Б.Глубины проходки скважин и исследований грунтов

Для свайных фундаментов глубины скважин должны назначаться не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины погружения свай.

Автодорога - изыскания для проекта:

Ширина полосы трасы до 300 м

Расстояние между выработками потрассе - 250 м, глубина - 3 м (на 2-3 метра ниже нормальной глубины промерзания).

Насыпи и выемки высотой или глубиной до 12м по оси скважины бурят через 100-300м в местах перехода выемок в насыпи, а на поперечниках - до 25м. Глубина скважины при этом 3 – 5 м в слабосжимаемых, 10 – 15м в сильносжимаемых грунтах.

Бурение разведочных скважин производится различными способами в зависимости от назначения.

Существует несколько способов бурения скважин:

1) бурение вибрационное - способ бурения с применением вибратора, вызывающего колебания бурового инструмента. Вибрационное бурение осуществляют до глубины 20-30 метров в рыхлых породах, без вращения инструмента, в твердых - с вращением;

2) колонковое бурение - бурение, осуществляемое вращением колонковой трубы с буровой коронкой на конце. При колонковом бурении гипсометрическая поверхность разрушается только по кольцу под буровой колонкой, а ее внутренняя часть сохраняется в трубе, периодически заклинивается, отрывается от забоя и поднимается на поверхность в виде керна. Частицы разрушенной породы удаляются из забоя промывочным раствором или сжатым воздухом (основной способ).

3) ударно-канатное бурение - способ бурения, при которых разрушение горных пород на забое осуществляется породоразрушающим инструментом (массой 0,5-3 тонны),удерживаемым на канате и подающим с частотой 40-60 ударов в минуту;

4) шнековое бурение - способ вращательного бурения, при котором выбуриваемая порода транспортируется от забоя к устью скважины с помощью шнека (винтового транспортера). На нижнем конце шнека устанавливается на конце буровой наконечник, вид которого зависит от свойств разбуриваемой породы. Шнековое бурение применяется при проходке песчано-глинистых пород до глубины 30 метров, при этом структура пород поступивших на поверхность, нарушается. Для взятия монолитов грунта ненарушенной структуры используются грунтоносы, вдавливаемые в забой после подъема шнека.

После окончания работ инженерно-геологической съемки и проходки буровых скважин и горнопроходческих выработок создается

геологическая карта и разрез, которые являются важнейшей и обязательной геологической документацией при решении вопросов строительства. Геологические разрезы представляют собой проекцию геологических структур на вертикальную плоскость и являются важным дополнением геологических карт. Они позволяют выявить геологическое строение местности по глубине.

На геологическом разрезе показывают возраст, состав, мощность, условия залегания пород, гидрологические условия. В тех случаях, когда разрез отражает физико-геологические явления и свойства пород, его называют инженерно-геологическим разрезом.

Разрезы строятся по геологическим колонкам или по данным разведочных выработок (шурфов, буровых скважин). Вертикальный масштаб разрезов обычно принимается в 10 и более раз крупнее горизонтального. Геологические разрезы имеют большое значение при общей инженерно-геологической оценке района строительства и отдельных участков, выборе слоев в качестве несущих оснований, изучения режима грунтовых вод т.д. Любая инженерно-геологическая работа должна заканчиваться построением геологического разреза. Исходные материалы для построения разреза - это план расположения скважин и значение каждой скважины. На геологическом разрезе выделяют инженерно-геологические элементы. Это часть массива (слоя), однородная по возрасту, литологическому составу, показателям состояния и физико-механическим свойствам. Объем инженерно-геологического элемента зависит от того, какой показатель физико-механических свойств пород положен в основу его выделения в процессе инженерно-геологических исследований. Выделение инженерно-геологических элементов позволяет целенаправленно размещать здания на территории, выделенной под строительство и дает возможность решать вопрос выбора модели работы с основаниями фундаментов.

Результаты инженерно-геологических исследований в виде отчета поступают в строительную проектную организацию. Отчеты должны иметь для инженера-проектировщика материалы по семи основным позициям результатов инженерно-геологических изысканий:

– оценка пригодности площадки для строительства данного объекта;

– геологический материал, позволяющий решать все вопросы по основаниям и фундаментам;

– оценка грунтового основания на восприимчивость возможных динамических воздействий от объекта;

– наличие геологических процессов и их влияние на устойчивость будущего объекта;

– полную характеристику по подземным водам;

– все сведения по грунтам, как для выбора несущего основания, так и для производства земляных работ;

– по влиянию будущего объекта на природную среду.

Проектирование крупных объектов осуществляется по стадиям:

– технико-экономическое обоснование (ТЭО);

– технический проект и рабочие чертежи;

Название стадий инженерно-геологических изысканий соответствует стадиям проектных работ, за исключением стадий ТЭО, где геологические работы получили название рекогносцировочных инженерно-геологических изысканий. Следует отметить, что в практике строительства последовательность стадий проектирования не всегда соблюдается. Проектирование крупных объектов может быть проведено в две стадии, проектирование жилого дома в одну стадию.

В соответствии с этими стадиями проводятся инженерно-геологические изыскания.

