможности их использования для установления инженерно-геокриологических условий.
3. Физико-географические и техногенные условия — климат, рельеф, геоморфология, растительность, почвы, гидрография, сведения о хозяйственном освоении и использовании территории, техногенных (тепловых) нагрузках, опыт местного строительства, включая состояние и эффективность инженерной защиты, характер и причины деформаций оснований зданий и сооружений (если они имеются и установлены), построенных с применением одного из принципов использования мерзлых грунтов в качестве оснований.
4. Геологическое строение — стратиграфо-генетические комплексы, условия залегания грунтов, литологическая и петрографическая характеристики выделенных слоев грунтов по генетическим типам, тектоническое строение и неотектоника.
5. Геокриологические условия — распространение, особенности формирования, условия залегания и мощность многолетнемерзлых грунтов; среднегодовая температура многолетнемерзлых и талых грунтов и глубина нулевых годовых колебаний температуры; криогенное строение и криогенные текстуры грунтов в плане и по глубине; разновидности грунтов по степени льдистости, засоленности и типу засоления, температурно-прочностному состоянию, пучинистости; наличие, условия залегания, морфометрические характеристики залежей подземного льда и их генетические типы; распространение, характер проявления и генезис таликов, охлажденных грунтов и таликовых зон; глубина сезонного оттаивания и промерзания грунтов, ее динамика во времени в зависимости от изменений поверхностных условий и колебаний климата; нормативная и расчетная глубина сезонного оттаивания и промерзания; состав, состояние и криогенное строение грунтов сезонноталого и сезонномерзлого слоев.
6. Гидрогеологические условия —
характеристика в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой вскрытых выработками водоносных горизонтов, влияющих на условия строительства и (или) эксплуатацию предприятий, зданий и сооружений: положение уровня подземных вод, распространение, температура, условия залегания, источники питания, химический состав подземных вод, их приуроченность к таликам разного генезиса и размеров.
7. Свойства грунтов — характеристика состава, состояния, физических, механических и химических свойств выделенных типов (слоев) мерзлых грунтов и их пространственной изменчивости, в том числе: нормативные и расчетные характеристики физических, теплофизических, химических (включая значения засоленности, коррозионной агрессивности, температуры начала замерзания), деформационных и прочностных свойств мерзлых и оттаивающих грунтов (многолетнемерзлых, сезонномерзлых и сезонноталых) и подземных льдов.
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 характеристика степени пораженности территории и глубины их развития; типизация и приуроченность процессов к определенным формам рельефа, геоморфологическим элементам, типам грунтов, геокриологическим и гидрогеологическим условиям, видам и зонам техногенного воздействия; особенности развития каждого из процессов, причины, факторы и условия развития процессов; состояние и эффективность существующих сооружений инженерной защиты.
9. Инженерно-геокриологическое районированиетерритории с обоснованием и характеристикой выделенных на инженерно-геокриологической карте таксонов (районов, подрайонов, участков и т.п.); сопоставительная оценка вариантов площадок и трасс по степени благоприятности для строительного освоения с учетом прогноза изменения геологической среды в процессе строительства и эксплуатации объектов; рекомендации по выбору принципа использования грунтов оснований, инженерной защите, подготовке и возможному использованию территории.
10. Прогноз изменения инженерно-геокриологических условий — прогноз развития криогенных процессов во времени и пространстве, а также геотемпературного поля в массиве грунтов оснований в сфере теплового и механического взаимодействия проектируемого объекта и сопредельной ему территории; оценка опасности и риска от криогенных процессов.
11. Заключение — краткие результаты выполненных инженерно-геологических изысканий и рекомендации для принятия проектных решений, по проведению дальнейших инженерных изысканий и необходимости выполнения специальных работ и исследований.
12. Список использованных материалов —
перечень фондовых и опубликованных материалов, использованных при составлении технического отчета (заключения).
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4. Охрана труда
4.1 Техника безопасности
При производстве работ должна быть организованна служба охраны труда.
Прием на работу лиц, не достигших 16 лет, запрещен.
К руководству инженерно-геологическими подразделениями допускаются только лица, имеющие соответствующее техническое образование.
