Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий района строительства

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий района строительства

Реферат

Москва, 2002г.

Введение.

Целями и задачами нашей работы являются:

1) оценка инженерно геологических условий;

2) оценка гидрогеологических условий в целях водоснабжения и выбор местоположения водозабора.

В нашей работе мы используем следующие исходные материалы:

- геологическая карта;

- буровой журнал;

- построенный геологический разрез.

Информация с карты:

Наибольшая абсолютная отметка не превышает 200 м, следовательно рельеф равнинный. Речная долина симметричная.

Карта построена по стратиграфическому принципу. На поверхность выходят горные породы четвертичного ( gQ1-суглинок буровато-красный, опесчаненый, с гравием, щебнем,галькой, отдельными волунами кристаллических пород; aQ3-песок светло-серый, мелкозернистый, местами с галькой и гравием, средней плотности; aQ4-песок, светло-серый, мелкозернистый, в нижней части слоя-мелкий гравий и галька, рыхлый; dpQ4-оползень, состоящий из отдельных глыб оползающей породы), мелового (K2-песок светло-серый, мелко-зернистый, плотный, с прослоями кремнистых песчаников; K2-песок белый, мелкозернистый, внизу переходит в рыхлые песчаники ), периода. Условие залегания горных пород - горизонтальное. На карте наблюдается оползень. К карте прилагается стратиграфическая колонка, из которой мы берем информацию о возрасте и составе горных пород.

Информация из бурового журнала:

- абсолютные отметки скважин;

- геологический возраст горных пород;

- глубина залегания слоев;

- глубина залегания подземных вод.

Информация с геологического разреза:

- количество скважин ( 7 скважин );

- глубина скважин ( минимальная - 80 м, максимальная - 160 м );

- расстояние между скважинами ( минимальное - 115 м, максимальное - 285м).

Часть 1. Геоморфологические условия.

а) Общая характеристика рельефа.

Наибольшая абсолютная отметка - 680.0 м, следовательно рельеф равнинный. Геологический процесс- оползень.

б) Строение речной долины.

Долина реки асимметричная. Абсолютная отметка уреза воды - 535.0 м. Террасы продольные. Тип террас - аллювиальные (аккумулятивные) вложенные.

Характеристика поймы:

Абсолютная отметка поверхности: 540.0 м. Превышение над урезом воды: справа от русла - 3.0 м; слева от русла - 8.0 м. Ширина справа от русла - 100 м; ширина слева от русла - 35 м. Пойма тянется вдоль всего русла реки. Выложена аллювиальными горными породами aQ4.

Одна надпойменная терраса:

Абсолютная отметка поверхности: 550 м; слева от русла реки - 137 м. Превышение над урезом воды;  слева от русла реки - 15.0 м. Ширина-40.0 м. Выложена аллювиальными горными породами aQ3. 

Коренной берег:

Коренной берег долины справа от русла реки имеет абсолютную отметку - 680.0 м, слева от русла реки - 620.0 м Перепад высот составляет 60.0 м.

Геологическое строение района.

а) Литология и стратиграфия.

Самыми древними являются горные породы раннедевонского периода D1. 12 слой представлен известняками светло-серыми, плотными, в верхней части слоя трещиноватый-за счет чего является водопроницаемым. Эта порода проходит по всему разрезу, достигая мощности: min 18м, max 38м. Залегание породы горизонтальное. Относительная отметка кровли слоя max 535.0 м, min 460.0 м.

Следующий возрастной комплекс - горные породы мезозойской эры: Юрского периода. Нижний 10 слой (J2) представлен глиной-с тонкими прослоями глинистого песка, тугопластичная, черная, плотная.  Максимальная глубина залегания горных пород - 102 м. . Минимальная - 11 м. Максимальная мощность отложений 31 м , минимальная - 13 м. Выше залегает 9 слой (J3) - глина, местами опесчаненая, тугопластичная, плотная, серая. Максимальная глубина залегания горных пород - 129 м. Минимальная - 6м. Максимальная мощность отложений 37 м , минимальная 4 м. Речная долина выложена аллювиальными отложениями. На правой стороне реки на кореном склоне распологаются отложения юрского и большая часть мелового периода мезозойской эры,представленные глинами светло-серыми, серыми, мелкозернистыми с прослоями кремнистых песчаников.Корытообразное углубление речной долины представлено серым, мелкозернистым, песком , в нижней части с гравием и галькой ( 2  слой; мощность - 2 - 11 м ). Слева  и справа от речной долины этот слой выходит на поверхность и представляет собой  надпойменную террасу. Дно поймы выложено песком серым среднезернистым, в нижней части галечник и гравий. Мощность - 10 м.

