Осадочные грубообломочные крупные

Как известно, в речных долинах образуется лестница террас, возвышающихся друг над другом. Они называются надпойменными террасами. Последовательность террас отвечает последовательным циклам эрозии.

Каждый цикл начинается врезанием водного потока и заканчивается выработкой нового днища долины, превращающегося затем в террасу. Самая высокая терраса является наиболее древней, а нижняя самой молодой. Нумерацию террас обычно начинают снизу, от более молодой.

У каждой террасы различают следующие элементы: террасовидную площадку, уступ или склон, бровку террасы, тыловой шов, где терраса сочленяется со следующей террасой или с коренным склоном, в который врезана долина в целом.

Уступ каждой террасы и площадка нижележащей террасы соответствует одному циклу эрозии. Различная степень выраженности уступа террас зависит от их возраста и последующих экзогенных процессов.

В поперечном разрезе речной долины (схема з) выделяется русло, пойма, заливаемая в период паводков, первая и вторая надпойменные террасы, берег. Такой тип речных террас относится к аккумулятивному типу.

Аккумулятивные типы речных террас – это такие террасы, в которых и площадка, и уступ полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород всегда ниже уровня реки и никогда не обнажается.

Аккумулятивные типы террас – типы речных террас, формирующиеся при устойчивой тенденции к опусканию.

Такое строение свидетельствует о том, что река прошла весь цикл развития от глубинного врезания до формирования поймы с накоплением аллювия, которая в последующем была прорезана и оставлена в виде террасы.

Произошло наложение аллювиальных отложений друг на друга. Аллювий средней эпохи Q₂ слагает только правую часть надпойменной террасы. Это говорит о том, что аллювий более молодого типа, в нашем случае Q₃ – верхней эпохи, размыл мощную толщу Q₂ и, накапливаясь, образовал надпойменную террасу. Ещё ниже залегает слой современной эпохи Q₄ . Этот аллювий слагает пойму и русло реки.

Изучение речных террас, их строение имеет большое научное и практическое значение. Типы террас, высоты их поверхностей и цоколя, состав аллювия, соотношение его различных фаций позволяют судить об истории новейшего развития территории, о климатических изменениях. С аллювиальными отложениями связаны россыпные месторождения многих важных полезных ископаемых.

Задание №5. Составить описание поперечного разреза озёрного побережья по схеме а).

Ручной ударно-вращательный способ бурения осуществляется путём использования бура.

В бурах, применяемых в настоящее время для бурения небольших скважин, используется, как правило, принцип винтового движения. В связи с этим изготовление такого бура представляет некоторую сложность и требует соответствующего оборудования.

Бур состоит из полотна в виде металлического листа с петлей и наконечником на одном конце и с отверстием для ручки на другом, а также ручки - металлической трубы или деревянного цилиндра диаметром 20-25 мм и длиной 500 мм.

Бурение производится вращением полотна при одновременном легком вертикальном нажатии на ручку. После заглубления полотна на величину, равную высоте петли, бур поднимают вверх для освобождения петли от грунта. Затем все повторяется до получения скважины требуемой глубины.

В принципе ручной бур входит в нижние слои грунта так же, как и механический. Он помогает определить состав грунта до 2 метров глубины. Для ручного механического бурения ударно-вращательным способом используется тренога из тонких бревен длиной 5-6 м и толщиной в верхнем обрезе 10-12 см и ворот (лебедка). Концы треноги просверливают и скрепляют болтом, к которому крепится серьга с блоком. Кроме того, на место скрепления бревен набрасывается веревка в виде петли, а конец ее спускается по одной из стоек.

Веревка необходима для крепления штанги с буровым сверлом при установке вертикального снаряда.

Крепкие породы бурят ударным (долбящим) инструментом, а разжиженные - ударными инструментами и вычерпыванием.

Бурение, или забуривание, как правило, начинают особым сверлом, называемым буровой ложкой, поскольку верхние слои почвы мягкие и не осыпающиеся. Установив буровую ложку вертикально, начинают бурить, используя хомут с ручками, закрепленными на штанге. Нажимая руками немного на хомут, поворачивают сверло вправо. Повернув сверло на несколько оборотов и почувствовав, что оно полностью заполнилось породой, его вынимают из скважины и очищают.

