По курсу «Инженерная геология»

Аттестационная работа

По курсу «Инженерная геология»

Выполнил студент 2 курса

Строительного факультета

Группы П-342

Былинский Б.В.

Проверил:

Шведовский П.В

 

Брест 2017

Реферат

Аттестационная работа по курсу «Инженерная геология»

 

Студента группы П-342, 1-70 02 01,Былинский Б. В., БрГТУ, кафедра ГТК

 

Ключевые слова: Описание, Прогноз, Геологические разрезы, Водозаборы, Выветривание, Землетрясения, Методики, Изыскания.

 

Дано описание разрезов речной долины, озерного побережья, геологических разрезов, ледникового генетического типа четвертичных отложений, лабораторных исследований грунтов и вод при инженерно-геологических исследованиях, камеральных работ при инженерно-геологических изысканиях, ручного ударно-вращательного способа бурения.

 

Выполнены расчеты притока воды к шурфу, средневзвешенного значения, притока воды к несовершенному колодцу, радиус влияния воды, притока воды к несовершенному колодцу через дно.

 

Дан прогноз характера разрушения зданий и сооружений и влияния на грунты и режим поверхностных и подземных вод.

 

Дана методика проведения динамического зондирования, инженерно-геологических исследований для вида инженерной деятельности.

 

Составлена сводная таблица свойств и характеристик для грунтов типов пески разной крупности и супеси легкие.

 

Определен характер воздействия и последствия фактора растительности на устойчивость откосов и меры борьбы со склоновыми процессами, состав основных лабораторных исследований лессовых грунтов.

 

Брест 2017

 

Оглавление

Реферат………………………………………………………..………………………...…2

Задания ……………………………………………………...……………………………….3

1. Задание 4 (б)………………….…………………………...…………………………... 3

2. Задание 6 (б)………………………...…………………………………………………. 4

3. Задание 7 (б)………………………...…………………………………………………. 5

4. Задание 8 (Пинский район)……………………….……..……..……………………... 6

5. Задание 9 (4)………………………………...………………………………………… 7

6. Задание 10 (2)………………………………………………………………………..... 11

7. Задание 11 (Пинский район)………...………………………………………………. 13

8. Задание 12 (Пинский район)…………………………...….…………….………. …...14

9. Задание 13 (б)……………...………………………………………………………….. 18

10. Задание 14 (2)………...……………………………………………………………….. 20

11. Задание 15 (2)………...……………………………………………………………...…22

12. Задание 16 (2)………..………………………………………………………………... 23

13. Задание 17 (2)………………………………………………………………….……….24

14. Задание 18 (2)……...………………………………………………………………….. 25

15. Задание 19 (2)………..………………………………………………………………... 28

16. Задание 20 (2)…………………………………………………………………….…… 31

17. Задание 21 (2)…………………………………………………………………….…….35

18. Задание 22 (2)………………………………………………………………………..…37

19. Задание 23 (Пинский район)….………………………………………………...……..39

20. Задание 24 (2)…………………………………………………………………..………40

Список используемой литературы ………………………………………………………... 43

 

 

Б. Варианты практических заданий

Задание №4.(б)

Составить описание одного из типов геологического разреза.

Рисунок 1-Разрез местности

 

Территория сложена породами девонского, триасового, юрского, мелового, неогенового и четвертичного возраста. Тектоническая деформация произошла в девонский период, о чем свидетельствуют смятые в моноклинальную складку породы юрского, триасового и девонского периодов, залегающие между собой согласно. Моноклиналь характеризуется общим наклоном слоев к горизонту. Стратиграфический перерыв наблюдается между девонским и триасовым периодами, а также между меловым и неогеновым. В кайнозойское время произошло накопление меловых, неогеновых и четвертичных отложений, залегающих между собой согласно. Толща кайнозойских пород залегает несогласно по отношению к отложениям более древним.