Надпойменная терраса слева от устья реки сложена aQ3 - песок серый, мелкозернистый, в нижней части с гравием и галькой. Мощность - 0 -6 м, выходит на поверхность.

б) Тектоника.

Изучаемой территория  находится на платформе ( нагорная форма ). Горные породы самого древнего возраста ( девонской эры) являются кристаллическим фундаментом. Имеется стратиграфическое несогласие между породами юрского и четвертичного периодов . На  левом коренном берегу имеется стратиграфическое несогласие между слоями fgQ1 и J2.  Наряду с четвертичным периодом на поверхность выходят горные породы мелового периода. 

Описание кривой вертикальных колебаний.

Инженерно-геологические особенности горных пород.

Рассмотрим территорию, которую мы можем использовать для строительства. Опишем грунт.gQ1- нескальные, водопроницаемые; влагоемкие, сжимаемые, деформации длительны во времени.  Пески aQ3, aQ4- песчаные без жестких связей, водопроницаемы, маловлагоемки, сыпучи в сухом состоянии, непластичны при увлажнении, малосжимаемы, чувствительны к вибрации. Суглинок лессовидный aQ3- нескальная связная порода, во влажном состоянии слабопластичная, теряет структурность, не разбухает, в воде легко размокает; при высыхании слабо затвердевает, недоуплотнена, прочность резко понижается при увлажнении, просадочна: оплывает в откосах. Слабый водоупор. K2-песок светло-серый , с прослоями кремнистых песчаников, водопроницаемы, маловлагоёмки, малосжимаемы, слаборастворимы

Экзогенные процессы и явления.

Неблагоприятным экзогенным процессом на моем разрезе является река. Геологическое строение речных долин имеет важное значение при инженерно-геологической их оценке в строительных целях. На пути своего движения реки совершают большую геологическую работу - разрушают горные породы ( эрозия ), переносят ( аккумуляция ) продукты разрушения в растворенном виде , во взвешенном состоянии и перекатыванием обломков по дну. Большое влияние на реки оказывает производственная деятельность человека. Сброс в реки большого количества вод с орошаемых территорий может привести к усилению эрозионной деятельности. Строительство водохранилищ в свою очередь влияет на положение базиса эрозии всей реки или ее части. Выше плотин уменьшаются скорости течения, растет аккумуляция наносов, ниже плотин резко возрастает донная эрозия. Для зданий и сооружений , расположенных в речных долинах, подмыв берегов представляет значительную опасность. Скорость размыва берегов, сложенных рыхлыми породами, может быть значительной. С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. Способы укрепления подводной и надводной части берега различны. Подводную часть берега ниже меженного горизонта укрепляют каменной наброской и фашинными тюфяками , загруженными камнем; надводная часть крепится бетонными армированными плитами, подпорными стенками, камнем в плетневых клетках. Неблагоприятно сказываются паводки на пойму реки. Сооружения и берега долины необходимо защищать земляными дамбами, отсыпкой камня и другими способами, позволяющими нейтрализовать эрозионную силу паводковых вод.

Еще одним важным экзогенным процессом является - просадка( основное свойство многих лессовых грунтов). При просадке происходит уплотнение грунта по вертикали. Поверхность земли в месте замачивания толщи водой опускается. Вследствие опускания поверхности земли здания и сооружения претерпевают деформации. В состоянии природной влажности и ненарушенной структуры они являются достаточно устойчивым основанием. Однако возможность появления просадки при замачивании требует обязательного осуществления различного рода мероприятий по борьбе с просадочностью. Основными противопросадочными мероприятиями являются: водозащита грунтов, усиление конструкций зданий и устранение просадочных свойств грунтов различными методами. Современные способы строительства на лессовых грунтах позволяют успешно противодействовать возникновению просадочных явлений.

На территории района ярко выражен оползень на правом кореном берегу. Это скольжение грунта по склону привело к бугристому рельефу. За счет давления сползающей породы dpQ4 у подошвы склона формируются валы выдавления. Меры борьбы: не допускать обводнения склонов, вырубки деревьев, следует производить откачки подземных вод, отвод поверхностных вод.

Вывод о строительстве.

Опишем территорию которую мы можем рассматривать для строительства. Для этого может служить коренной берег справа от реки. Он сложен породами мелового периода, залегают горизонтально. Размер участка- 300 м. Характер поверхности - равнинный. Абсолютная  отметка 665.0-690.0м. Поверхность представлена слоем К2-класс нескальных грунтов, плотный, не должен доуплотняться, удалённость подземных вод.

Глубина залегания подземных вод. 

