2. Инженерно-геологические условия участка работ 2.1 Методика, объемы и результаты проведенных исследований Таблица 2.1 – Виды и объёмы работ № Виды работ Ед. измерения Объемы работ п/п Полевые работы 1 Бурение скважин 2 Статическое зондирование 3 4 5 скв/п.м. 3/78 точка 3 проба 7 проба 58 проба 3 определение 7 определение 58 Отбор проб грунтов ненарушенной структуры Отбор проб грунтов нарушенной структуры Отбор проб подземных вод Лабораторные работы 6 7 Определение физических свойств глинистых грунтов Определение физических свойств песчаных грунтов 8 Химический анализ грунта определение 3 9 Химический анализ подземных вод определение 3 Рисунок 2.1 – Полевые работы в период прохождения производственной практики Бурение производилось буровой установкой УКБ. Глубина, количество и места расположения скважин согласованы с заказчиком. Скважины нанесены на схему. На участке изысканий пробурено 3 скважины глубиной 26,0 м. Общий объем бурения составил 78 п.м. Пробы отобраны в соответствии с ГОСТ 12071-2014. Отбор проб песчаных грунтов производился с помощью комплекта колец для отбора проб грунта КПГ-01 путем вдавливания в песчаный грунт, находящийся в забивном стакане бурового инструмента. Статическое зондирование грунтов проводилось комплектом аппаратуры ПИКА-17. Все горные выработки после окончания работ ликвидированы обратной засыпкой извлеченного в ходе бурения грунта с целью исключения загрязнения природной среды и активизации геологических и инженерно-геологических процессов. Лабораторные исследования грунтов проводились в грунтовой лаборатории ООО «МОСГЕОПРОЕКТ», согласно ГОСТ 25100-2020, ГОСТ 30416-2012, ГОСТ 5180-2015, ГОСТ 20522-2012. Инженерно-геологические изыскания выполнены согласно требованиям СП 47.13330.2016, СП 446.1325800.2019 и СП 22.13330.2011. Нормативные документы и стандарты, устанавливающие методику производства работ, приведены в «Списке использованных материалов». Техническая характеристика проектируемого объекта: 1) Сооружение: блок резервуаров, в том числе: днище, стены, колонны. Покрытие – монолитный железобетон; Металлические конструкции, железобетонные 2) Производственное здание Каркас – металлические конструкции, в том числе: колонны, балки, фермы, связи; Наружные стены – сэндвич-панели. Внутренние перегородки – сэндвич-панели, кирпичные. Перекрытие здания – монолитное железобетонное по несъемной опалубке из профлиста; Покрытие здания – профлист по металлическим прогонам, фермам (балкам); Кровля здания – плоская совмещенная с покрытием по профлисту, утепленная, рулонная битумная или полимерная мембрана; Лестница – железобетонная. Фундаменты – железобетонные. Общие габариты – 31,4х32,9, в том числе: - Сооружение блока резервуаров 31,2х25,2, высота – 9 м, в том числе заглубленной части – 6 м. -Производственное здание:31,4, высота – 11 м. Фундамент плитный и свайный. 2.2 Инженерно-геологическая характеристика участка работ Участок работ расположен на притоке Неруссы реке Сев. В геоморфологическом отношении территория объекта приурочена к группе типов рельефа аллювиальных неогеновых и четвертичных террас и террасовых равнин, четвертичной первой и надпойменной террасе и современной пойме. Западная часть Восточно-Европейской равнины, в пределах которой расположена Брянская область, состоит из пониженных и возвышенных пространств. На территории области сочетаются плоские мореннозандровые равнины Приднепровской и Полесской низменностей, а также