При бурении сухой породы, которая вываливается из буровой ложки, в скважину подливают немного воды (1-2 ведра). При проходке более твердых пород пользуются шнековым (спиральным) буром, а совсем твердых - долотом. Ударами долота разрушают породу, а измельченную извлекают желонкой. Когда желонку начинает прихватывать (это указывает на то, что она заполнилась породой), ее поднимают при помощи ворота, укрепленного на опорах вышки, очищают и снова желонят.

Одновременно с углублением скважины следует опускать обсадные трубы. И так до тех пор, пока не будет пройден плывун. Эта работа требует внимания и быстроты, так как инструмент прихватывает в забое.

Задание №13. Составить для осадочных несцементированных связных грунтов сводный перечень основных нормативно-расчётных характеристик.

Задание №14. Дать описание методики проведения динамического зондирования и по данным зондирования в точке Д3-6 оценить свойства грунтов.

Динамическое зондирование выполняется согласно ГОСТ 19912-81. При динамическом зондировании подсчитывается число ударов молота при погружении зонда на определенный интервал глубины, который называется залогом.

В результате полевых испытаний грунтов динамическим зондированием определяют условное динамическое сопротивление грунта погружение зонда. Его вычисляют по данным рукописного журнала динамического зондирования или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи результатов.

Результаты динамического зондирования оформляются в виде графика изменения по глубине количества ударов молота в залоге и вычислении среднего количества ударов молота в залоге для каждого инженерно-геологического элемента.

Метод полевых испытаний грунтов динамическим зондированием следует применить в сочетании с бурением скважин и другими видами инженерно-геологических исследований при:

-выделения инженерно-геологических элементов.

-оценки пространственной изменчивости состава и свойств, грунтов.

-определение глубины залегания кровли скальных и крупно-обломочных грунтов.

-ориентировочной оценки физико-механических свойств, грунтов.

По результатам зондирования, представленным на рисунке, определим средневзвешенное значение

Где Pv –осредненное значение i-го интервала зондирования

hi-мощность i-го интервала

В нашем случае Р=(2.5*6+2*8+3*2+1*4+1.5*12)/(2.5+2+3+1+1.5)=5.9 МПа

Определим, что при P=5.9 МПа пески мелкие маловлажные характеризуются средней плотностью сложения, а нормативное значение угла внутреннего трения и модуля общей деформации равны:

Ф(фи)=33 Е=29МПа

Задание №15. Описать методику инженерно-геологических исследований для вида инженерной деятельности №4 (градостроительство).

Проектирование для городского и посёлкового строительства осуществляется постадийно: планировка и план размещения первоочередного строительства; детальная планировка; проект застройки. Соответственно этим стадиям проводятся инженерно-геологические исследования.

Инженерно-геологические исследования для проекта планировки городов (поселков) должны дать оценку значительной территории с точки зрения возможности использования её для строительства. Геологические работы проводятся в сочетании с другими исследованиями и проектными проработками; экономическими, климатическими, гидрологическими, санитарно-гигиеническими и т.д.

По изучаемой территории должны быть получены сведения о рельефе, гидрологии, климате, почвах, растительности, геологическом строении, гидрогеологии, природных геологических явлениях и инженерно-геологических процессах (оползнях, карсте, просадках, сейсмике и т.д.), составе и свойствах грунтов.

Инженерно-геологические изыскания проводят в три периода: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период главнейшей работой является сбор и анализ материалов инженерно-геологических работ прошлых лет. При достаточном количестве таких материалов исследования для проекта планировки города могут быть ограничены выездом инженера-геолога на местность с целью рекогносцировочного осмотра участка и проходки небольшого числа разведочных выработок для уточнения инженерно-геологических условий.

В полевой период на изучаемой территории проводят инженерно-геологическую съемку, проходят разведочные выработки (скважины и шурфы), при необходимости выполняют полевые опытные работы и стационарные наблюдения.

Инженерно-геологическая съемка производится в масштабе 1:5000, 1:25000 в зависимости от сложности геологического строения и размеров изучаемой территории. В результате съемки на территории могут быть выделены участки:

– благоприятные для строительства;

– условно благоприятные, то есть допускающие строительство, но при условии проведения некоторых защитных мероприятий;

– неблагоприятные для строительства.

Разведочные выработки вскрывают геолого-литологическое строение местности, подземные воды и позволяют произвести отбор образцов. Размещение и характер выработок, их количество и глубина зависят от сложности и местных особенностей изучаемой территории. Ориентировочное расстояние между разведочными точками равняется 300-500м. при необходимости задаются дополнительные скважины. Глубина скважин чаще всего 20-25м.

