Специальные инженерно-геологические исследования под строительство комплекса сооружений Серебрянского цементного завода в Михайловско

Среднее значение показателя текучести  I _L =  0,16 д.е.

Обобщенные показатели физических свойств этих грунтов приведены  в таблице 2.11.

 

Таблица 2.11

№№ п.п.	Наименование показателей	Кол-во определений	Предельные значения	Нормативные значения	Коэффициент вариации V
1	Природная влажность, %.	18	27,1-35,1	32,2	0,08
2	Влажность на границе текучести, %	18	47,9-89,2	68,7	0,17
3	Влажность на границе раскатывания, %	18	19,0-32,6	26,0	0,16
4	Число пластичности, %	18	28,6-59,8	42,7	0,22
5	Плотность грунта, г/см3	18	1,77-1,83	1,80	0,01
6	Плотность сухого грунта, г/см3	18	1,33-1,40	1,36	0,02
7	Плотность минеральных частиц, г/см3	18	2,71	2,71	0
8	Коэффициент пористости	18	0,936-1,038	0,989	0,03
9	Степень влажности, д.е.	18	0,78-0,96	0,88	0,05

 

По степени сжимаемости  данные грунты характеризуются как  грунты со средней  сжимаемостью (значения коэффициента α составляет 0.020 - 0.025 (10^-5·Па^-1).

Среднее значение модуля деформации с учетом корректировочных коэффициентов  составило  17,1 МПа.

В качестве нормативных параметров рекомендуются следующие значения физико-механических свойств грунтов:

угол внутреннего трения - 18°;

удельное сцепление –  37 кПа;

модуль деформации – 17 МПа.

 

ИГЭ 10  Суглинок  полутвердой и твердой консистенции (J_2-3);

Грунты ИГЭ 10 обладают полутвердой (9 определений) и твердой консистенцией (1 определение).

Среднее значение показателя текучести  I _L =  0,14 д.е.

Обобщенные показатели физических свойств этих грунтов приведены  в таблице 2.12.

 

Таблица 2.12

№№ п.п.	Наименование показателей	Кол-во определений	Предельные значения	Нормативные значения	Коэффициент вариации V
1	Природная влажность, %.	10	11,2-18,3	16,6	0,12
2	Влажность на границе текучести, %	10	19,5-32,7	28,2	0,14
3	Влажность на границе раскатывания, %	10	12,4-16,9	15,1	0,09
4	Число пластичности, %	10	7,1-16,9	13,1	0,26
5	Плотность грунта, г/см3	10	1,99-2,12	2,04	0,02
6	Плотность сухого грунта, г/см3	10	1,69-1,91	1,75	0,03
7	Плотность минеральных частиц, г/см3	10	2,67-2,71	2,70	0,01
8	Коэффициент пористости	10	0,398-0,594	0,539	0,10
9	Степень влажности, д.е.	10	0,75-0,95	0,83	0,07

 

По степени сжимаемости  данные грунты характеризуются как  грунты со средней  сжимаемостью (значения коэффициента α составляет 0.014 - 0.024 (10^-5·Па^-1).

Среднее значение модуля деформации с учетом корректировочных коэффициентов  составило  22,5 МПа.

В качестве нормативных параметров рекомендуются следующие значения физико-механических свойств грунтов:

угол внутреннего трения - 24°;

удельное сцепление –  42 кПа;

модуль деформации – 23 МПа.

 

ИГЭ 13  Глина  полутвердой и твердой консистенции (С₁v);

Грунты ИГЭ 13 обладают полутвердой (1 определение) и твердой консистенцией (1 определение).

Обобщенные показатели физических свойств этих грунтов приведены  в таблице 2.13.

