Методы и технологические средства инженерно-геологических изысканий

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра: Инженерной геологии и экологии

 

 

Отчёт

по учебной геологической практике

 

Выполнила бригада №4 ИДО 85/83/17 группыТГВиВ в составе:

 

        

Сырбу Н.В. (бригадир)

    Сычёва М.П.

Карпикова Ю.М.

Смирнов В.О.

Мусатов Д.А.

 Казаков П.А.

 Бойко А.А.        

Лось В.В.

 Михеев М.Б.

Хашин А.М.

 Новиков Ю.О.

Сазонов Е.А.

Корчажников Р.В.

Ивонин М.С.

 Волков В.В.

Поршнов В.В.

                                                                                    

Руководитель практики: КучуковЭдуард Захарович

 

Москва 2017

Оглавление

Введение. 3

Часть 1. 5

Методы и технологические средства инженерно-геологических изысканий. 5

Описание используемых на практике геологических методов изысканий. 11

Выполнение заданий. 21

Задание №1. Описание буровой скважины, пробуренной ручным комплектом.. 21

Задание №2. Определение плотности и влажности песков методом режущего кольца. 22

Задание №3. Определение плотности песков методом динамического зондирования легким ручным зондом. 23

Задание №4. Определение коэффициента фильтрации методом налива в шурф (метод Нестерова). 24

Часть 2. 28

Геологическая практика в Крылатском 28

Крылатское сегодня. 33

Описание рекогносцировочного маршрута в районе Крылатское. 35

Маршрут: метро Крылатское-р.Москва-метро Крылатское. 35

Точка №1. 35

Точка №2. 40

Точка №3. 43

Точка №4. 46

Точка №5. 48

Точка №6. 49

Точка №7. 51

Точка №9. 55

История геологического развития района практики. 56

Заключение. 66

Приложение. 67

 

 

 

Введение

Геология – наука о составе, строении и истории развития Земли. Основным объектом изучения является наружная оболочка земли, кот.называют земной корой или литосферой, её состав, структура, происходящие в ней процессы и история её развития, а также условия образования и закономерности распределения в ней минералов, горных пород (полезных ископаемых).

Главнейшими современными процессами, определяющими геологические изменения в земной коре, являются денудация (разрушение горных пород и перенос разрушенного материал), аккумуляция (отложение и накопление осадков) магматическая деятельность, тектонические движения и др.

Для того чтобы могли осуществляться геологические изменения, необходимо время. Незначительные изменения человек может заметить в течение своей жизни, но основные изменения в геологической среде происходят более длительное время – тысячи, миллионы и даже миллиарды лет. За этот период времени геологические силы могут создать и разрушить горы (превратить их в равнину), залить земную поверхность вулканической лавой, создать море или сушу.

Учебная геологическая практика проводится на территории г. Москвы и на полигоне в Мытищах. Цель практики – познакомиться с методами инженерно-геологических изысканий и инженерно-геологических условий г. Москвы и Московской области, то есть познакомиться с организацией, методикой проведения инженерно-геологических изысканий, изучить геологическое строение отдельных районов Москвы, геологические процессы, протекающие в городе, инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

За время геологической практики мы познакомимся с методами получения геологической информации необходимой для проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Перед началом практики все студенты изучили правила техники безопасности, которые необходимо выполнять как при работе на опытной площадке на полигоне, так и на геологических маршрутах.

По результатам практики был составлен отчет с описанием всего изученного, с приложением вычислений характеристик грунтов по результатам экспериментов, зарисовок, фотографий, геологических разрезов, полевых дневников и коллекций горных пород. Отчет иллюстрируется зарисовками, фотографиями, геологическими разрезами и картами.

Отчет составлен коллективно, бригадой, состоящей из 16 человек.

Геологическая практика проходила 26.09.2017г. и 28.09.2017г.

26 сентября – практические занятия на полигоне в Мытищах

28 сентября – маршрут в районе метро Крылатское

Под руководством бригадира Сырбу Н.В.работали:

 

1. Сычёва М.П.

2. Карпикова Ю.М.

3. Смирнов В.О.

4. Мусатов Д.А.

5. Казаков П.А.

6. Бойко А.А.        

7. Лось В.В.

8. Михеев М.Б.

9. Хашин А.М.

10. Новиков Ю.О.

11. Сазонов Е.А.

12. Корчажников Р.В.

13. Ивонин М.С.

14. Волков В.В.

15. Поршнов В.В.

 

Часть 1

Методы и технологические средства инженерно-геологических изысканий

1.1. Место инженерно-геологических изысканий в строительстве

Все здания и сооружения, возводимые человеком тесным образом взаимосвязаны и постоянно взаимодействуют с окружающей природной средой. Если жилые дома, общественные здания, мосты, дороги и т.п. не приспособлены к процессам, протекающим в природе, то они могут нанести колоссальный ущерб окружающей природной и рукотворной среде.