Опытные работы в виде опытных нагрузок на грунты оснований, опытных откачек подземных вод и других работ проводятся, главным образом, в случаях сложных инженерно-геологических условий и для районов, предназначенных для многоэтажного строительства.

При наличии на изучаемой местности ряда процессов и явлений, которые в будущем могут оказать отрицательное воздействие на здания, организуют стационарные наблюдения за режимом подземных вод, поведением оползней, поверхностной эрозией, размывом берегов, просадками, карстовыми явлениями и суффозией.

Лабораторные исследования должны определить тип и свойства грунтов, дать оценку подземным водам с точки зрения их агрессивности и возможности использования в целях водоснабжения.

Очень часто в сферу исследования попадают сложные территории, обладающие специфическими, особыми условиями. Помимо вышеуказанных исследований, эти участки земной поверхности требуют проведения дополнительных инженерно-геологических работ. К участкам с особыми условиями относятся районы вечной мерзлоты, карстовые, сейсмические, оползневые, с просадочными лессовыми грунтами, а также берега морей, озёр и водохранилищ, заболоченная местность, участки с подземными горными выработками и др.

Камеральная обработка результатов исследований начинается ещё в период полевых работ. Это позволяет обнаружить ошибки и вовремя их исправить. Окончательную обработку всех материалов и написание инженерно-геологического отчёта производят после окончания всех полевых и лабораторных работ. Отчёт служит основанием для составления проекта планировки и плана размещения первоочередного городского и поселкового строительства.

Проект детальной планировки города (поселка) включает в себя архитектурно-планировочную и техническую организацию районов застройки первой очереди, устанавливает последовательность застройки, решает вопросы благоустройства, содержит проекты детальной планировки и застройки отдельных городских районов.

Основой инженерно-геологических исследований для проекта детальной планировки являются материалы, полученные при изысканиях для проекта планировки. Аналогичны состав и содержание работ и их последовательность (подготовительные работы, полевой период, камеральная обработка материалов).

На этой стадии производят более детальное изучение геологии местности и свойств грунтов. Для этого закладывают дополнительные буровые скважины по створам для новых или реконструируемых улиц, в местах специальных сооружений. Глубина скважины под сооружением в большинстве случаев достигает 8-10м. при наличии слабых пород закладываются шурфы с отбором 2-3 образцов для проведения полного комплекса лабораторных исследований.

Проект застройки в пределах существующего города предусматривает строительство отдельных микрорайонов, кварталов, улиц и площадей. Проектирование проводится в две стадии – проектного задания и рабочих чертежей. Перед каждой стадией выполняются инженерно-геологические исследования.

Исследования для проектного задания освещают геологические и гидрогеологические условия всей изучаемой площадки, характеризуют инженерно-геологические свойства грунтов. В случае, если для данной площадки ранее проводились изыскания для проекта планировки и проекта детальной планировки, то этих материалов вполне достаточно, чтобы не проводить новых исследований на стадии проектного задания застройки. При отсутствии каких-либо инженерно-геологических исследований изыскания проводятся в составе и объеме, как это было показано выше, для проекта планировки и проекта детальной планировки.

На стадии рабочих чертежей инженерно-геологические материалы могут быть оформлены в одном отчёте.

При составлении рабочих чертежей возможны случаи назначения дополнительных исследований. Это связано главным образом с изменениями в размещении зданий или проверкой имеющихся геологических материалов.

Градостроительство изучает пространственную конфигурацию, внешний облик и функциональность элементов города или иного населенного пункта.

Особое внимание уделяется разработке конфигурации мест общего пользования, в которых осуществляется повседневная деятельность горожан (улицы, площади, парки, общественная инфраструктура).

Градостроительное проектирование является дисциплиной находящейся на стыке и синтезирующей подходы городского (урбанистического) планирования, ландшафтного дизайна и архитектуры. Градостроительство требует понимания политических, социальных и экономических факторов.

Термин urban design (градостроительное проектирование) был предложен в 1956 году на международной конференции в Гарвардской высшей школе дизайна (Harvard Graduate School of Design).