возвышенные, сильно расчленённые эрозионные равнины. В целом рельеф области представляет собой слабоволнистую равнину с общим пологим склоном с северо-востока и востока на югозапад. Абсолютные отметки на участке изысканий (по топографической съемке) изменяются в пределах 163,92-167,59 м. По результатам бурения, согласно архивным данным, установлено, что в районе изысканий до исследованной глубины 26,0 м. распространены следующие стратиграфогенетические комплексы: – Среднечетвертичные водно-ледниковые отложения (f,lgQII), представленные песком средней крупности, средней плотности, водонасыщенным, песком крупным, средней плотности, водонасыщенным, с редкими включениями белого щебня, песком пылеватым, слюдистым, средней плотности, водонасыщенным, с включениями остатков фауны, суглинком пылеватым, мягкопластичным, с прослоями водонасыщенного песка, песком пылеватым, средней плотности, водонасыщенным, песком мелким, влажным, средней плотности, песком пылеватым, средней плотности, влажным. – Комплекс пролювиально-делювиальных отложений (pdQIV), представленных почвенно-растительным слоем Согласно ГОСТ 25100-2011 и ГОСТ 20522-2012, в геологическом строении территории до разведанной глубины (26,0 м) выделен один слой и восемь инженерногеологических элементов (ИГЭ): Слой-1-Почвенно-растительный слой (pdQIV) Распространен повсеместно. Залегает до глубины 0,1-0,2 м. В отдельный ИГЭ не выделялся в силу малой мощности и невозможности использования в качестве основания. ИГЭ – 1 Песок пылеватый, влажный, средней плотности (f,lgQII) Отложения вскрыты всеми скважинами до глубины 1,6-4,7 м. (абс.отм 166,26-167,0 м.) Мощность слоя составляет 1,4-4,5 м. ИГЭ - 2 Песок мелкий, влажный, средней плотности (f,lgQII) Отложения вскрыты скважинами 1 и 3 до глубины 2,7-8,0 м (абс.отм 166,26-167,0 м.) Мощность отложений 1,1-3,3 м. Характеристики физических и механических свойств грунта получены по результатам лабораторных испытаний, по данным статического зондирования. ИГЭ -3 Песок пылеватый (f,lgQII) Отложения вскрыты скважинами 1 и 2 до глубины 5,0-11,0 м (абс.отм 166,26-165,12 м.) Мощность отложений 3,2– 7,2 м. Характеристики физических и механических свойств грунта получены по результатам лабораторных испытаний. ИГЭ-4 Суглинок мягкопластичный, пылеватый (f,lgQII) Отложения вскрыты всеми скважинами до глубины 3,8-12,0 м (абс.отм 165,12-167,00 м.) Мощность отложений 0,9– 4,0 м. Характеристики физических и механических свойств грунта получены по результатам лабораторных испытаний, по данным статического зондирования. ИГЭ-5 Песок пылеватый, слюдистый, средней плотности, водонасыщенный, с включениями остатков фауны (f,lgQII) Отложения вскрыты всеми скважинами до глубины 13,10-21,0 м (абс.отм 166,26-165,12 м.) Мощность отложений 3,0– 6,3 м. Характеристики физических и механических свойств грунта получены по результатам лабораторных испытаний, по данным статического зондирования. ИГЭ-6 Песок мелкий, средней плотности, водонасыщенный (f,lgQII) Отложения вскрыты всеми скважинами до глубины 14,7-20,0 м (абс.отм 165,12-167,0 м.) Мощность отложений 2,4-5,0 м. Характеристики физических и механических свойств грунта получены по результатам лабораторных испытаний, по данным статического зондирования. ИГЭ-7 Песок крупный, средней плотности, водонасыщенный (f,lgQII) Отложения вскрыты скважиной 1 до глубины 20,20 м (абс.