 

Задание №6.(б)

Составить описание поперечного разреза речной долины (схема б)

Поперечный разрез речной долины представлен на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Поперечный разрез речной долины.

В поперечном разрезе речной долины(схема б)выделяется русло 1, пойма 2, заливаемая в период паводков, первая 3 и вторая 4 надпойменные террасы, коренной берег 5. В посленеогеновое время, но до позднечетвертичной эпохи, речная долина в районе разреза испытывала преимущественно тектонический подъем (или существенно опускался базис эрозии реки), о чем свидетельствует глубокий эрозионный врез в неогеновых известняках. В среднечетвертичную эпоху Q ₂подъем возобновился и возникла глубокая долина, в позднечетвертичную эпоху началось тектоническое опускание местности (или повышение базиса эрозии реки), сменившееся новым подъемом в конце эпохи Q₃. В этот период накапливается, а затем в значительной мере размывается мощная толща аллювиальных отложений Q ₃. Остатки этих отложений слагают первую надпойменную террасу, являющуюся аккумулятивной. В современную эпоху территория испытывала погружение, что привело к накоплению современного аллювия Q ₄ слагающего пойму и русло реки.

 

 

Задание № 7

Составить описание поперечного разреза озёрного побережья (схема б)

 

Рис. 3. Тип поперечного разреза озерного побережья.

 

В неогеновый (N) период образовалась глина песчанистая. Волноприбойная ниша углубляется до тех пор, пока не обрушаются породы берегового склона. В результате образуется подводная терраса Q1.В средне четвертичный период Q2 терраса была сложена морскими отложениями. В конце средне четвертичного периода Q2 наблюдается тектонический подъем берега. В результате чего начинается следующий абразионный процесс. Образуется подводная терраса Q3. В современный четвертичный период терраса была сложена морскими отложениями Q4 (за счет отложения наносов среднечетвертичной эпохи)

 

 

Задание № 8.

Задание № 9

Составить описание пирокластического генетического типа четвертичных отложений (вариант 2)

Генетические типы пирокластических отложений

Для обозначения всех видов потоков, сложенных раскаленными обломками было предложено название - пирокластические потоки.

Пирокластические потоки представляют собой смесь разноразмерного пирокластического материала и газа, имеющую в основном ламинарное течение; причем количество обломков в смеси значительно превышает газовую составляющую. (рис 3)

Рисунок 4.Пирокластические отложения андезитовых вулканов.

Главными механизмами образования пирокластических потоков считаются: а) коллапс эруптивной колонны; б) коллапс экструзивного купола или фронта лавового потока на его склоне.

Рис.5. Механизм образования пирокластических потоков: а) коллапс эруптивной колонны (суфриерский тип); б) коллапс экструзивного купола или фронта лавового потока на его склоне (тип мерапи).

 

В первом случае образование потоков происходит в результате обрушения части вертикальной колонны, в которой скорость подъема и несущая способность газопепловой струи достигают минимума (рис.25а). Такой механизм образования потоков называется "суфриерским" [, по вулкану Суфриер, где он четко проявляется. Дальность распространения потоков, в основном, определяется количеством движения и гравитацией, но велика роль в этом также газонасыщенности и автоэксплозивности материала.

Второй тип механизма образования потоков получил название "тип мерапи"(рис.5б). По мере роста экструзивного купола вулкана его отдельные секторы постепенно становятся неустойчивыми и обрушиваются, в результате чего по склону вулкана скатываются пирокластические массы, похожие на лавины. Такие же лавины формируются в результате обрушения крутых фронтальных частей лавовых потоков на куполе вулкана.

 

Рис.6. Схематические представления о механизмах образования пирокластических отложений: а) отложения пирокластических потоков залегают согласно рельефу - в долинах; б) отложения пирокластических волн имеют разные мощности на возвышенностях и в долинах - формируются из приземного пирокластического облака, испытывающего гравитационное воздействие; в) пеплы облаков пирокластических потоков отлагаются слоем равной мощности на потоках и вокруг них.