Проверка знаний правил техники безопасности инженерно-технического персонала проводится в соответствии с утвержденными министерствами и ведомствами положениями о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по технике безопасности руководителями и инженерно-техническими работниками не реже одного раза в три года [4].
Инженерно-технические работники полевых партий и отрядов должны быть проверены в плане знаний техники безопасности перед выездом на полевые работы. Продолжительность инструктажа по технике безопасности устанавливается главным инженером организации, в зависимости от характера работы и должна быть не менее: для ранее не работавших - два дня, для ранее работавших - один день.
Повторный инструктаж по технике безопасности всех рабочих должен проводится не реже одного раза в полгода.
Каждому работнику под личную подпись должны быть выданы администрацией инструкции по охране труда. К самостоятельной работе рабочий допускается только после сдачи экзаменов.Периодическая проверка знаний по технике безопасности рабочих проводится не реже одного раза в год.
4.1.1 Общие требования к технике безопасности
Порядок приема на работу
При проведении геолого-съемочных, геолого-поисковых и геофизических работ в населенных, горно-таежных, высокогорных, пустынных районах, а также при производстве буровых, горно-разведочных, гидрогеологических, инженерно- геологических и работ связанных с применением радиоактивных веществ, запрещается прием на работу лиц моложе 18 лет [1].
Работники должны проходить обязательные предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры, в порядке, установленном Министерством здравоохранения, с учетом профиля и условий их работы.
Все работники, направляемые на полевые работы, подлежат обязательным предохранительным прививкам.
Обучение и инструктаж
Необходимо не допускать к работе лиц, не имеющих прав на ведение работ и необходимого навыка. Допуск к работе получают лица прошедшие инструктаж: по технике безопасности и сдавшие экзамен по профилю их работ. Проверка знаний правил безопасности персоналом производится не реже 1 раза в 3 года, а работниками полевых партии и отрядов ежегодно перед выездом на полевые работы. Все обученные по профессии рабочие, как вновь принятые, так и переведенные на другую работу должны пройти инструктаж по технике безопасности (вводный и на рабочем месте). Еженедельно необходимо проводить дни техники безопасности в каждой буровой и горно-проходческой бригадах, а также в гидрогеологическом отряде. Подготовку и проведение дней техники безопасности надо осуществлять по перечню вопросов, подлежащих обязательной проверке и обсуждению, утвержденному главным инженером (начальником) экспедиции для каждого вида работ.
4.2 Общие правила
Для проведения работ планируется выезд на полевые работы, при этом все работники должны пройти медицинскую комиссию и проверку знаний по технике безопасности. Работники полевого отряда до начала полевых работ кроме получения инструктажа по ТБ должны быть обучены приемам связанных со спецификой работ и оказания первой медицинской помощи. Перед выездом на полевые работы комиссия проверяет работников полевого отряда на знание техники безопасности, где особое внимание обращается на спецодежду и средства индивидуальной защиты (рукавицы, защитные очки, респираторы). Перед проведением инженерно геологических исследований главному инженеру разреза предоставляется график проведения работ, а все сотрудники отряда знакомятся с графиком проведения взрывных работ и проходят первичный инструктаж у инженера по технике безопасности.
При проведении полевых работ особую опасность будут представлять такие факторы как высокогорье и буровые работы.
4.3 Общие положения при буровых работах
Прокладка подъездных путей, сооружение буровой установки, размещение оборудования, устройства освещения должны производиться по правилам, утвержденным руководством предприятия.
Проекты должны разрабатываться в соответствии с техническими требованиями и эксплуатации оборудования.
Буровая установка должна быть обеспечена механизмами и приспособлениями, повышающими безопасность работ, в соответствии с нормативами, утвержденными министерством геологии.
Все рабочие, занятые на буровых установках, должны работать в защитных костюмах.
4.4 Строительно-монтажные работы
Строительно-монтажные работы должны производиться под руководством ответственного лица.
К верхолазным работам, при монтаже демонтаже и обслуживании вышек (мачт), допускаются рабочие буровых бригад и вышкомонтажники, годные по состоянию здоровья к работе на высоте и прошедшие обучение по безопасному ведению работ.