Градостроительное проектирование изучает:

§ Городскую структуру - каким образом местоположения (районы) города связаны друг с другом

§ Городскую типологию - пространственные типы и морфологии влияющие на частоту и интенсивность использование градостроительных структур

§ Доступность - обеспечение простоты и безопасности перемещения через пространства города

§ Узнаваемость - обеспечение понимания предназначения местоположения, а также осознания того в каком месте находится горожанин в данный момент времени

§ Оживление - проектирование местоположений таким образом, чтобы стимулировать интенсивность использования градостроительных форм горожанами

§ Взаимодополнительное (комплементарное) смешанное использование - такое размещение разнообразных видов активности горожан, чтобы осуществлялось взаимодействие между ними

§ Характер и значение - узнаваемость и оценка различий между местоположениями города

§ Закономерность и случайность - обеспечение баланса единообразия и разнообразия городской среды

§ Гражданское общество - создание местоположений где горожане могут осуществлять политическое взаимодействие как граждане государства, как политические субъекты.

Городское планирование (калька с англ. urban planning) — это дисциплина изучающая планирование использования земли с учетом строительных и социальных аспектов. Другие профессии занимаются более узконаправленными вопросами, такими как архитектура, ландшафтный дизайн и городской дизайн.

Территориальное планирование, наоборот, занимается планированием в больших масштабах, но с меньшей степенью детализации.

В современном градостроительстве используют методологии зонирования, позволяющие управлять использованием земли, и управления ростом определяющую направление и темпы развития города. Примером такой методологии является теория разумного роста.

Задание №16. Общие сведения о склоновых процессах и явлениях и их влияние на строительство.

Горные породы, слагающие склоны, часто находятся в неустойчивом или слабоустойчивом состоянии.

Под действием силы тяжести в определённых условиях они начинают смещаться вниз по склону. В результате этого возникают осыпи, курумы, обвалы и оползни.

Осыпи формируются на крутых склонах, сложенных скальными породами. Под действием физического выветривания они растрескиваются, и обломки скатываются и сползают вниз по склону до подножия.

Мощность осыпей колеблется от 1 до 100 м, и они могут образовывать крупные конусы или прерывистые валы-осыпи, состоящие из каменных глыб, камней, щебня и мелких обломков. От крупности обломков, преобладающих в осыпи, они делятся на крупнообломочные (глыбовые), среднеобломочные (щебёночные) и мелкообломочные (дресвяные). Осыпи, состоящие из сланцевых и осадочных пород (известняки, мергели, песчаники), формируют группу разнообломочных осыпей. Характерной особенностью осыпей является их подвижность. По подвижности осыпи подразделяют на действующие (находящиеся в стадии интенсивного движения), затухающие и неподвижные.

Действующие осыпи состоят из массы обломков в рыхлом состоянии, поверхность которых не покрыта растительностью. Эта масса может прийти в движение от любых сотрясений, сильного увлажнения и даже увеличения общей массы.

Интенсивность движения осыпей зависит от количества поступающего материала, угла естественного откоса материала, угла поверхности осыпи и может быть от 0,1 до 1 м в год.

Основной расчётной характеристикой является коэффициент подвижности осыпи k_n=0,1-1,0. По величине этого коэффициента выделяют четыре типа осыпей: подвижные (живые) k_n>=0.1, достаточно подвижные k_n=0.71-1.0, слабоподвижные (затухающие) k_n=0.5-0.7, неподвижные уплотнившиеся k_n<0.5. Для затухающих осыпей характерно развитие на поверхности растительности (кустарник, слабый дерновый слой). Неподвижные осыпи полностью задернованы и покрыты кустарниковой и древесной растительностью.

Иногда осыпи, при насыщении их водой, трансформируются в осовы, представляющие собой разновидности оползней. Осыпи значительно усложняют строительство, так как они засыпают сооружения и прилегающие к ним территории.

Борьбу с осыпями ведут различными способами. Это – уборка обломочного материала, если осыпь небольшая щебеночная, или возведение инженерных сооружений (улавливатели, подпорные стенки, защитные козырьки и сетки). Иногда экономичнее вместо защитных сооружений строить объекты в галереях и тоннелях.

Обязательной является организация службы наблюдения на особо опасных участках.

Осыпи обломочно-щебенистого состава находят широкое применение как источник строительных материалов.

Курумы (каменные россыпи) – это скопления у подошвы склонов крупных обломков и глыб. Их мощность может достигать до 15-20 м. характерной их особенностью является подвижность. Пространство между глыбами обычно заполнено суглинисто-щебеночным материалом или свободно. Когда курумы формируются в области ложбин, то при смачивании водой подстилающего слоя, они переходят в каменные потоки, со скоростью движения от 0,1 до 1 м в год. В зависимости от подвижности они делятся на действующие, затухающие и затухшие. Действующие курумы очень подвижны, пустоты между глыбами не заполнены, растительность отсутствует. В затухших курумах никаких следов движения нет, россыпь задернована и покрыта растительностью.

