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

Величину горизонтального  t подсчитывать по формуле:

τ=Q f / F,

где Q-вес грунта на подвеске рычага горизонтального усилия; F-площадь  сдвига – 40 см²; f=1/10.

Получаем формулу:

τ = Qх10/40;

τ₁ = 0.22х10/40=0.055 МПа;

τ₂ = 0.36х10/40=0.90 МПа;

τ₃ = 0.48х10/40=0.125 МПа;

tgφ=τ₃ - τ₂/ P₃- P₁ =0125-0.055/2=19.

Уравнение сопротивления сдвигу для  глин имеет вид:

τ =σ tgφ+ С

Это уравнение отражает закон Кулона в применении к глинистым грунтам  показывает, что сопротивление сдвигу этих пород зависит от нормального  давления и сил сцепления. Угол φ  является углом внутреннего трения (на графике от образуется экспериментальной  линией и осью абсцисс), а тангенс  этого угла - коэффициентом внутреннего  трения.

 

2.2.7. Оценка  проведенных работ с общей  постановкой вопросов, оставшихся  не выясненными

 

На стадии РП был проведен комплекс топогеодезических, инженерно-геологических, опытных, гидрогеологических и лабораторных работ. Но для обоснования строительства на основании РД имеющихся данных не достаточно.

Объем проведенных топогеодезических работ М 1:1000 является полным и достаточным для обоснования и размещения на местности проектируемых сооружений.

Инженерно-геологическая  рекогносцировка, проводившаяся на стадии РП, имела целью выявление И.Г. элементов и определение процессов и явлений. Этих данных будет достаточно для обоснования работ на стадии РД.

Буровыми работами проведенных на стадии РП пробурено 178 скважин с отбором 169 проб грунта, что является достаточным для детального изучения инженерно-геологических условий участка, расчленение разреза и определения свойств грунтов и воды.

Были проведены опыты статическим зондированием в количестве 7 штук на стадии РП, этих данных не достаточно для обоснования РД при проектировании всех объектов запроектированного цементного завода. Поэтому необходимо проведение дополнительных опытов статистическим зондированием или геофизическим зондированием для определения деформационных свойств грунтов.

Недостаточно изучены отдельные физико-механические свойства грунтов по всей территории участка.

 

2.3. Инженерно-геологическая характеристика участка и оценка

основных компонентов  геологической среды

 

Район изысканий достаточно изучен. В разные годы ЗАО «Институт  «Рязаньпроект» проводили инженерно-геологические  изыскания на прилегающей к исследуемой  площадке территориях.

В период 1990-2005 г. проводились изыскания на участке строительства жилых домов пос. Октябрьское. Были проведены буровые работы, полевые опытные испытания грунтов штампом и статистическое зондирование, лабораторные работы.

По результатам выполненных  инженерно-геологических изысканий  было проведено разделение толщи  грунтов по литологическому составу  и возрасту и определены физико-механические характеристики грунтов.

В 2007 г. Осуществлялись изыскания под застройку Серебрянского цементного завода.

Были проведены буровые  работы и статистическое зондирование, проведены  лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов.

В 2009 г. ООО «Компания Стройизыскатель» проводились изыскания под рекультивацию поверхности цементного завода (бурение скважин, отбор проб грунта и воды, лабораторные испытания).

Были проведены буровые  работы в 27 скважинах и лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов.

Основными задачами данных изысканий явились изучение геоморфологических условий площадки с наблюдением  неблагоприятных физико-геологических  процессов, геолого-литологического  строения толщи грунтов, гидрогеологических условий, определения физико-механических характеристик грунтов в сжимаемой  зоне- основания, их коррозионной активности.

При составлении настоящего курсового проекта частично использованы материалы этих изысканий, в частности, определение осадки пород основания  сооружения были использованы физико-механические показатели.

 

2.3.1. Рельеф  и геоморфология

 

В геоморфологическом отношении  площадка изысканий приурочена к  надпойменной террасе р. Проня.

Рельеф площадки изысканий  осложнен долиной реки Проня, пересекающей площадку с севера на юго-восток. Русло  реки в районе изысканий ярко выражено, меандрирует, берега обрывистые, пойма  местами отсутствует или имеет  ограниченное распространение.

Поверхность правого берега реки пологоволнистая, с уклоном  в восточном направлении, ограниченная обрывом. Поверхность левой стороны  реки также пологоволнистая, с уклоном  в западном направлении. В рельефе  левого берега выделяется пойма, первая и вторая речная терраса. Отметки  поверхности левого берега в пределах площадки изысканий составляют 131,50 – 163,00 м.

Основную часть сооружений проектируется возвести в левобережной части площади. Отметки поверхности земли на этой части территории (по устьям скважин) изменяются от 141,70 до 161,70м.

На правобережной части  площади, где  планируется строительство  дробилок глин и известняка, абсолютные отметки поверхности земли (по устьям скважин) составляют 141,40-153,00 м.

 

2.3.2. Горные  породы

 

В геологическом строении территории проектируемого строительства  до глубины 50,0м принимают участие  современные, верхнечетвертичные, средне-верхнечетвертичные, нижне-верхнеюрские и нижнекарбоновые  отложения.

Современные отложения представлены почвенно-растительным слоем (eQ_IV) и насыпными грунтами (tQ_IV).

С поверхности во всех  скважинах на левобережной части  площадки  вскрыт почвенно-растительный слой, суглинистый, гумусированный, с  дерниной. Мощность почвенно-растительного  слоя изменяется от 0,4 до 0,7м.

На правобережной части  площадки, в районе скв.№1-8 с поверхности  встречены насыпные грунты, представленные бытовым мусором с дресвой  и щебнем известняка. Мощность насыпных грунтов составляет 0,05-1,6м.

На левобережной части  площади под почвенно-растительным слоем повсеместно встречены верхнечетвертичные покровные отложения (prQ_III), представленные суглинками и глинами.

Основная часть толщи  покровных отложений представлена суглинками. Суглинки светло-коричневые, желтовато-коричневые, мягкопластичной, тугопластичной и полутвердой консистенции, пылеватые, слоистые, местами макропористые, иногда с прослойками глин. Покровные  суглинки встречены во всех скважинах (кроме СКВ.№1-8). Максимальная мощность покровных отложений – 7,2-8,0м.

Глины серовато-коричневые, светло-серые, тугопластичной и полутвердой  консистенции, с пятнами оглеения, с гнездами ожелезнения, встречены  преимущественно в верхней части  разреза, непосредственно под почвенно-растительным слоем и имеют подчиненное  распространение.

Абсолютная отметка подошвы  слоя покровных  отложений  изменяется от 134,70м (южная часть площадки) до 154,90м (западная часть площадки).

Средне-верхнечетвертичные отложения представлены в разрезе следующим комплексом нерасчлененных аллювиально-флювиогляциальных пород (a,fQ_II-III):

- суглинки от рыжевато-коричневых  до серовато-коричневых, мягкопластичной,  тугопластичной и полутвердой  консистенции, с прослойками глин  и песка, опесчаненные, с редкими  включениями гравия и дресвы, мощностью от 0,5-0,6м до 5,9м;

- пески мелкие, от рыжевато-коричневых  до коричневато-серых,  средней  степени водонасыщения и насыщенные  водой, мощностью от 0,5 до 6,8 м;

- пески средней крупности,  от рыжевато-коричневых до серовато-коричневых, средней степени водонасыщения  и насыщенные водой, мощностью  от 0,5 до 3,5м;

- супеси коричневые, пластичной  консистенции, с прослойками песка  и суглинка, мощностью до первых  метров.

Отложения нерасчлененного  аллювиально-флювиогляциального комплекса  залегают и переслаиваются между  собой без видимой закономерности.

Абсолютная отметка подошвы  слоя аллювиально-флювиогляциальных  отложений  изменяется от 140,00м  до 150,70м. В южной части площадки до глубины 8,0м или отметок 129,30м  эти отложения полностью не пройдены (СКВ.9).

Нерасчлененные  нижне-верхнеюрские отложения (J_2-3) представлены в разрезе элювиальными глинами и коренными глинами и суглинками.

Элювиальные глины серые, коричневато-серые, мягкопластичной, тугопластичной и полутвердой консистенции, местами  с прослойками песка и суглинка. Элювиальные глины встречены  практически повсеместно над  коренными юрскими отложениями. Мощность глин изменяется от 0,9 до 8,6м. Абсолютная отметка подошвы слоя элювиальных глин изменяется от 138,75м (центральная часть площадки) до 147,90м (западная часть площадки).