 

Пирокластические потоки распространяются с высокой скоростью - до 200 м/сек двигаясь в первой части своего пути по желобам и каньонам (рис.6). Их высокая мобильность объясняется выделением растворенного газа при разрушении ювенильных стекловатых частиц и литоидных обломков (явлением автоэксплозивности); нагреванием и расширением воздуха, захваченного фронтом и боковыми частями потока. Кроме этого, при формировании эруптивной колонны происходит засасывание в нее воздуха, который затем способствует мобильности пирокластических потоков, образующихся при коллапсе колонны. Пирокластические потоки могут преодолевать высокие препятствия, что связано, не с расширением газов, а с количеством движения.

Для пирокластических потоков характерно хаотическое распределение разноразмерных обломков в заполнителе. Часто в разрезах отложений потоков наблюдается также концентрация обломков полосами в средних или верхних их частях, связанная с локальными ускорениями перемещения материала потоков.

Обломки в потоках представлены полуокатанным ювенильным пемзовидным материалом, а также и резургентным, состав которого многообразен: магматические "корки" с границ очага, породы выводного канала вулкана, обломки с подошвы и боковых частей долины, по которой следует поток и т.д. "Резургентными" считают также породы растущего экструзивного купола, подвергшиеся постмагматическому преобразованию в периоды межкульминационных фаз развития купола и обрушившиеся во время извержения вулкана. Материал заполнителя пирокластических потоков при движении по склону вулкана хорошо перемешивается, и его состав отражает средний состав продуктов конкретного извержения вулкана.

Различают два основных типа пирокластических потоков. Отложения пирокластических потоков пористых андезитов несортированы, содержание обломков (частиц размером более 2 мм) в них составляет не более 40-30 %, а заполнителя, соответственно - 60-70 %; глыбы достигают размера 1-1,5 м. Потоки залегают согласно рельефу; протяженность их, в зависимости от масштаба извержения, может достигать 10-20 км от кратера. Содержание ювенильного вещества в них бывает до 80 %. Поверхность отложений - ровная.

 

Задание10 (тип 2)

Для конкретных инженерно-геологических условий (категория пород по сейсмическим условиям 2 и силе землетрясения – 2-3 баллов) составим прогноз характера разрушения зданий и сооружений и влияния на грунты и режим поверхностных и подземных вод.

Землетрясения— подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.

Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незначительны, что они остаются незамеченными. 2 балла — Землетрясение ощущают очень чуткие люди, находящиеся в полном покое.3 балла — Слегка раскачиваются висячие лампы, комнатные цветы, занавеси, открытые двери, неподвижные автомашины.

Таблица 1. Сейсмичность площадки строительства

Категория грунта по сейсмическим свойствам	Грунты	Дополнительная информация о скоростях сейсмических волн	Сейсмичность площадки строительства при сейсмичности района, баллы
II	Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к категории I; крупнообломочные грунты, содержащие более 30% песчано-глинистого заполнителя с преобладанием контактов между обломками; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателями консистенции 0,5; при коэффициенте пористости 0,9 для глин и суглинков и 0,7 - для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые и сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше минус 2 °С при строительстве и эксплуатации по принципу I	250-700	1,45-2,2 для неводонасыщенных 2,2-3,5 для водонасыщенных

Таблица 2. Реакция на землетрясение.