 

Таблица 2.13

№№ п.п.	Наименование показателей	Кол-во определений	Предельные значения	Нормативные значения	Коэффициент вариации V
1	Природная влажность, д.е.	2	15,0-15,9	15,4	-
2	Влажность на границе текучести, д.е.	2	32,9-33,7	33,3	-
3	Влажность на границе раскатывания, д.е.	2	15,0-15,5	15,3	-
4	Число пластичности, д.е.	2	17,9-18,2	18,1	-
5	Плотность грунта, г/см3	2	1,77-1,80	1,78	-
6	Плотность сухого грунта, г/см3	2	1,54-1,55	1,54	-
7	Плотность минеральных частиц, г/см3	2	2,72	2,72	-
8	Коэффициент пористости	2	0,755-0,766	0,761	-
9	Степень влажности, д.е.	2	0,53-0,57	0,55	-

 

По степени сжимаемости  данные грунты характеризуются как  грунты со средней  сжимаемостью (значения коэффициента α составляет 0.018 - 0.019 (10^-5·Па^-1).

По результатам лабораторных исследований, среднее значение модуля деформации с учетом корректировочных коэффициентов составило 22,6МПа.

В качестве нормативных параметров рекомендуются следующие значения физико-механических свойств грунтов:

угол внутреннего трения - 24°;

удельное сцепление –  43 кПа;

модуль деформации – 22 МПа.

 

Коррозионная  агрессивность грунтов верхней части разреза по отношению к углеродистой и низколегированной стали по результатам измерений удельного электрического сопротивления грунтов в соответствии с ГОСТ 9.602-89 характеризуется как высокая и средняя по удельному электрическому сопротивлению грунта и средняя по плотности катодного тока.

Коррозионная агрессивность  грунтов по отношению к свинцовой  оболочке кабеля по кислотности (pH) - низкая, по содержанию растворимых органических веществ (РОВ) - низкая, по содержанию нитрат-иона (NO^з-) - средняя.

Коррозионная агрессивность  грунта по отношению к алюминиевой  оболочке кабеля по кислотности (pH) - низкая,  по содержанию хлор-иона (Сl^-) - высокая, по содержанию иона железа (Fe⁺⁺⁺) - низкая.

Грунты верхней части  разреза по отношению к бетонам  марки W₄ по водопроницаемости неагрессивны по всем показателям.

Нормативная глубина  сезонного промерзания рассчитана по нижеприведенной формуле и составляет 1,4м (СНиП 2.02.01-83):

d_fn =d_o √M_t;

где d_o – значение для суглинков и глин – 0,23; M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур.

По степени морозоопасности грунты верхней части разреза являются (ГОСТ 25100-95):

Глины тугопластичные, суглинки тугопластичные (ИГЭ 2, 3-2) Суглинки мягкопластичные  (ИГЭ 3-1)

Среднепу-чинистые сильно пучинистые

efn= 0,035 0,07 д.е.   efn>  0,07 д.е.

 

При чрезмерном увлажнении глины ИГЭ 2 и суглинки ИГЭ 3-2 могут  перейти в состояние сильнопучинистых.

 

2.3.5. Геологические и инженерно-геологические процессы

 

Из инженерно-геологических  процессов на участве строительства  возможны карстово-суффозионные процессы, подтопления, осадка и просадка.

В нижней части разреза  выделяется значительная по мощности толща  известняков нижнего карбона. При бурении выявлена различная  степень их выветрелости. Наиболее выветрелые известняки (высокая степень  выветрелости) разрушены до глыб и крупного щебня с заполнителем из известковой муки, а местами из песка и суглинка, они встречены в кровле карбоновой толщи, как правило, в виде маломощного (первые метры) слоя. Основная же толща известняков характеризуется трещиноватостью и кавернозностью.

При бурении скважин установлено  наличие в зоне проектируемых  сооружений карстовых воронок, заполненных  суглинистым материалом с включениями  и останцами известняков. По условиям залегания и принятому возрасту вышележащих пород, а также по составу заполнителя карстовых  воронок можно сделать вывод, что карстовые процессы на исследуемой  территории завершились в юрское время.

Данные бурения по расположению карстовых воронок, а также мощных зон сильно выветрелых известняков  использовались при определении  трасс геофизического профилирования участка изысканий. Таким образом, инженерно-геологические изыскания  показали присутствие карстовых  воронок в кровле известняков  нижнего карбона, а геофизические  исследования уточнили их геометрию  в пределах проектируемых сооружений и показали, что карстовые проявления имеют исключительно поверхностный  характер (поверхностный карст)¹⁴.