Расстояние от буровой установки до жилых и производственных помещений, охранных зон железных и шоссейных дорог, инженерных коммуникаций, ЛЭП должно быть не менее высоты вышки (мачты) плюс 10 м, а до магистральных нефте- и газо - трубопроводов - не менее 50 м.
При бурении скважин в населенных пунктах и на территории промышленных предприятий допускается монтаж буровых установок по согласованию с местными органами. Госпроматомнадзора и пожарной инспекции на меньшем расстоянии при условии проведения необходимых дополнительных мероприятий, обеспечивающих безопасность работ, мер пожарной безопасности, а также мер, обеспечивающих безопасность населения (установка дополнительных растяжек, оград, сигнального освещения).
4.5 Устройство буровых установок
Буровые геологоразведочные установки на твердые полезные ископаемые и установки дня бурения гидрогеологических скважин должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.108-85.
Буровые вышки (мачты) должны крепиться растяжками из стальных канатов. Число, диаметр и места крепления растяжек должны соответствовать техничкой документации, запрещается: крепление двух растяжек к одному якорю, установка растяжек из сращенного каната.
Пальцы, свечеукладчик и свечеприемная дуга должны быть застрахованы от падения при их поломке, и не мешать движению талевого блока и элеватора.
Механическое колонковое бурение, запрещается: оставлять свечи не заведенными за палец вышки (мачты); поднимать бурильные, колонковые и обсадные трубы с приемного моста и спускать их на него при скорости движения элеватора, превышающей 1,5 м/с.
При бурении горизонтальных скважин ведущая труба должна быть ограждена на всю длину.
Очистка бурильных труб от глинистого раствора должна производиться при подъеме специальными приспособлениями.
Разница в длине свечей бурильных труб допускается не более 0,5 м, при этом свечи минимальной длины должны выступать над уровнем пола рабочей площадки (полатей) не менее чем на 1,2 м, а свечи максимальной длины - не более 1,7 м.
Прикрепление механических патронов шпинделя должно производиться после полной остановки шпинделя.
Все операции по свинчиванию и развенчиванию сальника, бурильных труб должны выполняться со специальной площадки.
При диаметре стальных бурильных труб 63.5 мм и более для их перемещения от устья скважины к подсвечнику и обратно, а также для подтягивания труб за палец вышки при расстоянии от верхней площадки до оси буровой вышки более 0,7 м должны использоваться специальные крючки. Крючки, находящиеся на верхней площадке, должны быть привязаны.
Свинчивание и развенчивание породоразрушающего инструмента и извлечение керна из подвешенной колонковой трубы должны выполняться с соблюдением следующих условий: труба удерживается на весу тормозом, подвеска трубы допускается только на вертлюге-пробке, кольцевом элеваторе или полуавтоматическом элеваторе при закрытом и зафиксированном защелкой затворе.
Запрещается при извлечении керна из колонковой трубы: поддерживать руками снизу колонковую трубу, находящуюся в подвешенном состоянии; промерять рукой положение керна в подвешенной колонковой трубе; извлекать керн встряхиванием.
Запрещается в процессе спуско-подъемных операций: закрепление наголовников во время спуска элеватора; при случайных остановках бурового снаряда в скважине поправлять, снимать и надевать элеватор и наголовник до установки снаряда на подкладную вилку или шарнирный хомут.
При свинчивании и развенчивании бурильных труб с помощью труборазворота управлять им разрешается только помощнику машиниста. Кнопка управления труборазворотом должна быть расположена таким образом, чтобы была исключена возможность одновременной работы с вилками и кнопкой управления.
Запрещается при работе с труборазворотом: держать руками вращающуюся свечу; вставлять вилки в прорези замка бурильной трубы или вынимать их до полной остановки водила; пользоваться ведущими вилками с удлиненными рукоятками и с разработанными зевами, превышающими размеры прорезей в замковых и ниппельных соединениях более чем на 2,5 мм; применять дополнительно трубные ключи для открепления сильно затянутых резьбовых соединений; стоять в направлении вращения водила в начальный момент открепления резьбового соединения; производить включение труборазворота, если подкладная вилка установлена на центратор наклонно, а хвостовая часть вилки не вошла в углубление между выступами крышки.