I, баллы	Средняя степень реакции на землетрясение (r л)
	Ощущается людьми на верхних этажах многоэтажных зданий, r Л0 = 0,0 – 0,2
	Ощущаются некоторыми людьми, находящимися в покое в помещениях. Не ощущаются вне помещений. r Л1 = 0,0 – 0,1

Таблица 3 –Степени повреждаемости зданий

Степень повреждений d	Классификация повреждений
Несущие (конструктивные) элементы	Ненесущие (второстепенные) элементы
	Повреждения отсутствуют	Повреждения отсутствуют
	Повреждения отсутствуют	Легкие пренебрежимые повреждения
	Легкие повреждения, снижающие несущую способность строительного сооружения	Умеренные повреждения
	Умеренные повреждения, заметно уменьшающие несущую способность строительного сооружения	Тяжелые повреждения; возникает вероятность причинения ущерба жизни и/или здоровью людей
	Тяжелые повреждения, состояние строительного сооружения близко к крайне предельному; несущая способность исчерпана; небольшие, частичные обрушения; Высокая вероятность ранений и гибели людей	Очень тяжелые повреждения, Отказ, выход из строя
	Обрушение зданий	Обрушение зданий

 

Степени повреждений 2 примерно равна 4-6 балам по шкале Рихтера.

Задание 11. Составить описание одного из генетических типов четвертичных отложений:

Для Пинского района очень характерны просадочные явления и плывуны.

Просадочные явления – просадки, уплотнение грунта, находящегося под действием внешней нагрузки или только собственного веса. Происходят при искусственном замачивании, оттаивании, динамических воздействиях. Величина проседания поверхности,вызванная просадком грунтов, колеблется от долей см до 2 м. просадки могут вызвать образование трещин на поверхности и в массиве грунта. Если фильтрация влаги в просадочных, при замачивании, грунтах происходит после окончания, то возможна послепросадочная деформация грунта за счет выщелачивания из него водорастворимых соединений. Причины – недоутопленное состояние грунта с теряющими прочность при замачивании связями частиц. Просадочные свойства лёсса и лёссовидных грунтов изучаются в компрессионных приборах, путем замачивания котлованов и др. способами. Отношение величины уплотнения грунта при замачивании к первоначальной высоте образца грунта называется относительной просадочностью, возможны при возрастании влажности грунта до некоторой величины и при давлении, превышающем некоторую величину. Условия строительства на лёссе и лёссовидных грунтах подразделяются на два типа: просадки поверхности земли под действием собственного веса замоченного менее 5 см и просадки поверхности более 5 см. Разные типы условий требуют различных строительных мероприятий. Для борьбы с просадочностью в строительстве производится замачивание грунтов, силикатизация, уплотнение, термический обжиг, осуществляются конструктивные мероприятия и устраняются возможности замачивания оснований сооружений.

Плывуны – насыщенные водой рыхлые отложения, способные в результате давления вскрытии их в котлованах, горных выработках, выемках. Они ведут себя подобно вязким жидкостям, приходя в движение и оплывая. Различают псевдоплывуны и истинные плывуны. При промерзании плывун подвергается сильному пучению, слабо фильтрует воду. Борьба с плывунами сводится к их осушению. При проходке туннелей, горных выработок и пр. применяют специальные щиты, кессоны, замораживание и т.п.

Задание №12.

Таблица 4.

Тип зале-гания	Область питания и распрос-транения	Характер напора	Характер движения потока	Проис-хожде-ние	Геоло-гические условия залегания	Клима-тическая зональ-ность	Темпера-тура
Почвен-ные, болот-ные, верхо-водка*	Совпадают (воды, близкие к поверх-ности)	Нисхо-дящие ненапор-ные	Ламинар-ный	Вадоз-ные	Поверх-ностные образования	Интрозо-нальные	С резким сезонным колебони-ем темпе-ратуры
Грун-товые*	Обычно совпада-ют (воды не глубо-кие)	Нисхо-дящие ненапор-ные из-редка с местным напором	Преиму-щественно ламинар-ный	Вадоз-ные	Поверхност-ные отложения и верхние слои коры выветрива-ния	Зональ-ные	С резким сезонным колебони-ем темпе-ратуры
Карсто-вые	Близки (воды не глубокие)	Обычно ниcходя-щие, не-напорные	Преиму-щественно турбулент-ный	Вадоз-ные	Известняки, доломиты и др, легко выщелачи-вающиеся породы	Азональ-ные	Обычно непосто-янный темпера-турный режим
Артези-анские*	Не совпа-дают (во-ды преимуще-ственно не глубокие	Восходя-щие, напор гидроста-тический	Ламинар-ный в рыхлых породах, может быть турбулент-ный в трещино-ватых пордах	Вадоз-ные	Структуры осадочных пород	Азональ-ные	Постоян-ная темпера-тура, повышаю-щаяся с глубиной
Жиль-ные и трещин-ные	То же	Восход., напор гидроста-т. или газовый	Преиму-щественно турбулент-ный	Вадоз-ные и юве-ниль-ные	Преимущ. зоны тектониче-ской трещи-новатости	Азональ-ные	Темпера-тура в зависи-мости от глубины