При своем движении курумы разрушают сооружения, засыпают котлованы и полезные площади.

Бороться с ними можно разрушением наиболее крупных глыб (взрывные работы), осушением территории и устройством сооружений в галереях и в тоннелях.

Обвал – это обрушение более или менее крупных масс горных пород с опрокидыванием и дроблением.

Обвалы обычно возникают на крутых склонах, обрывах, строительных котлованах, траншеях и карьерах.

Наиболее часто обвалы связаны с трещиностойкостью пород, подмывом или подрезкой склонов, избыточным увлажнением пород, землетрясениями и перегрузками обрывов. Чаще всего обвалы проявляются в периоды дождей, таяния снегов и весенних оттепелей.

По объему и характеру обрушения обвалы весьма различны. Это могут быть как отдельные глыбы, так и масса пород в десятки и сотни кубических метров, а иногда и миллионы. Одной из разновидностей обвалов являются вывалы. Вывал – это обрушение отдельных глыб и камней из скальных пород в откосах выемок, полувыемок и отвесных склонов.

Первичными признаками обвалов являются глухой шум и треск, расширение существующих и появление новых трещин.

Все мероприятия по борьбе с обвалами сводятся к предупреждению их возникновения и осуществлению защитных мероприятий. Для предупреждения малых обвалов обычно проводят искусственное обрушение склонов при помощи взрывов. На скальных склонах широко практикуют забивку трещин или общее цементирование трещиноватого массива, скрепление отдельных частей породы металлическими тяжами и скрепами. Иногда экономически целесообразно устройство подпорных и улавливающих стенок, рвов и траншей для отвода поверхностных вод.

Для предупреждения обвалов в строительных выемках не следует на длительное время котлованы оставлять открытыми, особенно в период дождей. При необходимости можно забивать временные шпунтовые стенки, крепить откосы облицовочными плитами и ставить щитовые крепления.

Наиболее часто в строительной практике встречаются такие процессы, как оползни. Оползень – это скользящее смещение горных пород на склонах под действием силы тяжести и при участии поверхностных или подземных вод. Они приносят огромный вред, разрушая здания и сооружения на самих склонах и ниже их.

Внешний облик оползневых склонов имеет ряд признаков, позволяющих установить, насколько устойчиво состояние склона. В месте возможного отрыва массы пород образуется серия концентрических трещин, ориентированных вдоль склона. При активном сползании на склонах хорошо видны смещённые земляные массы и террасированные уступы. Очень часто внешним признаком оползней является «пьяный лес» и разорванные стволы деревьев.

На оползневых склонах можно также наблюдать потерявшие вертикальность столбы линий связи и электропередач, заборы, стены и значительные деформации зданий и сооружений в виде трещин, имеющих наибольшее раскрытие в нижней части.

Возникновение и развитие оползней возможно в некоторых определенных условиях, характеризующих: высоту, крутизну и форму склона; его геологическое строение;4 свойства слагающих пород и геологические условия.

Крутые склоны более подвержены оползням, чем пологие. Особенно оползни свойственны склонам выпуклой и нависающей конфигурации и склонам с наклонным залеганием пластов.

Типичными оползневыми породами являются глинистые образования, для которых характерна ползучесть.

Подавляющее большинство оползней приурочено к выходам подземных вод.

Оползни могут возникать как под действием природных процессов, так и производственной деятельности человека.

Основными причинами оползней являются три группы процессов:

· Процессы, изменяющие внешнюю форму и высоту склона;

· Процессы, ведущие к изменению строения и физико-механических строительных свойств пород, слагающих склон;

· Процессы, создающие дополнительное давление на породы, слагающие склон.

Оползневое тело в плане имеет вполне определённые и чётко выраженные формы: оползневые цирки (для однородных пород), оползневые террасы (для склонов речных долин) и др.

Строение оползневых тел обычно сложное, так как на одном и том же участке может быть одна или несколько поверхностей скольжения, что определяется геологическим строением склона.

Принципиально все оползни делятся на соскальзывающие и постепенно сползающие, скорость движения которых от 0,00001 до 100 м/ч.

В практике нужно уметь выделять собственно оползни, сплывины и оползни-обвалы.