При работе с трубодержателем для бурения со съемным керноприемником необходимо:
а) использовать для зажима бурильных труб плашки, соответствующие диаметру труб;
б) осуществлять зажим колонны труб только после полной ее остановки;
в) движение бурильной колонны производить только при открытом трубодержателе;
г) снимать обойму с плашками перед подъемом из скважины колонкового снаряда и перед началом бурения.
Запрещается удерживать педаль трубодержателя ногой и находиться в непосредственной близости от устья скважины при движении бурильной колонны.
Бурение с продувкой сжатым воздухом и применением газожидкостных смесей
Оборудование устья скважины должно исключать возможность проникновения в рабочую зону буровой установки запыленного воздуха, аэрированной жидкости и газожидкостной смеси (пены).
При бурении скважин с применением пены циркуляционная система должна быть замкнутой. Выходящая из скважины пена должна разрушаться в специальном устройстве (пеноразрушителей).
Монтаж и эксплуатация компрессорных установок и воздухопроводов должны производиться в соответствии с требованиями действующих правил безопасности компрессорных установок и сосудов, работающих пои давлением.
Компрессорно-дожимные устройства (КДУ) должны впрессовываться перед пуском в эксплуатацию и после ремонта.
На воздухопроводе в пределах буровой установки должны быть манометр, показывающий давление воздуха, вентиль, регулирующий подачу воздуха в скважину, и предохранительный клапан с, отводом воздуха в безопасную сторону.
Манометр должен устанавливаться в местах, удобных для наблюдения.
При бурении скважин с применением пены колонка бурильных труб должна оснащаться обратными клапанами, которые должны легко отличаться по внешнему виду от муфт и замковых соединений.
До отвинчивания обратного клапана во время проведения спускоподъемных операций необходимо с помощью специального приспособления снять давление в колонне.
Труба для отвода шлама и аэрированной жидкости должна быть расположена с подветренной стороны и иметь длину не менее 15 м. Запрещается выпускать шламованный воздух непосредственно в атмосферу. Для его очистки должны быть установлены шламоуловители.
Забуривание скважин (бурение под кондуктор) в сухих породах с продувкой воздухом разрешается только при наличии герметизирующего устройства и средств индивидуальной защиты от пыли.
Воздухопровод должен быть опрессован на полуторное рабочее давление.
Запрещается при наличии избыточного давления воздуха (пены) в нагнетательной линии: отвинчивать пробку в сальнике или открывать отверстие в смесителе для засыпки заклиночного материала; наращивать буровой снаряд; производить ремонт воздухопровода, арматуры, сальника.
4.6Инженерно-геологические работы
При проведении полевых опытов по определению компрессионных и сдвиговых свойств горных пород необходимо:
а) проверить перед монтажом приборов исправность канатов, хомутов, крючков и рычагов, а в нагрузочных платформах также надежность крепления установки; во время установка стоек и домкратов следить за положением тяжеловесных подвесных рычагов, приняв меры против их падения;
б) производить загрузку приборов образцами для определения параметров сдвига при отведенных в сторону рычагах;
в) закреплять стенки и кровлю выработок, в которых производятся опыты, принимать меры, к предотвращению затопления выработок поверхностными и грунтовыми водами; в выработках должны находиться только лица, непосредственно участвующие в проведении опытов;
г) иметь свободный выход из горной выработки, обеспечивающий быстрое удаление людей в случае аварии;
д) тип установки и оборудования (конструкция штампа, профиль опорной балки, анкерные сваи и др.) для полевых испытаний выбирать в зависимости от предельной расчетной нагрузки; при заглублении
в грунт анкерных свай несущая способность упорной балки должна быть на 25% больше расчетной.
При проведении полевых опытов по определению компрессионных и сдвиговых свойств горных пород запрещается: нахождение людей в выработке во время загрузки платформы; нахождение людей под грузовой платформой и рычагами.