Подземные воды характерные пинскому району отмечены *.

Жесткость воды определяется количеством растворенных в воде углекислых и сернокислых солей CaиMg. При этом 1мг-эквCaсоответствует 20,04 мг/л ионаCa12.6 мг/л ионовMg. По жесткости воду разделяют на очень мягкую (<1,5 мг-экв), средней жесткости (3-6 мг-экв), жесткую (6-9 мг-экв) и очень жесткую (>9 мг-экв).

Жесткость бывает временной, постоянной и общей. Временная жесткость обусловлена содержанием бикарбонатов (HCO₃^-), а постоянная – содержанием сернокислых и хлористых солей (Ca²⁺иMg²⁺). Временную жесткость можно удалить кипячением. Общая жесткость определяется как сумма временной и постоянной жесткости.

Агрессивность подземных вод выражается в разрушительном воздействии растворенных солейна строительные материалы (бетон). При этом степень агрессивности подземных вод зависит как от химического состава, так и водопроницаемости пород.

Критерии агрессивности воды даны в таблице 5.

Таблица 5. Критерии агрессивности воды.

Вид агрессивности	Компоненты-носители агрессивности и их размерность	Неагрессивная вода	Агрессивная вода по отношению к цементу обычному в неблагоприятных условиях	Агрессивная вода по отношению к стойкому цементу в благоприятных условиях
Выщелачивающаяся	HCO3-, мг-экв/л	≥1,5	<1,5	>0,4
Углекислотная	CO2-, мг/л	≤3,0	>3,0	<8,3
Сульфатная	SO4-, мг/л	≤250	>250	>400
Магнезиальная	Mg2+, мг/л	≤100

По карте-схеме агрессивности грунтовых вод Беларуси определяем агрессивность вод Пинского района. Ему характерны такие площади как площади распространения грунтовых вод с преобладающим углекислотным типом агрессивности (I), площади распространения грунтовых вод с преобладающим карбонатным типом агрессивности (К), площади распространения грунтовых вод преимущественно неагрессивных, пункт проявления сульфатной агрессивности грунтовых вод.

 

 

Рисунок 7. Карта-схема агрессивности грунтовых вод Беларуси:

1 - площади распространения грунтовых вод с преобладающим углекислотным типом агрессивности (I); 2 - площади распространения грунтовых вод с преобладающим карбонатным типом агрессивности (К); 3 - площади распространения грунтовых вод, обладающих общекислотным и углекислотным типами агрессивности (01); 4 - площади распространения грунтовых вод, обладающих карбонатным и углекислотным типами аг­рессивности (KI); 5 - площади распространения грунтовых вод, обладающих общекислот­ным, карбонатным и углекислотным типами агрессивности (OKI); б - площади распространения грунтовых вод, преимущественно неагрессивных;7 - пункт проявления сульфатной агрессивности грунтовых вод;8 - городские агломерации, где зафиксированы агрессивные воды

Задание №13.

Задание №14.

Составить сводную таблицу свойств и характеристик для Базальтовых, андезитовых, трахитных, туфоф грунтов (Вариант 2)

Т.к в нашем варианте в представлены магматического происхождения грунты, характеристику будет проводить для магматических пород.

Таблица 6. Свойства и характеристики грунтов.

