Изменение показателя текучести происходит сверху вниз. Его значение с глубиной увеличивается от 0,0 во втором слое (на глубине 2 м) до 1,4 в четвертом слое (глубина 7,5 м). Затем вниз по разрезу показатель текучести грунтов уменьшается до 0,30 на глубине 17 м (слой 6),затем вновь видим увеличение до 0,52 на глубине 25 м.
По описанным выше показателям (Il и Ip) наиболее благоприятным естественным основанием является слой 6 - глины тугопластичные.
Естественная влажность на глубине 2 м (слой 2) составляет 16 %, затем вниз по разрезу увеличивается, достигая максимального значения - 40 % в слое 4 (глубина 7,5-8 м). На глубине 10,5 м (граница слоев 4 и 5) влажность уменьшается до 19 % и вновь увеличивается, достигая 37 % на глубине 19 м (слой 6). Затем в интервале 2,0-23,0 м уменьшается до 22 %, после вновь увеличиваясь до 34 % в 8 слое (на глубине 25,0 м).
Значение модуля деформации изменяются от 1,35 слой 3 (глубина 6,0 м) до 3,57 слой 2 (глубина 4,0 м). Уменьшение модуля деформации происходит с глубиной. Шестой слой, сложенный глинами тугопластичными имеет наиболее благоприятные условия для строительства.
На основании вышеизложенного, наиболее благоприятным в качестве естественного основания, будет слой 6, представленный глинами тугопластичными. Но, для наиболее точного выделения естественного основания, необходимо проанализировать строительные свойства каждого выделенного геологического тела (сверху вниз) более подробно.
Насыпной грунт и погребенный слой почвы (слой 1) описаны выше (см. скв. 1).
Второй слой представлен суглинком полутвердым (число пластичности JР = 0,15, показатель текучести JL = 0,20, влажность природная W = 17 %, плотность ρ = 1,80 г/см³, модуль общей деформации E = 3,57 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 5,4 м.
Третий слой представлен глиной мягкопластичной (число пластичности JР = 0,18, показатель текучести JL = 0,72, влажность природная W = 35 %, плотность ρ = 1,79 г/см³, модуль общей деформации E = 1,35 МПа - сильно сжимаемые). Мощность слоя 0,6 м.
Четвертый слой - суглинок текучий (число пластичности JР = 0,17, показатель текучести JL = 1,13, влажность природная W = 40 %, плотность ρ = 1,79 г/см³, модуль общей деформации E = 2,46 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 4,30 м.
Пятый слой - супесь текучая (число пластичности JР = 0,05, показатель текучести JL=>1, влажность природная W = 19 %). Мощность слоя 1,00 м.
Шестой слой - глина тугопластичная (влажность природная W = 22 %, плотность ρ = 1,93 г/см³, модуль общей деформации E = 2,40 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 9,50 м.
Седьмой слой - песок водонасыщенный мелкозернистый (влажность природная W = 23 %). Мощность слоя 3,20 м.
Восьмой слой - глина мягкопластичная (число пластичности JР = 0,21, показатель текучести JL = 0,52, влажность природная W = 34 %). Вскрытая мощность слоя 1,0 м.
Скв.5. По графику (рис.2.4.) видно, что плотность грунта на глубине 2,5 м (во втором слое) составляет 1,92 г/см³ и уменьшается до 1,84 г/см³ в 4 слое (на глубине 6 м). Затем вниз по разрезу она увеличивается, достигая максимального значения - 1,96 г/см³ слой 5 (на глубине 16 м), создавая благоприятные условия для строительства. Плотность грунта с глубиной уменьшается и достигает минимального значения - 1,80 г/см³ на глубине 20 м (слой 6).
Число пластичности колеблется от 0,12 до 0,28. В верхней части разреза
оно уменьшается до 0,14 слой 2 (глубина 3м), резкий скачок до 0,18. Далее
увеличение от 0,12 до 0,19 (слой 4).В интервале 15,0-16,0 равно 0,15. После
увеличивается до 0,28 слой 8 (глубина 25,0 м).
Рис. 2.4. График изменения свойств грунтов (скв.)
В обратном порядке происходит изменение с глубиной показателя текучести. Его значение с глубиной уменьшается от 1,82 до 0,74 в четвертом слое (на глубинах от 5,80 до 10,0 м). Затем вниз по разрезу продолжает уменьшаться, но остается в рамках значений 0,25-0,5(тугопластичный грунт).
По описанным выше показателям (Il и Ip) наиболее благоприятным естественным основанием является слой 5 - суглинок тугопластичный.
Естественная влажность на глубине 2 м (слой 2) составляет 14 %, затем вниз по разрезу увеличивается до 40 % слой 4 (глубина 7 м) и снова уменьшается до 23 % слой 5 (глубина 15 м), создавая благоприятные условия для строительства. На глубине 20,0-25,0 м (слой 6,7,8) влажность вновь увеличивается, достигая значения - 36 %.
Модуль деформации уменьшается от 3,82 МПа глубина 2,5 м до 2,96 МПа глубина 6 м (слой 4), а затем с глубиной увеличивается до 3,53 Мпа 16м (слой 5). Далее уменьшается до 2,23 МПа.