Согласно инженерно-геологическим  и геофизическим изысканиям карстовые  проявления встречены в зоне следующих  проектируемых сооружений (позиция  по генплану, №№ скважин):

- Склад известняка и  конвейер (позиция 3, скважины №№ 23, 24, 25, 29);

- Склад глин и добавок  (позиция 4, скважины №№ 46, 52, 53);

- Склад угля и конвейер (позиция 5, скважины №№ 66, 67, 74, 75);

- Печь обжига (позиция  11, скважины №№94, 96, 98, 99);

- Холодильник (позиция  12, скважины №№ 81, 82, 84, 85, 86, 87, 88, 90, 91).

Более точное расположение карстовых структур приведено в  отчете о результатах глубокой сейсморазведки¹⁴.

На большей части территории площадки известняки перекрываются  юрскими глинами, однако их мощность (4 – 8 м) и их качество недостаточны для надежного перекрытия толщи известняков от проникновения поверхностных и грунтовых вод из четвертичных отложений, что также находит подтверждение в проведенных геофизических исследованиях.

Таким образом, участок следует  считать опасным в карстовом отношении и потенциально опасным в суффозионным отношении для строительства.

В соответствии с картой сейсмического районирования территории Европейской части РФ, приложения к СНиП II-7-81* (Строительство в сейсмических районах)¹⁵  Рязанская область расположена в зоне с интенсивностью сейсмического воздействия до 5 баллов шкалы МSК-64  c 99 % -ной вероятностью не превышения этого значения.

Согласно п. 1.1. Основных положений  СНиП II-7-81*  нормы этого СНиП должны соблюдаться при проектировании сооружений, возводимых на площадках  сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.  Площадка проектируемого Серебрянского цементного завода к таким участкам не относится.

Согласно СП 11-105-97¹⁶, площадка по критериям типизации территорий, по подтопляемости относится к потенциально подтопляемой.

Основными причинами подтопления  на стадии эксплуатации застроенных  территорий являются: инфильтрация утечек технологических вод промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, а  также поливы зеленых насаждений, изменение тепло-влажностного режима под зданиями, сооружениями и покрытиями, влияние барражного эффекта (задержка поверхностных и подземных вод зданиями и сооружениями).

Поскольку участок работ  сложен лессовыми породами, то возможны процессы осадки и просадки.

Осадка-это процесс уплотнения частиц породы под действием внешних  нагрузок.

Просадка-это процесс  уплотнения частиц породы под действием  внешних нагрузок при замачивании.

При визуальном обследовании площадки и прилегающей территории провалов и проседаний дневной поверхности не обнаружено.

Деформаций жилых домов  пос. Октябрьское с начала их постройки (20 лет) не наблюдается.

 

2.3.6. Геоэкология

 

В непосредственной близости от объекта исследования техногенных  образований не выявлено. В некотором  удалении находится карьер Озеремец с вспомогательными техногенными объектами (промлощадка, отстойники, отвалы).

В связи с этим, раздел геоэкология в данном курсовом проекте  не рассматривается.

 

2.4. Интерпретация  данных лабораторных, опытных работ 

и режимных наблюдений

 

Интерпретация лабораторных данных

1. Определение влажности грунта весовым способом (по ГОСТ 5180-75)

Под влажностью грунта понимают содержание в нем того или иного количества воды. Различают весовую и объемную влажность.

Вычисляется влажность грунта по формуле:

 

где q₁ – масса бюкса с крышкой и грунтом до высушивания – 63,40 (51,20 г).

q₂ – масса бюкса с крышкой и грунтом после высушивания до постоянной массы – 54,50 (43,70 г);

q₀ – масса бюкса с крышкой без грунта – 14,70 (13,10 г).

 

 

За окончательное принимаем  среднее значение из двух определений 23,40 %.

 

2. Определение объемной массы влажного грунта методом режущих колец (по ГОСТ 5180-75).

Определить объемную массу грунта по формуле:

г/см ,

где q₂ - масса влажного грунта с кольцом, г; q_l- масса пустого кольца, г;