Собственно оползни происходят только путем скольжения грунтовых масс по склону, при этом плоскость скольжения находится на значительных глубинах.

Сплывины (сплывы) – это смещения грунтовых масс небольшой площади, вследствие водонасыщения верхних слоёв. Обычно сплывины наблюдаются в весенний период и глубина залегания плоскости скольжения не более 1-2 м.

Оползни-обвалы представляют собой смещения грунтовых масс по типу скольжения и обвала, и они характерны в основном для крутых склонов.

Борьба с оползнями представляет трудную задачу, что связано с многообразием причин, порождающих оползневые процессы.

Меры борьбы с оползнями проектируют с учётом их активности. Различают оползни действующие и недействующие.

Недействующие оползни движений не проявляют, их поверхность сглажена геологической деятельностью атмосферных вод. Однако при переработке эти склоны могут приходить в движение.

Действующие оползни требуют применения противооползневых мероприятий, зависящих от причин, которые порождают этот оползень.

Все меры борьбы делятся на пассивные и активные.

Активные меры предусматривают необходимость устройства инженерных сооружений и специальных мер по закреплению пород оползневого склона или откоса выемки.

Оползневые меры делятся на 4 группы:

1. Борьба с процессами, вызывающими оползни;

2. Закрепление и удержание сползающих грунтовых масс;

3. Повышение сопротивляемости сдвигающему усилию;

4. Срез оползневых масс до устойчивых пород.

Пассивные меры включают мероприятия профилактического порядка, запрещающие те или иные действия.

Запрещается в строительной практике: подрезка оползневых склонов, строительство на склонах и около них бровок, производство взрывных и горных работ вблизи оползневой зоны, быстрое движение транспорта в оползневой зоне, уничтожение травяно-кустарниковой растительности на склонах, сброс на оползневые склоны поверхностных и подземных вод.

Задание №17. Факторы, влияющие на режим грунтовых вод, и их изменение под влиянием строительства.

Под режимом грунтовых вод понимают совокупность изменений положения уровня и характера поверхности грунтовых вод, их температуры, химического состава и свойств.

Знание режима грунтовых вод требует как проектная, так и строительная практика. Так, например, не прогнозируемая или игнорируемая возможность подъема уровня воды может привести к затоплению подвальных помещений, снижению несущей способности грунтов основания и, соответственно, деформациям зданий и сооружений, разрушению строительных конструкций.

Основными факторами, влияющими на уровень и качество грунтовых вод, являются: метеорологические факторы, гидрологические факторы, магматизм земной коры, инженерно-хозяйственная деятельность человека. Метеорологические факторы, влияющие на режим грунтовых вод, самые разнообразные, но главнейшими из них являются: количество атмосферных осадков, интенсивность испарения с поверхности грунтовых вод, величина атмосферного давления. Совокупность этих факторов обуславливает сезонные, годовые и многолетние колебания уровней.

Река дренирует грунтовые воды; 1-уровень воды в реке; 2-аллювиальные отложения; 3-песок; 4-уровень грунтовых вод; 5-водоупор.

Река питает грунтовые воды; 1-уровень воды в реке; 2-аллювиальные отложения; 3-песок; 4-уровень грунтовых вод; 5-водоупор.

Сезонные колебания в Белоруссии могут достигать 1,0-2,5 м, при этом наиболее высокое положение уровня характерно для периода снеготаяния и затяжных дождей (паводки и половодья). Во времени начало периода паводков, половодья и подъема уровня подземных вод асинхронны, и характер асинхронности (запаздывания) зависит от глубины залегания грунтовых вод и водопроницаемости водовмещающих пород.

Многолетние колебания уровня связаны с переменой климата, то есть изменениями количества годовых осадков.

Гидрологические условия проявляются в виде влияния поверхностных водотоков (рек, озёр и водохранилищ). При подъеме или опускании уровней воды в них происходит соответствующее изменение уровня грунтовых вод. При этом ширина зоны влияния, то есть зоны, где будет наблюдаться изменение уровня грунтовых вод под воздействием поверхностных водотоков, может достигать 2 км и более, в зависимости от водопроницаемости водовмещающих пород.

Нужно также помнить, что создание искусственных водоемов (водохранилищ) приводит к постоянному поднятию уровней грунтовых вод и, соответственно, подтоплению территории.

Магматизм земной коры проявляется в опускании или поднятии отдельных участков суши. При этом процесс поднятия обуславливает снижение уровня грунтовых вод, а опускания – повышение, с возможным развитием процессов затопления и подтопления.