На основании вышеизложенного, наиболее благоприятным в качестве естественного основания будет слой 5, представленный суглинком тугопластичным. Но, для наиболее точного выделения естественного основания, необходимо проанализировать строительные свойства каждого выделенного геологического тела (сверху вниз) более подробно.
Насыпной грунт и погребенный слой почвы (слой 1) описаны выше (см. скв. 1).
Второй слой представлен суглинком полутвердым (число пластичности JР = 0,17, показатель текучести JL = 0,24, влажность природная W = 20 %, плотность ρ = 1,92 г/см³, модуль общей деформации E=3,82 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 2,80 м.
Третий слой представлен суглинком тугопластичным (влажность природная W = 28 %, плотность ρ = 1,88 г/см³, модуль общей деформации E = 3,16 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 1,50 м.
Четвертый слой - суглинок текучий (число пластичности JР = 0,15 показатель текучести JL = 1,82, влажность природная W = 39 %, плотность ρ = 1,86 г/см³, модуль общей деформации E = 3,06 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 5,20 м.
Пятый слой - суглинок тугопластичный (число пластичности JР = 0,15 показатель текучести JL = 0,33, влажность природная W = 23 %, плотность ρ = 1,96 г/см³, модуль общей деформации E = 3,53 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 6,80 м.
Шестой слой - глина тугопластичный (число пластичности JР = 0,23 показатель текучести JL = 0,39, влажность природная W = 30%, плотность ρ = 1,89 г/см³, модуль общей деформации E = 2,23 МПа - средне сжимаемые). Мощность слоя 4,6 м.
Седьмой слой - песок мелкозернистый водонасыщенный (влажность природная W = 23 %,). Мощность слоя 2,20 м.
Восьмой слой - глина тугопластичный (число пластичности JР = 0,28 показатель текучести JL=0,39, влажность природная W = 36 %). Мощность слоя 1,20 м.
При проектировании и строительстве планируемых жилых домов необходимо стремится к тому, чтобы их основанием служили горные породы наиболее плотные и прочные, достаточно однородные по площади и на глубину зоны их влияния.
На основании вышеизложенного, наиболее благоприятным в качестве естественного основания будет слой 6 (скв. 4, 5), слой 5 (скв. 1, 2, 3), представленные суглинком или глиной тугопластичными.
Другие скважины имеют такие же условия, которые характерны для скв. 1, 4 и 5.
В рассматриваемом случае будут развиваться 2 инженерно-геологических процесса:
подтопление территории;
осадка сооружения.
В настоящее время, решающее значение в реализации природных предпосылок подтопления (климатические, геоморфологические, гидрогеологические и геологические условия) приобретают техногенные факторы. Среди них важнейшим является
повсеместное использование свайных фундаментов, дестабилизирующих гидрогеологический режим грунтов;
интенсивную, но непродуманную застройку микрорайонов и жилых кварталов, нарушающую естественный рельеф стока;
строительство дорог;
создание насыпей и обвалов без решения задач водоотведения;
ликвидацию ранее существующих естественных мест сбора и отведения вод;
снятие почвенно-растительного слоя;
утечка из подземных коммуникаций и т.д.
Все это лишь предпосылки, определенных мер борьбы с подтоплением территории г. Тюмени на данный момент нет.
Осадка сооружения - вертикальное перемещение его вследствие уплотнения пород под фундаментом. Возникает в результате дополнительных напряжений, развивающихся в горных породах под фундаментами зданий и сооружений. Большие осадки могут вызвать деформации этих сооружений. Расчетная осадка не должна превышать допустимую, величина которой регламентируется нормативами [10].
Вывод: участок проектируемой многоуровневой стоянки по сложности инженерно-геологических условий относится к III категории.
На данном участке планируется запроектировать многоуровневую автостоянку 2-го класса ответственности.
Цель ИГИ получить необходимый материал для обеспечения проектирования этих инженерных сооружений.
Проектируемые работы будут произведены для решения следующих задач:
) Уточнение литологических условий на участке строительства;
) Отбор образцов проб грунта;
) Выбор типа естественного основания;
) Выбор типа и глубины заложения фундамента;
) Составление инженер 6но-геологической модели основания;
) Расчет устойчивости сооружений;
) Коррозионная активность грунта.
Для решения этих задач проектируются следующие виды работ:
- проходка горных выработок;
геофизические исследования (коррозионная активность грунтов);
полевые исследования грунтов;
гидрогеологические исследования;
отбор проб;
лабораторные исследования грунтов;
камеральная обработка материалов.
При проведении ИГИ рекомендуется использовать материалы прошлых лет, которые выполнены в пределах границ площадки изысканий. При этом следует учитывать изменения геологической среды с момента проведения изысканий.
Инженерно-геологические изыскания на выбранной площадке будут проводиться для стадии "рабочая документация".
Определение состава работ производится на основании действующих нормативных документов с учётом технических возможностей и данных ранее выполненных изысканий.