Если во время опыта будут обнаружены неисправности (в приборе и измерительной аппаратуре, перекосы в передающих стойках и т.п.), проведение опыта должно быть приостановлено и возобновлено после устранения всех неисправностей.
Во избежание попадания дождевых и талых вод в шурфы последние должны быть оборудованы щитами или палатками и окружены валом из грунта на расстоянии не менее 1,0—1,5 м от края шурфа.
При производстве опытных работ в подземных выработках бетонные упорные подушки на кровле опытной камеры должны быть укреплены анкерными якорями, которые закладываются на глубину не менее 40 см.
Качество изготовления бетонных подушек должно исключать возможность их разрушения при статических нагрузках.
Гидравлические домкраты, устанавливаемые под рабочую нагрузку для проведения опытов, должны быть испытаны под нагрузкой, превышающей рабочую на 25 %. Испытание домкратов производится после их ремонта, но не реже 1 раза в год.
Запрещается при использовании гидравлических домкратов: работать с неисправными домкратами, гидравлическими подушками, насосными агрегатами, маслопроводом и манометрами; допускать выход штока поршня домкрата более чем на 3/4 его длины; резко снижать давление путем быстрого отвинчивания выпускной пробки.
Гидроустановка должна иметь два исправных манометра: один на насосе, а другой на подушке или домкратах. Запрещается: включать насос с закрытыми вентилями; допускать повышение давления выше максимального рабочего.
Все работники, занятые на проведении опытов во время нагрузки гидроустановки, должны находиться в местах, обеспечивающих их полную безопасность.
В случае внезапного прекращения подачи электроэнергии лицо, обслуживающее насосный агрегат, обязано немедленно выключить электродвигатель, приводящий в работу насос.
Пункт наблюдения и гидравлическая установка должны быть обеспечены аварийным освещением.
При проведении опытов по определению параметров сдвига пород в горной выработке установка должна быть укреплена в распор не менее чем двумя винтовыми домкратами.
При использовании опытной установки с применением гидравлических подушек и винтовых домкратов подушка должна иметь предохранительный металлический (съемный) кожух, а винтовые домкраты — предохранительный металлический пояс. После проведения каждого опыта камера должна быть проверена лицом технического надзора и приведена в безопасное состояние.
При проведении полевых определений (опытов) на сжимаемость и сопротивление пород сдвигу в скважинах с помощью прессиометров следует:
а) перед началом определений проверить исправность и состояние шлангов, газового редуктора, вентиля, баллонов;
б) при проведении определений в зимнее время над устьем скважины сооружать отапливаемое укрытие;
в) следить за показаниями манометров и не допускать повышение давления выше предельного;
г) при работе с электропневматическими прессиометрами персонал должен соблюдать "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением",
Запрещается: в процессе проведения опробования находиться над устьем скважины; проведение опробования скважин при неисправности приборов, измерительной аппаратуры, утечках воздуха, а также при зависании клапана редуктора, аномальных показаниях указателя деформации и т.п.
При обнаружении неисправностей проведение опробования должно быть приостановлено, источник высокого давления отключен, а давление в системах прессиометра снято.
5. Охрана окружающей среды
5.1 Охрана природы
Проблема охраны окружающей среды и геологической среды в частности весьма актуальна.
При производстве инженерно-геологических изысканий проходятся горные выработки, которые нарушают естественное состояние геологической среды.
Особенно это очень часто выражается в оттаивании многолетнемерзлых грунтов, нарушении и загрязнении подземного стока грунтовых вод являющихся основным источником водоснабжения и т.п.
Для предотвращения подобных явлений при производстве работ необходимо максимально снизить возможность загрязнения геологической среды продуктами ГСМ, полимерными добавками к промывочным жидкостям и т.п.
После завершения работ все горные выработки необходимо ликвидировать путем их засыпки песком и последующей затрамбовкой во избежание просадок поверхности земли, которые в свою очередь могут привести к развитию разного рода экзогенно-геологических процессов (оврагообразование, заболачивание, термокарст и т.д.).
При производстве работ в лесном массиве необходимо соблюдать правила пожарной безопасности, а также не допускать загрязнения природы бытовыми и техническими отходами.