Свойства грунтов	База́льт —магматическая вулканическая горная порода основного состава нормального ряда щёлочности из семейства базальтов.	Андезит — магматическая вулканическая горная порода среднего состава, нормального ряда щелочности из семейства андезитов.	Трахи́т — магматическая вулканическая горная порода среднего состава, умереннощелочного ряда щелочности из семейства трахитов.	Туф — лёгкая, сцементированная, пористая горная порода. Имеет высокие декоративные свойства.
Содержания SIO2 в %	40-52	52-62	52-65	49-72
Плотность частиц грунта	2,2..2,8 г/см3	2,3-2,6 г/см3	2..2,3 г/см3	1,1-1,9 г/см3
Плотность грунта	2,60—3,10 г/см3	2,280 – 2,680 г/ см3	2,4-2,71 г/см3	1,370 до 2,050 г/ см3
Влажность	60%	55%	60%	55%
Пористость	0,5—1,5%	0,8-9,6%	0,5—1,5%	0,8-9,6%
Коэффициент пористости	0,6-19%	0,7-17%	0,6-19%	0,6-19%
Свойства состояния грунтов
Газопроницаемость	Слабая	слабая	Слабая	слабая
Пористость	0,5—1,5%	0,8-9,6%	3,0-8,0%	40%
Размываемость	Слабая Размываемый	Слабая Размываемый	Слабая Размываемый	Слабая Размываемый
Размягчаемость	0.6-0.7%	0,8-1,0%	0,79%	0.8-0.9%
Растворимость	Слабораство-рим	слаборастворим	Слабораство-рим	Слабораство-рим
Усадочность	Слабая	Слабая	Слабая	Слабая
Морозостойкость	Слабая	Слабая	Слабая	Слабая
Физико-химические свойства
Коррозионные свойства	-	–	-	–
Диффузия	незначительная	значительная	незначительная	значительная

 

Задание № 15

Для грунтового основания определить и описать возможные и оптимальные принципы стабилизации и инженерные решения по их искусственному улучшению (вариант 2)

В химическом составе магматитов выделяют петрогенные и редкие химические элементы. Петрогенные элементы определяют фазовый (минеральный) состав породы, в то время как редкие входят в эти фазы в виде примесей. Состав магматитов, чаще всего, отражают концентрациями ряда элементов в форме их оксидов (петрогенных окислов). «Главными оксидами магматических образований являются: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, MgO, CaO, Na₂O и K₂O, H₂O». Процентное содержание кремнезёма в породе служит определенным критерием её кислотности, в связи с чем термином «кислая порода» стали обозначать породы, богатые, а «основная порода» — бедные кремнезёмом, но обогащенные основаниями — СаО, MgO и FeO. Обратная зависимость между концентрациями этих оснований и кремнезёма весьма ярка выражена в ряду кислотности пород.

Интересен тот факт, что с уменьшением SiO₂ породы становятся прочнее, понижается температура плавления и изменяется окраска. То есть с уменьшением количества некоторых оксидом и добавлением других,мы можем улучшить свойство вулканических пород используемых для строительных нужд в настоящий момент времени.

Естественно каждый вид пород подходит для чего больше, для чего меньше.Например: Туф больше подходит для кладки стен, чем для кровли, так как вода, попадая в поры камня, находящегося в горизонтальном или наклонном положении, так и остается в них. Степень водопроницаемости туфа достаточно высока, к тому же при перепадах температуры в камне могут образоваться трещины.

В основном улучшить или стабилизировать свойства наши грунтов можно только уже в процессе их использования, либо когда мы делаем из них возможные строительные материалы либо когда нам необходимо подготавливать территорию к строительству объекта.

 

 

Задание № 16

Определить характер воздействия и последствия фактора деятельностью человека на устойчивость откосов и меры борьбы со склоновыми процессами (вариант 2)

На устойчивость откосов влияют следующие действующие факторы: ненарушенные рыхлые породы, условия залегания, гидрогеологогические условия, выветривание, профиль откоса, морфологические условия, нагрузки, технические воздействия, растительность, деятельность животных.

