Методические указания к контрольной работе

Выполнение заданий необходимо начинать с изучения соответствующих разделов в учебниках [1 – 4].

Задание 1. Это задание предусматривает усвоение основ классификации грунтов по ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». Классификационная таблица грунтов в адаптированном виде приводится в прил.1. В описании грунтов необходимо указать класс, группу, подгруппу каждого грунта, дать развернутое объяснение механизма их формирования, минералогический состав, физические признаки (структура, текстура, структурные связи) и оценить их строительные свойства, используя источники [1 – 4].

Задание 2. Описание инженерно-геологических процессов в порядке, указанном в задании, следует сопровождать графическими схемами и рисунками.

Задание 3. При описании отложений грунтов, условий их формирования и полученных при этом строительных свойств необходимо обратить внимание на формы залегания грунтов в этих отложениях и пояснить их графически.

Задание 4. Пояснений не требует.

Задание 5. Приток подземных вод в осушаемый котлован несовершенного типа Q, м³/сут, определяется по формуле

Н² – h²

Q = 1,366 к_ф —————,

lg R – lg r

где к_ф – коэффициент фильтрации, м/сут;

Н = Р + 0,333 Р – часть водоносного слоя грунта в пределах котлована

(мощность активной зоны), м;

Р – высота воды в котловане до откачки, м;

h – часть водоносного слоя грунта после откачки, м. (При осушении кот-

лована h = 0,333Р);

R – радиус влияния, м;

r = √ А/π – приведенный радиус котлована, м;

А – площадь котлована, м².

Величины Н, Р, R и r приводятся на расчетной схеме котлована (рис. 1).

Рис. 1. Расчетная схема котлована несовершенного типа

Задание 6. Гидроизогипсы – линии, соединяющие точки с равными абсолютными отметками уровней подземных вод. Карта гидроизогипс – карта поверхности подземных вод. Построение гидроизогипс производят по тем же правилам, что и построение горизонталей (линий равных отметок поверхности грунта). В масштабе 1: 1000 вычерчивают план расположения скважин, обозначая их кружочками диаметром 2 мм. Схема размещения скважин (по номерам) показана на рис. 2. Расстояния между скважинами 50 м.

Рис. 2. Схема расположения скважин

Справа от каждой скважины записывают ее номер (в числителе) и абсолютную отметку уровня подземных вод (в знаменателе).

Далее путем интерполяции между абсолютными отметками подземных вод находят точки с абсолютными отметками, равными половине целого числа, т. к. гидроизогипсы проводят через 0,5 м. Соединив точки с одинаковыми абсолютными отметками подземных вод плавными линиями, получают гидроизогипсы. Карту гидроизогипс строят на листе формата А4.

Пример построения гидроизогипс показан на фрагменте карты (участок между скважинами 2, 3, 6, 7), приведенном на рис. 3.

Рис. 3. Фрагмент карты гидроизогипс

Направление движения подземных вод перпендикулярно к линиям гидроизогипс. На карте гидроизогипс оно обозначается стрелками.

Для определения гидравлического градиента потока подземных вод на участке L делят разность абсолютных отметок двух смежных гидроизогипс на расстояние между ними. На рис. 3 между гидроизогипсами 326 и 325,5 м L = 7 м, тогда

ί = (326 – 325,5) / 7 = 0,071.

Скорость движения воды на этом участке при коэффициенте фильтрации к_ф = 0,12 м/сут определяют по формуле Дарси:

v_ф = к_ф · ί = 0,12 · 0,071 = 0,086 м/сут.

Задание 7. Правила построения инженерно-геологического разреза и инженерно-геологической колонки приводятся на примере со следующими исходными данными:

Вариант 19

Глубина сезонного промерзания грунтов 2,3 м.

Построение инженерно-геологического разреза на листе формата А4 начинают с вычерчивания профиля рельефа по линии устьев разведочных скважин (рис. 4). Для этого на горизонтальной линии (внизу чертежа линия А) обозначается местонахождение каждой скважины в соответствии с горизонтальным масштабом 1:5000. Ниже этой линии в трех строчках указываются соответственно расстояния между скважинами, номера скважин и отметки их устьев (поверхности грунта) так, как это сделано на разрезе (рис. 4). Вертикальную шкалу абсолютных отметок Б ограничивают следующим образом: максимальная верхняя отметка шкалы должна быть несколько выше самой высокой абсолютной отметки устья скважины, минимальная – ниже забоя (забой – низшая точка пробуренной скважины) самой глубокой скважины. (В примере: при максимальной отметке устья скважины 3 – 128,3 м максимальная отметка вертикальной шкалы Б принята 129 м, при минимальной отметке забоя скважины 4 – 106,5 м минимальная отметка вертикальной шкалы В принята 105 м).