Возводимое сооружение и окружающая его природная среда образуют единую природно-техногенную систему (ПТС), которая может существовать долгое время только при наличии баланса во взаимодействии двух её составных частей (рис. 1).

Для принятия технически, социально и экономически обоснованных проектных решений необходимо иметь сведения об окружающей будущее сооружение среде. Сбор этих сведений осуществляется в процессе инженерных изысканий для строительства, которые являются видом строительной деятельности. Основная цель инженерных изысканий – комплексное изучение природных и техногенных условий застраиваемой территории, составление прогнозов взаимодействия возводимых объектов с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения (рис. 2).

Рис.2 Место изысканий в строительстве

В ПТС такими частями являются само здание или сооружение, окружающая его атмосфера, расположенные рядом водные объекты такие, как река, озеро, море или временный поток воды, возникающий при снеготаянии и ливне, а также растительность и животный мир и, конечно, грунты, на которых стоит здание или будет стоять строительный объект. Каждая из этих частей сложно построена и меняется во времени. К примеру, под воздействием погоды меняется уровень воды моря или реки. Сложно построена и геологическая среда. Она может состоять из нескольких слоёв. В геологической среде выделяется основание, как часть наиболее тесно связанная с сооружением. В этой части грунты заметно сжимаются под нагрузкой от сооружения. Удаление грунтов из этой части неизбежно приведет к деформации здания, покоящегося на основании. Например, грунты основания частично могут быть удалены при размыве геологической среды рекой или при устройстве котлована для нового строительства рядом с существующим зданием. В предвидении изъятия грунта необходимо планировать защиту основания.

Каждую часть ПТС изучает специальная наука. Так атмосферные процессы изучает строительная климатология, водные объекты инженерная гидрология, геологическую среду инженерная геология, растительный и животный мир, загрязнения среды экология. В соответствии с этим инженерные изыскания разделяются по видам:

· инженерно-геодезические;

· инженерно-геологические;

· инженерно-гидрометеорологические;

· инженерно-экологические;

· изыскания грунтовых строительных материалов и источников водоснабжения на базе подземных вод.

Для строительства необходимо руководствоваться законодательными и нормативными актами и документами Российской Федерации и её субъектов, включая региональные и территориальные строительные нормы, разработанные в соответствии с требованиями СНиП 10-01-2003 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения». Основным документом для проведения инженерных изысканий является СП 47.13330.2012«Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» Актуализированная редакция СНиП 11-02-96.

Инженерные изыскания для строительства выполняются организациями, получившими соответствующие разрешения на их проведение. Они выполняются только для объектов, целесообразность и местоположение которых согласованы с органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, а также при наличии договора об использовании земельного участка и получении разрешения на их производство от организаций курирующих инженерные изыскания для строительства на данной территории.

Инженерные изыскания выполняются на основании договора между заказчиком и исполнителем с приложениями к нему: технического задания, календарного плана работ и расчёта стоимости.

1.2. Цели и задачи инженерно-геологических изысканий

Целью инженерно-геологических изысканий для строительства является комплексное изучение геологической составляющей природных условий района строительства для принятия решений о его целесообразности как по геологическим, так и по экономическим соображениям, выбора оптимального по геологическим условиям варианта площадки, решить конструктивные вопросы, (прежде всего, по подземному контуру сооружения), провести расчёты основания и фундамента сооружений, составить проект производства работ по возведению подземного контура сооружения, решить вопрос о необходимости инженерной защиты территории и сооружения и составить соответствующий проект, оценить состояние основания под эксплуатируемым сооружением.

От качества инженерно-геологических изысканий и умения строителей использовать изыскательскую информацию сильно зависит стоимость (в настоящее время это определяющий фактор) и надежность возводимых зданий и сооружений. Качественное выполнение изысканий начинается с правильной постановки задачи перед изыскателями. Задачи формулирует инвестор, привлекая или не привлекая автора проекта.

Для создания надёжного и экономичного в строительстве и эксплуатации сооружения строители законом обязаны привлекать изыскателей для специальных работ до начала проектирования.

В процессе выполнения инженерно-геологических изысканий в соответствии с требованиями СП 47.13330.2012 решаются следующие задачи;

- оцениваются геоморфологические условия и рельеф района (площадки) строительства;

- изучается его геологическое строение;

- изучаются гидрогеологические условия района;

- изучается состав, состояние и свойства грунтов основания будущего сооружения;

- устанавливается наличие геологических и возможность возникновения инженерно-геологических процессов в изучаемом районе;

- составляется прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой.