отм 166,26 м.) Мощность отложений 1,8 м. Характеристики физических и механических свойств грунта получены по результатам лабораторных испытаний, по данным статического зондирования. ИГЭ-8 Песок средней крупности, средней плотности, водонасыщенный (f,lgQII) Отложения вскрыты всеми скважинами до глубины 26,0 м (абс.отм 165,12-167,0 м.) Вскрытая мощность отложений 5,0-6,0 м. Характеристики физических и механических свойств грунта получены по результатам лабораторных испытаний, по данным статического зондирования. На момент проведения полевых работ (август 2018) подземные воды вскрыты всеми скважинами на глубине 2,7-4,7 м (абс. отм. 166,26-167,0 м). Водоносный горизонт сложен флювиогляциальными отложениями, функционирует в безнапорном режиме. Питание горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод. Разгрузка осуществляется в местные понижения в рельефе и водотоки. Формирование водоносного горизонта типа «верховодка» возможно в периоды обильных атмосферных осадков и интенсивного снеготаяния, а также в случаи техногенных утечек из водонесущих коммуникаций. По химическому составу подземные воды сульфатно-гидрокарбонатные натриевокальциевые, пресные, жесткие (жесткость карбонатная). Степень агрессивности подземных вод приведена по среднему показателю. Согласно ГОСТ 31384-2008, степень агрессивности подземных вод к бетонам – слабая агрессивность водородного показателя и агрессивной углекислоты к бетонам марки W4, и отсутствует по всем показателям к остальным бетонам всех марок по водонепроницаемости (W4- W12). До глубины, установленной в рамках настоящих изысканий (26,0 м), грунт, который является специфическим, не вскрыт. 2.3 Оценка природно-технических условий строительной площадки Заключение о площадке рельефа. Уклон площадки (167,59-163,92)/28,9 составляет 0,12 – 7°, следовательно, поверхность – покатая. Согласно табл.2 «Справочника проектировщика Градостроительство» территории с уклоном> 0,06 неблагоприятны. Вывод: рельеф неблагоприятен для строительства. Вид напластования: слоистое, с несогласным залеганием слоев, слои выклиниваются, мощность слоёв закономерно увеличивается или уменьшается. Заключение о пригодности каждого ИГЭ в качестве естественного основания: ИГЭ – 1 Песок пылеватый, влажный, средней плотности (f,lgQII) Отложения вскрыты всеми скважинами до глубины 1,6-4,7 м. (абс.отм 166,26-167,0 м.) Мощность слоя составляет 1,4-4,5 м. Пригоден для строительства т.к подходит по мощности и модулю деформации. ИГЭ -3 Песок пылеватый (f,lgQII) Отложения вскрыты скважинами 1 и 2 до глубины 5,0-11,0 м (абс.отм 166,26-165,12 м.) Мощность отложений 3,2– 7,2 м. Пригоден для строительства. ИГЭ-5 Песок пылеватый, слюдистый, средней плотности, водонасыщенный, с включениями остатков фауны (f,lgQII) Отложения вскрыты всеми скважинами до глубины 13,10-21,0 м (абс.отм 166,26-165,12 м.). Условно пригоден для строительства из-за водонасыщения. ИГЭ-7 Песок крупный, средней плотности, водонасыщенный (f,lgQII) Отложения вскрыты скважиной 1 до глубины 20,20 м (абс.отм 166,26 м.). Пригоден для строительства. ИГЭ-8 –песок средней крупности, средней плотности, водонасыщенный. Пригоден для строительства. Подземные воды оказывают сильное влияние на устройство фундаментов. По категории опасности природных процессов согласно СНиП 22.01-95 участок относится к умеренно-опасным по степени морозного пучения и по подтоплению. Заключение о категории сложности инженерно-геологических условий строительной площадки: для рассматриваемого участка инженерно-геологических изысканий определена II категория сложности инженерно-геологических условий по совокупности факторов, учитываемых в приложении Г СП 47.13330.2016. Осадка фундамента основания и мощность активной зоны определены по методу послойного суммирования: 1.