Коренные глины – темно  серые, черные,  тугопластичной и  полутвердой консистенции, слабослюдистые, с остатками фауны юры, редко  – с прослойками песка или  суглинка. Мощность глин изменяется от 0,4  до 5,6 м.

Суглинки слагают нижнюю часть юрской толщи. Суглинки от серовато-коричневых до красновато-коричневых, тугопластичные и полутвердые, обычно грубо опесчаненные, местами с прослойками песка, с включениями дресвы и щебня  известняка, гранита, кремня. В СКВ. 86 вскрыты  суглинки с частыми  прослойками песка и супеси. Мощность суглинков изменяется от 0,4 до 4,3м, в  СКВ. 86 достигая максимальных значений – 9,0м.

Нижнекарбоновые отложения визейского яруса (С₁v) в пределах левобережной части площадки выделены с глубины 5,1-26,8м (абсолютные отметки 129,75-146,80м) и представлены в разрезе следующим комплексом пород:

- известняк желтый, белый,  сильно выветрелый, разрушенный до глыб и крупного щебня, с заполнителем из известковой муки, а местами песка и суглинка;

- известняк белый, желтовато-белый,  светло-серый, тонко- и мелкозернистый, массивный и обломочный, трещиноватый, среднепрочный, с прослойками  глин полутвердых;

- глина полутвердой и  твердой консистенции, сланцеватая.

Согласно данным бурения  и результатами геофизических исследований [15], мощность зоны разрушенного известняка в среднем составляет 1-2м.

Карбоновые глины вскрыты  в районе глубокой скважины №21 на глубине 44,3 м. Их вскрытая мощность составляет 5,7м.

Характер залегания и  переслаивания выделенных в разрезе  слоев грунта показан на прилагаемых  инженерно-геологических разрезах (приложение 16).

 

2.3.3. Подземные  воды

 

В процессе инженерно-геологических  изысканий на стадии РП на участке  строительства объекта вскрыто  два горизонта подземных вод.

Верхний горизонт - надъюрский - приурочен к толще аллювиально-флювиогляциальных  отложений. Воды вскрыты на глубинах 4,30-10,60м (абс.отметки 143,90-150,75м). Горизонт обладает небольшим местным напором (0,5-2,3м).

Образование грунтовых вод  происходит в результате инфильтрации в грунт атмосферных осадков  и талых вод, а также за счет стока подземных вод с водораздельных пространств.

Движение подземных вод  происходит, в основном, с восточной  и северо-восточной стороны обследованной  территории. Уровень воды понижается в южном – юго-восточном направлении.

Водоупором водоносному  горизонту служит нижезалегающая толща  средне-верхнеюрских глин и суглинков.

Нижний водоносный горизонт приурочен к каменноугольным  известнякам. Горизонт безнапорный, уровень  зафиксирован на глубинах 18,30-26,00м (131-90-134,05м  абсолютной высоты).

В неблагоприятные периоды  года (весна, осень), при обильных осадках  и снеготаянии, в отложениях покровных  глин и суглинков возможно образование  линз временных грунтовых вод  типа «верховодка».

По результатам химических анализов грунтовые воды надъюрского  водоносного горизонта по солевому составу меняются от гидрокарбонатно-хлоридных  кальциевых до сульфатно-гидрокарбонатных натриево-кальциевых.

В соответствии со СНиП 2.03.11-85¹³ эти воды оцениваются неагрессивные (см. табл. 2.2) по всем показателям к бетонам марки W₄ по водопроницаемости, и являются слабоагрессивной средой на арматуру железобетонных конструкций при периодическом смачивании по содержанию хлоридов (Cl^-).

По результатам химических анализов грунтовые воды нижнекарбонового водоносного горизонта по солевому составу изменяются от гидрокарбонатных кальциевых до гидрокарбонатно-хлоридных  кальциево- натриевых.

В соответствии со СНиП 2.03.11-85 эти воды оцениваются как неагрессивные(см. таблицу 2.2) по всем показателям к  бетонам марки W₄ по водопроницаемости, и являются слабоагрессивной средой на арматуру железобетонных конструкций при периодическом смачивании по содержанию хлоридов (Cl^-).