Инженерно-хозяйственная (особенно строительная) деятельность человека существенно сказывается на режиме грунтовых вод. Повышение уровней обычно наблюдается при строительстве водохранилищ, прудов, систем орошения, судоходных каналов и водоводов. Образование верховодки характерно в зонах плотной застройки территории и при массовых утечках воды из водопроводных и канализационных сетей. Понижение уровней воды наблюдается при различных откачках (из скважин, котлованов, картеров, шахт, тоннелей и др.)

Кроме уровня грунтовых вод, возможно изменение и их качества, обусловленное присутствием различных примесей органического характера.

Наиболее распространенными причинами, вызывающими изменение качества грунтовых вод, являются:

· Фильтрация воды через породы различного состава, например, засоленные суглинки;

· Интенсивная откачка воды, приводящая к засасыванию вод плохого качества из других водоносных горизонтов;

· Увеличенная минерализация воды в сухое время года за счёт уменьшения атмосферных осадков;

· Закачивание в подземные горизонты жидких осадков минерального и органического характера.

Для выявления характера поверхности грунтовых вод составляется карта гидроизогипс, а для артезианских – карта гидроизопьез.

Гидроизогипсы – это линии, соединяющие точки с равными абсолютными отметками зеркала грунтовых вод. Гидроизопьезы – аналог гидроизогипс, только для артезианских вод. Гидроизогипсы аналогичны горизонталям рельефа местности и подобно им отражают рельеф зеркала воды.

Для построения карты гидроизогипс на стройплощадке (участке) устраивают горные выработки (буровые скважины, наблюдательные колодцы, шурфы) и в них измеряют уровни подземных вод, то есть глубину залегания. Глубину залегания грунтовых вод измеряют либо в относительных отметках, представляющих собой глубину расположения уровня от поверхности земли, либо в абсолютных отметках, определяющих положение поверхности грунтовых вод над уровнем моря.

Измерение глубин залегания грунтовых вод производится в основном перед проектированием зданий и сооружений, то есть в период проведения инженерно-геологических изысканий. Необходимость продолжения наблюдений за уровнем грунтовых вод определяется только опасностью подтопления подземных сооружений и помещений.

В состав наблюдений входят – определение глубины появления воды (h0) и установившегося (статического) уровня (hc). Точность замеров не менее 1-2 см. Замеры проводят рейками, при небольшой глубине залегания (до 4 м), или поплавковыми хлопушками на тросах. Для постоянного наблюдения используют электроизмерители с самопишущей системой «Валдай».

Карта гидроизогипс используется для решения следующих задач:

1) Установление направления движения грунтового потока;

2) Определение величины напора;

3) Определение глубин залегания грунтовых вод;

4) Выбор оптимального расположения дренажных и водозаборных сооружений;

5) Выбор благоприятного участка для строительства;

6) Установление мест, где происходит интенсивная утечка воды из инженерных водоотводных коммуникаций.

Следует также отметить, что значительное влияние на строительство оказывает и наличие источников (ключи, родники).под источниками понимается место естественного выхода воды на дневную поверхность. И обычно напорные воды дают восходящие (фонтанирующие) источники, а ненапорные – нисходящие. По характеру расположения они бывают сосредоточенные (выходящие в одном месте в виде потока) и рассредоточенные, когда грунтовая вода выходит из массива по всему склону или речной долине.

Интенсивность выхода воды в единицу времени называется дебитом источника. Он может выражаться в л/с или м3/сут. Источник, выход которого облагорожен (улучшен) человеком, называется каптированным.

Аналогично карте гидроизогипс строится и карта гидроизопьез, которая позволяет дать оценку поверхности и характер напорности для артезианских вод.

Задание №18. Методика составления инженерно-геологического отчёта и заключения.

Инженерно-геологический отчёт – это итоговый документ инженерно-геологических исследований. Его содержание и объём зависит от стадии проектирования, вида и сложности строительства. В состав отчёта обычно входит четыре части: общая, специальная, графические приложения и инженерно-геологическая (пояснительная) записка.

Общая часть отчёта начинается с введения, в котором указываются цели и задачи исследований, состав, объём и характеристика выполненных работ, состав исполнителей, местонахождение района исследований и сроки работ.