Каждый из этих факторов влияет на устойчивость откосов, многие из этих факторов взаимосвязаны.

Если говорит об откосах в котлованах, то человек их создают. При разработке котлована определяют параметры откосов и проводят необходимые изыскания. Определяют такие параметры вид грунта и крутизну откоса. При напластовании различных грунтов, крутизну нужно определять по самому неустойчивому пласту. Отметим, что включения неустойчивых грунтов, валунов, камней следует убирать экскаватором для исключения возможности обрушения.

При напластовании различных грунтов, крутизну нужно определять по самому неустойчивому пласту. Отметим, что включения неустойчивых грунтов, валунов, камней следует убирать экскаватором для исключения возможности обрушения.

Меры борьбы с оползнями: защита грунтов поверхности склона – изоляция поверхности, мощение откоса, тюфяки, каменная наброска, струенаправляющие сооружения; механическое сопротивление движению земляных масс – подпорные стенки, свайные ряды, шпонки, земляные контрбанкеты, замена грунтов поверхности скольжения; изменения физико-технических свойств грунтов – подсушка и обжиг глинистых грунтов, электрохимическое закрепление грунтов.

Задание № 17

Описать Сбор и систематизация фондовых материалов и литературных источников. (вариант 2)

Обработка материалов инженерно-геологических изысканий производится по мере необходимости в течение всего периода производства работ. Так, составление геолого-литологических разрезов и инженерно-геологических карт начинается уже в процессе инженерно-геологической съёмки. Их предварительные варианты используются для уточнения геолого-литологических границ участков процесса, а также определение мест заложения горных выработок, проведения геофизических, зондированных, пенетрационно-каротажных исследований и пр.

В состав камеральных входят следующие работы:

- петрографическое, литологическое, химическое, минералогическое изучение грунтов в лабораториях; палеонтологические определения;

- изучение физико-механических свойств грунтов в стационарных лабораториях и систематизация этих результатов, составление графиков, таблиц;

- обработка и геологическая интерпретация материалов геофизических исследований, статического и динамического зондирования, пентрационно-карожных работ, окончательное дешифрирование аэрофотоснимков;

- обобщение материалов гидрогеологического излучения;

- систематизация материалов всех полевых наблюдений;

- корректировка определений видов и разновидностей грунтов во всех полевых материалов(буровых и шурфовых журналов и пр.) по результатам физико-механических и химических исследований их свойства и свойства;

- уточнение геолого-литологических разрезов и карт на основании комплексного учета всех проведенных видов исследований;

- составление технического отчета на основе анализа и обобщения материалов по изысканиям, проведенным на площадке

Обработка материалов инженерно-геологических изысканий и составление технического отчета для районов развития просадочных, засоленных и вечномерзлых грунтов, а также других территорий со сложными природными условиями, должны выполняться с учетом особенностей, приведенных выше.

 

Задание №18. (способ 2)

Дать описание механического ударно-канатного способа бурения с соответствующим оформлением бурового журнала.

 

Геологическое строение, гидрогеологические условия стройплощадки, определение типа и состояния пород, отбор образцов пород и подземных вод позволяют изучить разведочные выработки.

Наиболее распространены такие виды разведочных выработок, как буровые скважины, шурфы, штольни, канавы и расчистки.

Буровые скважины (рисунок 10) представляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра, выполняемые буровыми инструментами.

В буровых скважинах нужно различать устье, стенки и забой.

Рис. 10 - Скважина и ее элементы:

1-устье, 2-стенки, 3- забой

 

С помощью бурения выясняют состав, свойства, состояния грунтов и условия их залегания. Всё это основывается на исследовании образцов грунтов, которые непрерывно отбираются из скважины по мере её углубления. Диаметр скважин, используемых в практике, обычно находится в пределах 50-150мм. Глубина скважин определяется задачами исследований, и для промышленно-гражданского строительства она редко превышает 30м.