5.2 Охрана атмосферы
При производстве инженерно-геологических изысканий, двигатели транспортных средств и буровых установок должны быть отрегулированы, исходя из требований к содержанию вредных веществ в выхлопных газах.
Документом, регламентирующим природоохранные мероприятия, является серия государственных стандартов "Охрана природы. Атмосфера".
Основными мероприятиями по охране атмосферного воздуха являются: усовершенствование технологических процессов, оборудования, транспортных средств улучшение качества сырья и топлива; внедрение высоко эффективных установок для отчистки промышленных и других выбросов.
5.3 Охрана гидросферы
Основными мероприятиями по очистке сточных вод являются замкнутое оборот-водоснабжение предприятий; разбавление до гигиенических ПФК вредных веществ; применение механических, химических и биологических методов.
Выполняя инженерно-геологические исследования, необходимо предотвращать утечки в водоемы и водостоки загрязненных промывочных жидкостей, нефтепродуктов, вод и растворов содержащих токсичные вещества.
5.4 Охрана почв
Основными вопросами, которые необходимо решать, при комплексных мероприятиях по охране почв, являются:
- борьба с эрозией почв, механическим, химическим и бактериологическим загрязнением,
- защита от засоления и заболачивания,
- организация утилизации бытовых и промышленных отходов, рекультивация почв.
При проведении инженерно-геологических изысканий необходимо предусматривать выполнение следующих видов работ:
- располагать подъездные пути в местах просек и стыков севооборотов,
- осуществлять снятие растительного покрова на площадке размещения бурового оборудования и вспомогательных подсобных помещений с последующей рекультивацией.
5.5 Охрана растительности
При проведении инженерно-геологических изысканий необходимо согласовать место производства работ с местными органами власти и соблюдать правила противопожарной безопасности, составляющей основу охраны лесных массивов.
5.6 Охрана геологической среды
Преобразование земной коры происходит при наземном, подземном и подводном перемещении земляных масс при строительстве различных промышленных объектов.
Для предотвращения загрязнения водоносных горизонтов в местах строительства водозаборов предусматривается зона санитарной охраны, состоящая из двух поясов. При проведении инженерно-геологических изысканий необходимо свести к минимуму наносимый ущерб и выполнять мероприятия по охране окружающей геологической среды.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
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 данном дипломном проекте детально рассмотрен участок проектируемой застройки микрорайона «Каштак», получены данные об инженерно-геокриологическом строении района работ, запроектированы работы для оценки геологических и инженерно-геологических условий.
В геологическом строении площадки принимают участия четвертичные отложения аллювиального и элювиального генезиса. Аллювиальные отложения представлены суглинком, песками пылеватыми и гравелистыми. Вскрытая мощность аллювиальных отложений составляет 10,3м, элювиальные отложения представлены продуктами глубокого выветривания алевролитов и песчаников, выветрелых до состояния суглинка комковато-плитчатой структуры и песка средней крупности.
Гидрогеологические условия площадки характеризуется распространением подземных вод двух горизонтов. Первый горизонт – воды порово-пластового типа имеет повсеместное распространение и вскрыт всеми скважинами на глубинах 8,1-9,5м и приурочен к песку гравелистому.
Второй горизонт – подмерзлотные воды трещинно-пластового типа вскрыты скважиной №1748 на глубине 29,2м в элювиальном суглинке. Воды обладают незначительным местным напором, уровень установления зафиксирован на глубине 27,0м.
Микрорайон «Каштак» по сложности инженерно-геологических условий относится к III категории.
Для строительства запроектированы следующие виды работ: сбор и обработка материалов прошлых лет, планово-высотная привязка проектируемых скважин, буровые работы, геофизические работы, отбор проб, стационарные наблюдения за температурой пород и за наледью, лабораторные работы, камеральные работы и написание отчета.
Сметная стоимость всех запроектированных работ составляет 3665542,7 рублей.
В результате проведённых инженерно-геологических изысканий должен быть составлен отчет с описанием всех видов работ и результатов исследований.
Список используемой литературы
Опубликованная
1. Анашкина, Н.С. Правила безопасности при геологоразведочных работах, / Н.С. Анашкина – М: Недра, 1991 – 218 с.