Виды и объёмы проектируемых работ приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1. Виды и объёмы работ
|
Виды работ |
Ед. измерения |
Объём |
|
Разведочные работы: - количество скважин; - бурение скважин; - проходка шурфов; - отбор образцов; - отбор монолитов. Полевые опытные работы: - статическое зондирование; - испытания штампом; Лабораторные работы: - полный комплекс определения физико-механических свойств пород; - сокращенный комплекс определения физико-механических свойств пород |
шт м м шт шт исп исп обр обр |
8 200 24 60 36 6 6 36 60 |
В период проектирования изучаются фондовые материалы по изысканиям прошлых лет. Эта работа выполняется при инженерно-геологических изысканиях для каждого этапа разработки предпроектной и проектной документации, с учетом результатов сбора на предшествующем этапе (согласно СП 11-105-97 "Инженерно-геологические условия для строительства").
Сбору и обработке подлежат материалы:
инженерно-геологических изысканий прошлых лет, выполненных для обоснования проектирования и строительства объектов различного назначения - технические отчеты об инженерно-геологических изысканиях, гидрогеологических, геофизических и сейсмологических исследованиях, стационарных наблюдениях и другие данные, сосредоточенные в государственных и ведомственных фондах и архивах;
геолого-съемочных работ (в частности, геологические карты наиболее крупных масштабов, имеющиеся для данной территории), инженерно-геологического картирования, региональных исследований, режимных наблюдений и др.;
В состав материалов, подлежащих сбору и обработке, включают: сведения о климате, гидрографической сети района исследований, характере рельефа, геоморфологических особенностях, геологическом строении, геодинамических процессов, гидрогеологических условиях, геологических и инженерно-геологических процессах, физико-механических свойствах грунтов, составе подземных вод, техногенных воздействиях и последствиях хозяйственного освоения территории. Следует также, собирать другие данные, представляющие интерес для проектирования и строительства: наличие грунтовых строительных материалов, результаты разведки местных строительных материалов (в том числе вторичное использование вскрышных грунтов, твердых отходов производств в качестве грунтовых строительных материалов), сведения о деформации зданий и сооружений и результаты обследования грунтов их оснований, опыте строительства других сооружений в районе изысканий, а также сведения о чрезвычайных ситуациях, имеющих место в данном районе.
По результатам сбора, обработки и анализа прошлых лет и других данных в программе изысканий и техническом отчете должна проводиться характеристика степени изученности инженерно-геологических условий исследуемой территории.
На основании собранных материалов формулируется рабочая гипотеза об инженерно-геологических условиях исследуемой территории и устанавливается категория сложности этих условий, в соответствии с чем, в программе изысканий по объекту строительства устанавливаются состав, объемы, методика и технология изыскательских работ.
Возможность использования материалов изысканий прошлых лет в связи с давностью их получения (если от окончания изысканий до начала проектирования прошло не более 2-3 лет) следует устанавливать с учетом происшедших изменений рельефа, гидрогеологический условий, техногенных воздействий. Выявление этих изменений следует осуществлять по результатам рекогносцировочного обследования исследуемой территории, которые выполняются до разработки программы инженерно-геологических изысканий на объекте строительства.
Для изучения рассматриваемой территории планируется ознакомление с отчетами о ранее пройденных изысканиях
Все имеющиеся материалы изысканий прошлых лет должны использоваться для отслеживания динамики изменения геологической среды под влиянием техногенных воздействий.
Категорию сложности инженерно-геологических условий следует устанавливать по совокупности отдельных факторов (с учетом их влияния на принятие основных проектных решений).
С учетом собранных материалов об особенностях геологического строения, гидрогеологических, техногенных условий района принимаем III (сложную) категорию сложности инженерно-геологических условий.
Для выполнения плановой и высотной привязки горных выработок планируется производить топографо-геодезические работы.
Для производства этих работ рекомендуется прокладывать замкнутый теодолитный ход, который представляет собой сомкнутый многоугольник (полигон). Высотная привязка скважин будет обеспечиваться нивелированием IV класса точности, которое планируется производить по тем же направлениям, что и теодолитные ходы. На данной территории планируется осуществить планово-высотную привязку 18 точек, из них: 8 скважин, 10 геофизических точек.
На стадии проекта застройки проектируется бурение скважин для уточнения геологического разреза, условий залегания грунтов и подземных вод, отбора образцов грунтов и проб воды под контуром каждого проектируемого сооружения.
Согласно СП 11-105-97 ч. 1 п. 8.3. горные выработки следует располагать по контурам и (или) осям проектируемых зданий и сооружений, в местах резкого изменения нагрузок на фундаменты, глубины их заложения, на границах различных геоморфологических элементов.
Расстояния между горными выработками согласно СП 11-105-97 ч. 1 п. 8.4. табл. 8.1. следует устанавливать с учетом ранее пройденных выработок в зависимости от сложности инженерно-геологических условий и уровня ответственности проектируемых зданий и сооружений. Для инженерно-геологических условий второй категории сложности, инженерных сооружений второго уровня ответственности должно быть не более 40-50 м, а количество выработок под контур каждого сооружения - не менее трех.