Природное давление на отметке подошвы фундамента: δżq= δ*h= 18.3*2=36.6 кН 2.Дополнительное давление на отметке подошвы фундамента: Р0= Р- δżq= 575 -36.6 = 538.4кН 3.Природное давление на границах выделенных слоев: δżq1= δi hi+18.3*2 = 36.6 кН/м2 δżq2 = 36.6 + (18.4*2.2) = 40.48 кН/м2 δżq3 = 40.48 + (19.6*4.0) = 118.88 кН/м2 δżq4 = 118.88 + (19.7*3.1) = 179.95 кН/м2 δżq5 = 179.95 + (19.6*3.3) = 244.63 кН/м2 δżq6 = 244.63 + (19.7*2.6) = 295.85 кН/м2 δżq7 = 295.85 + (19.9*1.8) = 331.67 кН/м2 δżq8 = 331.67 + (2*1.0) = 333.67 кН/м2 4. Ординаты вспомогательной эпюры: 0.2*36.6 кН/м2 = 7.32 кН/м2 0.2*40.48 кН/м2 = 8.09 кН/м2 0.2*118.88 кН/м2 = 23.77 кН/м2 0.2*179.95 кН/м2 = 35.99 кН/м2 0.2*244.63 кН/м2 = 48.92 кН/м2 0.2*295.85 кН/м2 = 59.17 кН/м2 0.2*331.67 кН/м2 = 66.33 кН/м2 0.2*333.67 кН/м2 = 66.73 кН/м2 5. Ординаты эпюры дополнительного давления Таблица 2.2 – расчёт дополнительного давления Z E a δzр, кПа Слой основания 0 0 1,000 526,5 1 0,4 0,4 0,977 489,11 0,4 0,4 0,977 489,11 1,2 1,2 0,755 438,57 1,8 1,8 0,692 322,13 2,6 2,6 0,454 222,18 3,4 3,4 0,354 164,79 4,2 4,2 0,272 130,57 5,0 5,0 0,249 101,09 5,8 5,8 0,216 80,03 6,6 6,6 0,190 64,23 2 3 7,4 7,4 0,170 49,49 8,2 8,2 0,147 41,59 9,0 0,140 35,28 9,0 Глубина активной зоны HC = 8,3 м Осадка каждого слоя с одинаковой сжимаемостью: S1 = (526,5+459,112 *0,814000) + (459,11 + 438,57 2 *0,114000) =0,0282 + 0,0011 = 0,0293 м S2 = (322,13 + 222,18 2 * 0,823000) + (222,1 8+ 164,79 2 * 0,823000) + (164,79 + 130,57 2 * 0,723000) = 0,0095 + 0,0068 + 0,0045 = 0,0208 м S3 = (101,09 + 80,03 2 * 0,840000) + (80,03 + 64,23 2 * 0,840000) + (64,23 + 52,65 2 * 0,840000) + (52,65+49,49 2 * 0,340000) = 0,0018 + 0,0014 + 0,0012 + 0,0004 = 0,0048 S4 = (41,59 + 35,28 2 * 0,833000) + (35,28 +30,01 2 * 0,833000) + (30,01 + 27,90 2 * 0,833000) + (27,90 + 25,80 2 * 0,833000) = 0,0009 + 0,0008 + 0,0007 +0,0006 = 0,0003 м S5 = (23,69 + 20,53 2 * 0,840000) + (20,53 + 17,37 2 * 0,840000) + (17,37 + 14,22 2 * 0,640000) = 0,0004 + 0,0004 + 0,0002 = 0,001 м Sобщ = 0,0293 + 0,0208 + 0,0048 + 0,0003 + 0,001 = 0,0562 м 8. Полная осадка основания фундамента: S = 0,8 * 0,0562 = 0,045 м (0,045 * 100) = 4,5 см. 2.4 Характеристика природно-технической системы участка работ Элементарная природно-техническая система – это природно-техническая система, подсистемами-компонентами которой являются отдельное сооружение и сфера взаимодействия геологической среды с этим сооружением. На данной территории выделена одна элементарная природно-техническая система, состоящая из сооружения (строящегося здания), а также сферы взаимодействия геологической среды с этим сооружением (скважины или поле). В зависимости от характера хозяйственной деятельности формируются элементарные ПТС различной сложности, объема и режима. Их сферы взаимодействия имеют различные структуру и свойства. Строение сферы взаимодействия определяют: – сооружение (комплекс сооружений), его назначение, конструкция, размеры и конфигурация; – структура и свойства геологической среды и особенности ее движения под влиянием возмущающих и управляющих взаимодействий; – способы ведения строительных (горных) работ. Зона сферы взаимодействия – это инженерно-геологическое тело, внутри границ которого в результате взаимодействия геологической среды с сооружением развивается преимущественно один инженерно-геологический процесс, учитываемый при проектировании сооружения. Сфера взаимодействия с геологической средой на участке составляет 8,3 м. Мощность активной зоны определена в ходе расчета осадки методом послойного суммирования. Инженерно-геологические условия – это условия, обуславливающие место размещения сооружения, его конструкцию, способы производства работ, а также выбор мероприятий по борьбе с неблагоприятными явлениями. Компоненты инженерногеологических условий: рельеф, свойства и состав грунтов, гидрогеологические условия, влияющие на состояние и устойчивость пород, современные геологические процессы, как природные, так и вызванные инженерной или вообще хозяйственной деятельностью человека, влияющие на выбор места для строительства, конструкцию сооружения и методы производства строительных работ. На исследуемой территории выделено 5 инженерно-геологических элементов: ИГЭ-1 –песок пылеватый, влажный, средней плотности; ИГЭ-2 –песок мелкий, влажный, средней плотности; ИГЭ-3 –песок пылеватый; ИГЭ-4 –суглинок мягкопластичный, пылеватый; ИГЭ-5 –песок пылеватый, слюдистый, средней плотности; ИГЭ-6 –песок мелкий, средней плотности, водонасыщенный; ИГЭ-7 –песок крупный, средней плотности, водонасыщенный; ИГЭ-8 –песок средней крупности, средней плотности, водонасыщенный. Инженерно-геологический элемент – это инженерно-геологическое тело, представленное одной горной породой, статистически однородное по некоторому показателю свойств, выбираемому в каждом конкретном случае исходя из требований расчета того или иного инженерно-геологического процесса, который выполняют при проектировании сооружения. Расчетный элемент – это инженерно-геологическое тело, представленное одной или разными горными породами, для которого по условиям расчета допускается обобщение значений показателя, характеризующего отдельные инженерно-геологические элементы, или принятие показателя одного из составляющих его инженерногеологического элемента. Несколько ИГЭ объединяются в расчетный элемент тогда, когда для них с целью осуществления принятой схемы расчета инженерно-геологического процесса можно получить одно значение показателя свойств грунтов. Это значение получают путем простого осреднения или некоторой процедуры взвешивания. На исследуемой территории выделяется 2 расчётных элемента, выделенных по модулю деформации. Значения модуля деформации составляют: Таблица 2.3 –Выделение расчётных элементов № ИГЭ модуль деформации, МПа вывод РЭ 1 24 Среднедеформируемые 2 26 Среднедеформируемые 3 23 Среднедеформируемые 4 10 Сильнодеформируемые 2 5 22 Среднедеформируемые 1 6 26 Среднедеформируемые 7 30 Среднедеформируемые 8 27 Сильнодеформируемые 1 Примечание: РЭ выделены по таблице В.5, ГОСТ 25100-2020. 2.5 Выводы Инженерно-геологические условия в целом условно благоприятны для строительства: Поверхность имеет покатый уклон; Инженерно-геологические элементы пригодны или условно пригодны для строительства; Подземные воды оказывают сильное влияние на устройство фундамента; По категории опасности природных процессов участок относится к умеренно-опасным по степени морозного пучения и по подтоплению. Мощность активной зоны составляет 8,3м, осадка, рассчитанная методом послойного суммирования, составляет 4,5 см. Выделено 8 инженерно-геологических элементов, которые объединены в 2 расчётных элемента.