Вертикальную шкалу Б (в примере от 105 до 129 м) наносят слева от скважины 1 в масштабе 1:200. Далее в местах пересечения абсолютных отметок устьев с линией скважины находят точку устья каждой скважины. Соединяя эти точки, получают профиль поверхности грунта. На вертикальные линии, соответствующие местоположению скважин, наносят короткий поперечный штрих, означающий отметку забоя пробуренной скважины. Справа от штриха записывают абсолютную отметку забоя, вычисляемую как разность между абсолютной отметкой устья и глубиной скважины, которая равна сумме мощностей слоев грунтов, пройденных этой скважиной. Ствол скважины от устья до забоя обозначают двумя вертикальными отрезками.

Для построения инженерно-геологического разреза вдоль линии каждой скважины от устья к забою (сверху вниз) размечают границы слоев грунтов в соответствии с вертикальным масштабом. Соединяют границы слоев одинаковых грунтов в соседних скважинах и заштриховывают их соответствующими условными обозначениями (прил. 2).

Если в каких-либо скважинах отдельные слои грунтов «выпадают», что связано с прерывистостью их литологического состава, то при построении разреза слой, пройденный одной или несколькими рядом расположенными скважинами и не вскрытый соседними, выклинивают, т.е. сводят его мощность к нулю. Выклинивание слоя производят на середине между двумя скважинами, в одной из которых слой вскрыт, а в другой – отсутствует.

После этого вычисляют абсолютные отметки уровней подземных вод в каждой скважине как разность между абсолютной отметкой устья и глубиной залегания уровня подземных вод и наносят их на линии скважин. Соединяют эти отметки пунктирной линией, обозначая ее WL.

Завершают построение инженерно-геологического разреза нанесением индексов, соответствующих возрасту всех выделенных в разрезе слоев грунтов и условиям их формирования. Последние принято обозначать сле- дующим образом: m – морские отложения; с – континентальные; е – элювиальные; d – делювиальные; p – пролювиальные; а – аллювиальные; g – ледниковые; fg – водно-ледниковые; v – эоловые; h – торфяные; L – лесс и лессовидные грунты.

Построение инженерно-геологической колонки по скважине 4 начинают с выбора масштаба чертежа. Вертикальный масштаб выбирают таким, чтобы инженерно-геологическая колонка разместилась на листе формата А4 (рис. 5).

Рис. 5. Инженерно-геологическая колонка

Колонку вычерчивают сверху вниз от устья скважины (поверхности грунта) в соответствии с масштабной вертикальной шкалой. Эта шкала начина-

ется сверху (нулевая отметка в уровне устья скважины) и заканчивается в уровне забоя скважины (рис. 5). От устья скважины на вертикальный разрез соответствующими условными обозначениями (в выбранном масштабе) наносятся все слои грунтов, вскрытых этой скважиной. Ширина колонки составляет 2…5 см.

Слева от колонки в специальных графах указывают индексами условия образования (генезис) и возраст грунтов, глубину расположения и абсолютные отметки подошвы каждого слоя грунта, а также его мощность.

Справа от колонки дается описание грунтов каждого слоя.

Над колонкой проставляется абсолютная отметка устья скважины.

Характеристика инженерно-геологических условий участка строительства должна включать в себя описание грунтов и условий их залегания, оценку гидрогеологических особенностей и инженерно-геологических процессов, которые могут быть неблагоприятны при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений на этом участке, а также мероприятия, устраняющие вредное влияние геологических факторов.

Рассмотрим участок строительства, инженерно-геологический разрез которого приводится на рис. 4.

Участок строительства сложен грунтами четвертичного возраста: песками пылеватыми, суглинками, супесями, песками гравелистыми, которые подстилаются мергелями девонского возраста. Грунты залегают слабонаклонными слоями, пески пылеватые и супеси выклиниваются.

На глубине 10,6 - 13,8 м в песке гравелистом располагается уровень подземных вод. Зона аэрации сложена эоловыми пылеватыми песками мощностью до 3,4 м, суглинком аллювиальным мощностью до 8,9 м, а также супесью пролювиальной мощностью до 4,8 м. Эоловые пески отличаются большой подвижностью и могут выдуваться вблизи сооружений и из-под них. Суглинки аллювиальных отложений имеют низкий коэффициент фильтрации и большую высоту капиллярного поднятия воды, поэтому в период обильных дождей или при утечке воды из водопровода в суглинках может сформироваться верховодка, которая осложнит производство земляных работ при строительстве и может

вызвать подтопление подземных частей зданий при эксплуатации. Опасным может быть и морозное пучение суглинков.

Основными мероприятиями, устраняющими вредное влияние этих факторов, являются предохранение грунтов от увлажнения и промерзания во время строительства и закладка фундаментов зданий ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Список рекомендуемой литературы

1. Ананьев, В.П. Инженерная геология / В.П. Ананьев, А.Д. Потапов. М.: Высш. шк., 2000. 511 с.

2. Пешковский, Л. М. Инженерная геология / Л.М. Пешковский, Т.М. Перескокова. М.: Высш. шк.,1982. 367 с.

3. Ананьев, В.П. Инженерная геология и гидрогеология / В.П. Ананьев, Л.В.Передельский. М.: Высш. шк., 1980. 272 с.

4. Маслов, Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. М.: Высш. шк., 1982. 512 с.

5. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1995. 31 с.

Приложение 1