В разделе «Физико-географический очерк» описывается орография, гидрография и климат. Здесь дается характеристика рельефа, речной сети, паводков, половодий и климатических особенностей района (среднемесячные и максимальные температуры, количество осадков и интенсивность их выпадения, направление и роза ветров, промерзание грунтов и т.д.).

В разделе «Геолого-литологические условия» приводится весь материал по геологическому строению, стратиграфии и тектонике.

В разделе «Гидрогеологические условия» описываются подземные воды, условия их питания, движение, состав, агрессивность, фильтрационные свойства пород и т.д.

В разделе «Природные геологические явления и инженерно-геологические процессы» описываются все процессы, которые могут оказать влияние как на строительство, так и на эксплуатацию зданий и сооружений.

Общая часть обычно заканчивается разделом «Полезные ископаемые», где описываются все имеющиеся месторождения с целью прогноза влияния строительства на условия их разработки, а также использование имеющихся запасов строительных материалов (песок, камни и т.д.) при строительстве данного объекта.

Специальная часть отчета также состоит из ряда отдельных разделов, которые содержат описание конструкций проектируемых зданий и сооружений, их требования к строительным условиям, расчетные значения физико-механических свойств грунтов и т.д. Иногда проводится технико-экономическое сравнение конкурентоспособных стройплощадок и участков застройки.

В конце отчета даются «Выводы и рекомендации» (то есть «Заключение») по всем разделам, а также перечень используемой литературы и других архивных и нормативных материалов.

К отчету прилагается различный графический материал (карты, разрезы, колонки разведочных выработок и т.д.).

Следует иметь ввиду, что инженерно-геологический отчет обычно заказчику не выдается, а остается в архиве проектной организации.

К проекту только прилагается краткая инженерно-геологическая записка, где дается краткое описание естественных условий и основные выводы.

В строительной практике зачастую вместо инженерно-геологического отчета составляется инженерно-геологическое заключение. Выделяют три вида заключений: 1) по условиям строительства объекта; 2) о причинах деформаций зданий и сооружений; 3) экспертное.

Заключение по условиям строительства имеет характер сокращенного инженерно-геологического отчета. Такое заключение обычно выполняется на строительство отдельного здания или сооружения.

Заключения о причинах деформаций зданий и сооружений могут иметь различное содержание и объем. В их основу ложатся материалы ранее приведенных исследований и осмотр сооружений и местности. При необходимости выполняется небольшой объем дополнительных инженерно-геологических исследований. Заключение должно вскрыть причины деформаций и указать пути их устранения.

Инженерно-геологическая экспертиза проводится только по проектам крупных сооружений. Основой для экспертизы является наличие спорных и разноречивых оценок природных условий (в процессе изысканий) или аварий сооружений (в процессе их эксплуатации).

Экспертиза проводится только специалистами высшей квалификации и позволяет установить правильность методов исследований, достаточность объемов работ по исследованиям, причины аварий, правомерность и обоснованность выводов и рекомендаций и т.д.

В зависимости от объема работ экспертиза может быть кратковременной и долговременной. При проведении экспертизы может осуществляться не только анализ проектной и исполнительной документации, но и выполнение специальных инженерно-геологических исследований (работ). Проведение таких работ требует составление заключения или даже инженерно-геологического отчета.

Экспертиза должна дать ответ на поставленные вопросы, содержать необходимые конкретные рекомендации, обоснования и доказательства целесообразности предлагаемых инженерно-технических мероприятий.

Задание №19. Общие сведения о геофизических исследованиях.

Геофизические методы исследования обычно сопутствуют разведочным работам и они позволяют значительно сократить объем бурения и шурфования.

В большинстве случаев геофизические методы являются вспомогательными для изучения физико-химических свойств пород и подземных вод, геологических и инженерно-геологических процессов и явлений.

В строительной практике наиболее распространены сейсмометрия и электрометрия. Электрометрия (электроразведка) основана на исследовании искусственно создаваемого в массивах пород электрического поля. Она может осуществляться с помощью вертикального электрозондирования (ВЭЗ) и электропрофилирования. ВЭЗ позволяет определить глубину залегания коренных пород и уровня подземных вод, выделить слои различного литологического состава (водопроницаемые и водоупорные пласты) и т.д.

Сущность метода ВЭЗ заключается в том, что по мере увеличения расстояния между питающими электродами линии токов перемещаются вглубь массива. Измеряя силу тока между питающими электродами А и Б и разность потенциалов между приемными электродами В и Г, легко определить значение электрического сопротивления пород.