На нашем участке наблюдаются грунтовые и напорные воды. Глубина залегания грунтовой воды составляет 72 м., напорной - около 134 м. Вода расположена на такой глубине где она не будет мешать строительству.

Из негативных процессов мешающих строительству есть  просадка( основное свойство многих лессовых грунтов). При просадке происходит уплотнение грунта по вертикали. Поверхность земли в месте замачивания толщи водой опускается. Вследствие опускания поверхности земли здания и сооружения претерпевают деформации. В состоянии природной влажности и ненарушенной структуры они являются достаточно устойчивым основанием. Однако возможность появления просадки при замачивании требует обязательного осуществления различного рода мероприятий по борьбе с просадочностью. Основными противопросадочными мероприятиями являются: водозащита грунтов, усиление конструкций зданий и устранение просадочных свойств грунтов различными методами. Современные способы строительства на лессовых грунтах позволяют успешно противодействовать возникновению просадочных явлений. На основании анализа инженерно-геологических условий я рекомендую наиболее благоприятный участок для строительства на правом коренном берегу, на плотных песках( мощностью - 45 м) , который при необходимости можно забетонировать( небольшой слой песка можно снять). Этот участок в отличие от других является более выгодным и экономичным. Не подвергается просадке и негативному влиянию реки.

Часть 2. Оценка гидрогеологических условий в целях водоснабжения и выбор местоположения водозабора.

1. Гидрогеологические условия.

Средне-сложные гидрогеологические условия - три водоносных слоя, не связанные между собой. 

2. Выбор наиболее перспективного водоносного горизонта для забора воды.

Наиболее подходящий водоносный горизонт -известняки плотные. На этом водоносном горизонте чистая вода(удалённость от очага загрязнения), режим постоянный, достаточно высокий коэффициент фильтрации 60-80 м/сут. В качестве опорной скважины будет скважина № 22.

Состав и задачи дальнейших гидрогеологических исследований.

На первой стадии изысканий мы  отмечаем неполноту полученных данных. Нам необходимо получить дополнительно следующие сведения: о климате, гидрогеологическом режиме реки, типе и степени загрязнения речной воды, о химическом составе подземных вод, об особенностях эксплуатации действующих водозаборов и др. К основным  видам дальнейших исследований можно отнести разведочное бурение, опытные работы, стационарные режимные наблюдения и лабораторные исследования. Разведочное бурение проводится на недостаточно изученных участках. Дополнительные исследования можно провести на любом участке моего разреза.

Главной целью опытных работ является определение коэффициента фильтрации. Определение Кф с помощью наливов шурф. Определение Кф в зоне аэрации. Откачки опытные. По степени водопроницаемости различают горные породы или грунты сильноводные Кф-30 м/сут, слабоводные Кф 0.01-1 м/сут, водоупоры- менее 0.01 м/сут.

Опытные работы намечаются для проведения опытных и пробно-эксплуатационных откачек на месте проектируемого водозабора. С этой целью могут быть использованы ранее пройденные разведочные и дополнительные, главным образом, наблюдательные скважины. На опытных кустах принимаются все расчетные параметры, аналогичные запроектированным. Обязательно указывается назначение опытных работ и продолжительность во времени откачек. Все откачки сопровождаются отбором воды для определения ее состава и качества в лабораторных условиях. В процессе откачек обязательно устанавливается отсутствие или наличие гидравлической связи между грунтовыми и нижележащими подземными водами. Оценивается возможность совместного использования двух водоносных горизонтов для целей водоснабжения. Рассматриваются вопросы возможного загрязнения этого или иного водоносного горизонта.

Режимные наблюдения намечаются с целью изучения закономерностей изменения во времени уровней воды, их расхода, температуры и химического состава. Эти исследования проводятся стационарными гидрогеологическими станциями или партиями для оценки эксплуатационных запасов подземных вод.

Большое влияние на условия питания и формирования подземных вод оказывает климат. Существенное влияние оказывает и деятельность человека. 

В процессе режимных наблюдений особое внимание уделяется контролю за возможным загрязнением подземных вод на действующих водозаборах. Значительно и быстро растущий забор подземных вод, а также влияние на них различных видов инженерно-строительной и хозяйственной деятельности человека приводят к существенному преобразованию режима и баланса подземных вод. Процесс этот неизбежный, нужно научиться управлять им, чтобы не допустить истощения подземных вод и снижения их качества.

Лабораторные исследования намечаются, главным образом, для изучения химического и бактериологического состава подземных и поверхностных вод.

После проведения детальных гидрогеологических исследований составляется окончательный отчет по изученному району, утверждаются запасы подземных вод и приступают к составлению проекта водозабора.