2. ГОСТ 25258-82 Метод полевого 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 геологический словарь. / 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. Методические рекомендации по стационарному изучению криогенных физико-геологических процессов. 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. Общее мерзлотоведение. / Под ред. Кудрявцева В.А. М: МГУ, 1978, 464 с.
11. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях. / Под ред. Кудрявцева В.А. М: МГУ, 1974, 431 с.
12. Пособие к СНиП 2.0.2.01-83
13. Сергеев, Е.М. Инженерная геология. М: МГУ, 1982, 248 с.
14. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства, часть1. Общие правила производства работ.
15. СП 11-105-97 Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов, часть 4.
16. Справочник базовых цен на инженерно-геологические и инженерно-экологические изыскания для строительства.
17. Шестернев Д. М. Наледи Забайкалья / Д. М. Шестернев, А. Г. Верхотуров. – Чита, ЧитГУ, 2006.-213 с.
Фондовая
18. Заключение по результатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «1-я очередь застройки МКР «В» и «Д» Северного жилого массива».
19. Заключение по результатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Жилой дом №63 в МКР «Северный»», инв. №Ч-5194, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
20. Заключение по результатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Застройка микрорайона «Каштак» дом №8 в г. Чите», инв. №Ч-6118, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
21. Заключение по результатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Застройка микрорайона «Каштак» дом №7 в г. Чите», инв. №Ч-6132, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
22. Заключение по результатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Застройка микрорайона «Каштак» дома №1, 2, 3 в г. Чите», инв. №Ч-6169, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
23. Заключение по результатам инженерно-геологических изысканий на объекте: «Детский сад-ясли в п. Каштак, в г. Чите»,инв. №Ч-5243, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
24. Инструментальные наблюдения за осадками глубинных и поверхностных осадок дома №4 в МКР «Каштак», инв. №Ч-6427, тех. архив ОАО «ЗабайкалТИСИЗ».
| ! | Как писать дипломную работу Инструкция и советы по написанию качественной дипломной работы. |
| ! | Структура дипломной работы Сколько глав должно быть в работе, что должен содержать каждый из разделов. |
| ! | Оформление дипломных работ Требования к оформлению дипломных работ по ГОСТ. Основные методические указания. |
| ! | Источники для написания Что можно использовать в качестве источника для дипломной работы, а от чего лучше отказаться. |
| ! | Скачивание бесплатных работ Подводные камни и проблемы возникающие при сдаче бесплатно скачанной и не переработанной работы. |
| ! | Особенности дипломных проектов Чем отличается дипломный проект от дипломной работы. Описание особенностей. |
| → | по экономике Для студентов экономических специальностей. |
| → | по праву Для студентов юридических специальностей. |
| → | по педагогике Для студентов педагогических специальностей. |
| → | по психологии Для студентов специальностей связанных с психологией. |
| → | технических дипломов Для студентов технических специальностей. |
| → | выпускная работа бакалавра Требование к выпускной работе бакалавра. Как правило сдается на 4 курсе института. |
| → | магистерская диссертация Требования к магистерским диссертациям. Как правило сдается на 5,6 курсе обучения. |
| Дипломная работа | Формирование устных вычислительных навыков пятиклассников при изучении темы "Десятичные дроби" |
| Дипломная работа | Технологии работы социального педагога с многодетной семьей |
| Дипломная работа | Человеко-машинный интерфейс, разработка эргономичного интерфейса |
| Дипломная работа | Организация туристско-экскурсионной деятельности на т/к "Русский стиль" Солонешенского района Алтайского края |
| Дипломная работа | Разработка мероприятий по повышению эффективности коммерческой деятельности предприятия |
| Дипломная работа | Совершенствование системы аттестации персонала предприятия на примере офиса продаж ОАО "МТС" |
| Дипломная работа | Разработка системы менеджмента качества на предприятии |
| Дипломная работа | Организация учета и контроля на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства |
| Дипломная работа | ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ФИНАНСОВОГО СОСТОЯНИЯ ООО «АКТ «ФАРТОВ» |
| Дипломная работа | Психическая коммуникация |