1.3. Состав и объём работ выполняемых при инженерно-геологических изысканиях

Состав работ выполняемых при проведении инженерно-геологических изысканий СП 47.13330.2012«Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» Актуализированная редакция СНиП 11-02-96 и включает в себя их следующие виды:

1) Сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет, а именно сведений о геоморфологических особенностях площадки, геологическом строении, физико-механических свойствах грунтов, гидрогеологических условиях, геологических и инженерно-геологических процессах, техногенных воздействиях. На основании этих материалов предварительно устанавливается категория сложности инженерно-геологических условий в месте будущего строительства

2) Рекогносцировочное обследование территории по маршрутным и аэровизуальным наблюдениям. При выполнении этого вида работ осматривается место будущего проведения изыскательских работ, оценивается рельеф, ведётся описание имеющихся обнажений с отбором образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, описываются имеющие место водопроявления с фиксацией геоботанических индикаторов гидрогеологических условий, отмечаются места проявления геологических и инженерно-геологических процессов с описанием их параметров и вероятных причин возникновения. По результатам обследования намечаются места размещения ключевых участков для проведения более детального изучения застраиваемой территории с выполнением буровых работ, полевых и лабораторных исследований грунтов, пунктов режимного наблюдения за развитием геологических и инженерно-геологических процессов.

3) Проходка горных выработок. Выполнение этого вида работ позволяет установить условия залегания (форма и характер залегания грунта) грунтов и подземных вод, а также выявить и оконтурить зону проявления геологических и инженерно-геологических процессов. Основным видом горной выработки является буровая скважина. При проходке буровых скважин ведётся описание смены грунтов по глубине отбором образцов для последующего определения в лаборатории их состава, состояния и свойств, измеряются уровни подземных вод и отбираются пробы вод для определения их химического состава.

4) Исследование грунтов полевыми методами проводится для установления условий залегания грунтов и определения пространственной изменчивости их свойств в условиях естественного залегания в массиве.

5) Геофизические методы позволяют оценивать гидрогеологические условия, выявлять и изучать геологические условия, выявлять и изучать геологические и инженерно-геологические процессы и их изменения со временем, проводить сейсмическое микрорайонирование территории.

6) Гидрогеологические исследования проводятся в том случае, когда в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой распространены или могут формироваться подземные воды. Собираемые при этих исследованиях сведения о гидрогеологических параметрах грунтов и водоносных горизонтах должны позволить сконструировать подземный контур сооружения, составить проект производства работ по его возведению, а также спрогнозировать возможное загрязнение или истощение водоносных горизонтов, возникновение или изменение интенсивности инженерно-геологических процессов при строительстве и эксплуатации объекта, наметить мероприятия по инженерной защите сооружения.

7) Лабораторные исследования грунтов выполняются для определения их состава, состояния и свойств. Используя данные о месте отбора образцов грунта в процессе бурения скважин оценивается изменчивость состояния и свойств того или иного грунта по глубине и площади, выделяются инженерно-геологические элементы с определением нормативных и расчётных характеристик грунтов, образующих их. При лабораторных исследованиях определяются химический состав подземных и поверхностных вод, а также водных вытяжек из глинистых грунтов в целях определения их агрессивности к бетону и стальным конструкциям, коррозионной активности к свинцовой и алюминиевой оболочкам кабелей.

8) Стационарные наблюдения выполняются для изучения динамики развития геологических и инженерно-геологических процессов, а также для изучения состояния и свойств грунтов, режима подземных вод, состояния сооружений инженерной защиты и др.

9) Камеральная обработка материалов изысканий. Камеральная обработка материалов начинается с момента начала изысканий (предварительная обработка), т.е. проходки буровых скважин, выполнения полевых исследований грунтов и завершается после получения данных лабораторного исследования грунтов и получении данных стационарных наблюдений (окончательная обработка). При камеральной обработке проводиться увязка между собой результатов отдельных видов инженерно-геологических работ (буровых, геофизических, полевых, лабораторных и др.). Материалы камеральной обработки представляются в виде таблиц, графиков, разрезов, карт и пояснительных записок к ним.

10) Составление технического отчёта. Отчёт составляется на основании камеральной обработки материалов всех видов работ, выполненных в процессе инженерно-геологических изысканий. Он должен содержать сведения о геологических особенностях изученной территории с выводами по всем геологическим аспектам и рекомендациями по их учёту при проектировании сооружения. В отчёте должен быть приведён прогноз изменений инженерно-геологических условий и дана оценка опасности и риска от геологических и инженерно-геологических процессов при возведении и эксплуатации будущего сооружения. Отчёт должен состоять из текстовой и графических частей. По требованию заказчика к отчёту могут быть приложены материалы изысканий.

Объём работ выполняемых при инженерно-геологических изысканиях зависит от этапа предпроектных работ или стадии проектирования, размеров в плане, высоты и заглубления будущего сооружения, типа его фундаментов, геотехнической категории объекта, т.е. уровня его ответственности и сложности инженерно-геологических условий.