Механическое ударно-канатное бурение скважин, довольно широко применяемое в практике инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполняется кольцевым забоем с применением соответствующих наконечников–буровых стаканов и желонок и сплошным забоем с применением долота и желонки.

 

 

 

Рис. 11 - Схема установки для ударно-канатного бурения

1 — долото; 2—желонка; 3 — ударная штанга;

4 — канатный замок; 5 — подъемная стрела; 6 — стреловой канат; 7 — крестовое долото

 

В практике инженерно-строительных изысканий механическое ударно-канатное бурение кольцевым забоем производится двумя способами: с отрывом и без отрыва бурового наконечника от забоя.

Бурение первым способом осуществляется стаканами и желонками, спариваемыми для утяжеления с ударной штангой. Составленный таким образом утяжеленный снаряд сбрасывается на забой с некоторой высоты. Падая свободно под действием собственного веса, снаряд внедряется в забой на ту или иную глубину (0,1—0,5 м), а затем вместе с захваченным столбиком породы поднимается на поверхность для чистки.

Бурение скважин без отрыва бурового наконечника от забоя производится также стаканами, погружаемыми в забой скважины специальным ударным механизмом. Оно выполняется обычно станками УБП-15 конструкции Гидропроекта, в комплекте которых имеются также ударные механизмы.Ударно-канатное бурение с отрывом бурового стакана от забоя, выполняемое механизированными станками облегченных конструкций и самоходными буровыми установками, характеризуется высокими скоростями проходки, что достигается в результате применения утяжеленных снарядов (100—200 кг), резкого сокращения времени на спуско-подъемные операции, собственно бурение и чистку наконечника в расчете на один рейс.

При бурении на тросе полностью исключаются свинчивание и развинчивание буровых штанг, отнимающие обычно значительную часть полезного времени. Спуск и подъем снаряда, осуществляемые на тросе, происходят на больших скоростях и без остановок. Собственно бурение в расчете на рейс длится несколько секунд.

Наиболее эффективно ударно-канатный способ бурения применяется для проходки скважин в неводоносных и слабообводненных глинистых грунтах, песках, выветрелых глинистых сланцах, сланцеватых глинах, меловых породах и других разновидностях пород, аналогичных им по буримости. При бурении ударно-забивным способом особенно неводоносных пород-супесей, суглинков, глин, мела, выветрелых мергелей и сланцев, разновидностей мягких сланцев и других мягких пород с применением в качестве бурового наконечника забивного стакана удается достичь 100%-ного выхода керна.

Керн представляет собой столбики грунта высотой 10-30 см, претерпевшего некоторое уплотнение. По извлекаемому из скважин керну можно точно задокументировать геологический разрез скважины. Хотя керн несколько и уплотнен, но сохраняет естественную слоистость и влажность, что позволяет произвести детальное литологическое описание разреза с выделением даже тонких прослоев грунта, с оценкой характера включений, макропор, червороин и т. п. Из керна можно отбирать пробы грунта нарушенной структуры для лабораторных определений естественной влажности, пределов пластичности, механического состава, содержания водорастворимых солей, органических веществ.

При бурении ударно-канатным способом гидрогеологические условия разреза удается фиксировать с достаточной точностью, так как бурение скважин ведется небольшими уходками всухую (без промывки).

Наряду с достоинствами ударно-канатное бурение, выполняемое с отрывом бурового стакана от забоя, имеет недостатки. При бурении, например, утяжеленными снарядами в просадочных грунтах наблюдается уплотнение грунта ниже забоя скважины на ту или иную глубину, в результате чего нельзя получить качественные монолиты грунтов для лабораторных исследований. Поэтому этот способ не рекомендуется применять для проходки технических скважин в просадочных грунтах.

 

Задание №19 (вариант 2).