Тема 8. Определение физических характеристик грунтов по исходным данным вариантов таблицы 2. (по ГОСТ 25100-95)

Выполнить расчет физических характеристик, используя данные варианта и определить наименование грунта.

кН/м³ – удельный вес грунта,

где – естественная плотность грунта, т/м³, g = 9,81 м/с² – ускорение линейное;

- плотность скелета (сухого грунта),

где W – естественная влажность грунта;

- коэффициент пористости грунта,

где - плотность твердых частиц, т/м³;

кН/м³ – удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды, где – плотность воды, т/м³ (; - коэффициент водонасыщения.

Варианты:

- число пластичности;

- показатель текучести.

Расчетные величины заносят в таблицу 1.

Сводная таблица нормативных значений характеристик грунтов по варианту темы 8 (последняя цифра номера зачетной книжки)

Примечание: Наименование грунта дают по приложению (ГОСТ 25100-95).

Контрольные вопросы по темам:

Тема 1

1.Какие существуют гипотезы о происхождении Земли?

2.Какие геосферы различают в строении Земли?

3. Из каких частей состоит и какие формы имеет литосфера?

4.Как формируется тепловое поле Земли?

5.По какому принципу составлены геохронологическая и стратиграфическая шкалы?

Тема 2

1. По каким физическим свойствам определяются минералы?

2. Как классифицируются минералы?

3. Какие минералы называются самородными?

4. Какие минералы называются породообразующими?

5. Какие горные породы являются первичными и какие вторичными?

6. В каких условиях образуются метаморфические горные породы?

7. На какие типы подразделяются осадочные горные породы по

происхождению?

8. Каковы особенности залегания осадочных горных пород?

Тема 3

1. Чем отличается характер распространения продольных, поперечных и

поверхностных волн при землетрясении?

2. Что такое сейсмическое районирование и как оно учитывается при

землетрясении?

3. Общие отличия эндогенных процессов от экзогенных.

4. Виды выветривания.

5. Что такое дефляция?

6. Какие грунты образовались в результате геологической деятельности

ветра?

7. Какие типы аллювия бывают?

8. Чем геологическая деятельность моря отличается от геологической

деятельности реки?

9. Как происходит движение ледников и в чем заключается их

геологическая деятельность?

10. Типы морен.

11. Какие антропогенные процессы наиболее опасны при строительстве?

12. В чем разница между мерзлотными процессами и вечной мерзлотой?

Тема 4

1. В каких видах горных пород встречается вода?

2. Как классифицируются подземные воды?

3. Как образуется верховодка?

4. Какие воды называются грунтовыми, как они образуются и как влияют

на строительство?

5. Какие воды называются артезианскими и чем они характеризуются?

6. В каких горных породах вода находится в физически связном виде и

почему?

7. От каких факторов зависит характер фильтрации?

8. Что такое гидравлический градиент?

9. Почему коэффициент фильтрации имеет единицу скорости?

10.При каких условиях возможна фильтрация воды в глинах?

Тема 5

1. Как представить грунт в виде многофазной системы?

2. Что такое влажность?

3. Какие методы определения плотности существуют?

4. Как определяют супесь, суглинок и глину?

5. По каким признакам проводят классификацию песчаных грунтов?

6. В чем различие деформации твердых тел и несвязных грунтов?

7. На основании каких испытаний строят компрессионную кривую?

8. Перечислите не менее трех деформативных характеристик грунтов.

9. Что такое «угол внутреннего трения» и «удельное сцепление»?

10.С какой целью проводится гранулометрический анализ песчаных грунтов?

Тема 6

1. Почему обвалы, осыпи и оползни объединяются в единую категорию процессов?

2. В чем смысл активных и пассивных способов борьбы с оползнями?

3. Поясните схему действия сил на оползневых склонах.

4. В каких грунтах наблюдается карст и в чем его опасность?

5. При каких условиях возникает суффозия?

6. Что такое деятельный слой и культурный слой?

7. Почему глубина заложения фундаментов должна быть ниже глубины

промерзания?

8. Какие принципы применяют при строительстве на вечной мерзлоте?

Тема 7

1. Как охарактеризовать состав инженерно-геологических изысканий?

2. По каким признакам производится разделение инженерно -

геологических условий строительной площадки на категории?

3. Какие задачи решают инженерно-геологическая съемка и разведка?

4. Способы бурения скважин.

5. Что такое монолит грунта?

6. На основании каких факторов определяются число и глубина скважин при разведке?

7. Что такое инженерно-геологический элемент?

8. На основании каких данных строится геологический разрез?

Содержание контрольного задания

Задание предусматривает ответы на вопросы по всем изучаемым темам. Задание выполняется студентом в отдельной тетради и представляется на сессии. Данные по вариантам в таблице 2, где приведены номера варианта и номера тем и вопросов. Номер варианта выбирается по последней цифре номера зачетной книжки.

Таблица 2

Варианты и номера вопросов к заданию

Список рекомендуемой литературы

1. Ананьев В.П., Потапов Л.В. Инженерная геология. Учебник. - М.: Высшая школа, 2002.

2. Белый Л.Д. Инженерная геология. Учебник. – М.: Высшая школа, 1985.

3. Солодухин М.А. Инженерно-геологические изыскания для промышленного и гражданского строительства. – М.: Недра, 1985.