Геологическое строение и гидрогеологические условия

 

В тектоническом отношении участок находится в восточной части Верхнекамской впадины, осложненной рядом дислокаций осадочного чехла.

Согласно СНиП II-7-81 (по карте ОСРО-97-А для массового строительства) на исследуемой территории расчетная интенсивность (I) сейсмических сотрясений 5 и менее баллов по шкале MSK-64, ожидаемой на данной площади с вероятностью (Р) 10%.

В геологическом строении территории до глубины 8,0 м принимают участие делювиальные суглинки (dQ) перекрытые насыпными грунтами и коренные породы пермской системы верхнего (татарского) отдела (Р₃) представленные глинами.

Геолого-литологический разрез следующий (сверху вниз):

 

Четвертичные отложения (Q)

 

Насыпной грунт (tQ): глина с дресвой и гравием кремнистых пород, супесь. Слежавшийся. Возраст более 5 лет. В пределах изыскиваемой площадки распространен повсеместно мощностью до 0,5-0,8 м.

Суглинок (dQ) красно-коричневый тяжелый пылеватый тугопластичный, полутвердый с примазками глины красной. Встречен всеми скважинами под слоем насыпных грунтов. Мощность 1,4-2,3 м.

 

Пермские отложения Р₃

 

Глина (Р₃) красная легкая пылеватая полутвердая, твердая. Вскрыта всеми скважинами под слоем суглинков на глубинах 2,2-3,0 м. Вскрытая мощность 5,0-5,8 м.

 

Специфические грунты и опасные инженерно-геологические процессы на рассматриваемой площадке отсутствуют.

 

Подземные воды в период изысканий на исследуемой территории вскрыты не были. На пониженных участках (лога, искусственные выемки) могут скапливаться поверхностные воды на глинистых грунтах с малыми коэффициентами фильтрации.

При производстве земляных работ (отрытие траншей, котлованов и др. выемок) и дальнейшей эксплуатации сооружений необходимо предусмотреть мероприятия по отводу подземных и поверхностных вод. При проходке траншей не оставлять на длительный срок открытыми стенки, что может привезти в верхнем слое к увеличению дисперсности грунтов и его разрушению.

Свойства грунтов

 

В соответствии с полевым описанием грунтов и лабораторными данными (приложения 6.3, 6.4), классификации их по ГОСТ 25100-95 и в соответствии с ГОСТ 20522-96 на площадке изысканий выделены следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):

 

· ИГЭ 1 – суглинок тугопластичный, полутвердый (dQ)

· ИГЭ 2 – глина полутвердая, твердая (P ₃)

 

Насыпной грунт, ввиду малой мощности и неоднородности состава в инженерно-геологический элемент не выделен и не рекомендуется в качестве основания сооружений.

 

ИГЭ 1 – суглинок (dQ) красно-коричневый тяжелый пылеватый тугопластичный полутвердый с примазками глины красной. Согласно ГОСТ 25100-95 относится к классу дисперсных, группе связных, подгруппе осадочных, типу минеральных. Встречен всеми скважинами под слоем насыпных грунтов. Показатели свойств приведены в таблице 6.

 

Таблица 6.

Показатели свойств суглинка тугпластичного, полутвердого (dQ) ИГЭ 1

 

Характеристика грунта		Коли-чество опреде-лений	Интервал значений	Норма-тивное значение	Средне-квадра-тическое откло-нение	Коэф-фициент вариации	Расчетные значения
							0,85	0,95
1		2	3	4	5	6	7	8
Природная влажность W, д.е.		8	0,195-0,253	0,221	0,021	0,096
Влажность на границе текучести WL, д.е.		8	0,299-0,364	0,321	0,022	0,067
Влажность на границе раскатывания WP, д.е.		8	0,163-0,218	0,181	0,018	0,102
Число пластичности IP, д.е.		8	0,131-0,154
Показатель текучести IL, д.е.		8	0,141-0,412
Плотность грунта ρ, г/см3		8	1,82-1,92	1,86	0,037	0,020	1,85	1,84
Плотность частиц грунта ρs, г/см3		8	2,7-2,71	2,70	0,005	0,002
Плотность сухого грунта ρd, г/см3		8	1,48-1,59	1,53	0,034	0,023
Пористость n, %		8	41,11-45,29	43,57	1,291	0,030
Коэффициент пористости e, д.е.		8	0,698-0,828	0,773	0,040	0,052
Коэффициент водонасыщения Sr, д.е.		8	0,711-0,892	0,773	0,062	0,081
Компрессионный модуль общей деформации, E0, МПа		6	3,54-5,14	4,62	0,637	0,138
Коэффициент внутреннего трения tgφ, д.е.		6	0,31-0,43	0,37	0,046	0,124	0,35	0,33
Угол внутреннего трения φ, °		6	17,1-23,5	20,1	2,300	0,114	19,1	18,2
Удельное сцепление c, кПа		6	15,8-37,4	28,3	7,109	0,251	24,9	22,4
Гранулометри-ческий состав по фракциям в мм, %	1,0-0,5	6	0,04-0,25
	0,5-0,25	8	0,33-6,38
	0,25-0,10	8	2,52-18,98
	0,10-0,05	8	9,52-19,01
	0,05-0,005	8	32,19-55,59
	< 0,005	8	24,58-32,8

Нормативные и расчетные характеристики приняты по лабораторным данным, обработанным методами матстатистики (приложение 6.5):

 

ρ n =	1,86	г/см3		ρ II =	1,85	г/см3		ρ I =	1,84	г/см3
γ n =	18,23	кН/м3		γ II =	18,13	кН/м3		γ I =	18,03	кН/м3
φn  =	20,1	°		φII  =	19,1	°		φI  =	18,2	°
cn =	28,3	кПа		cII =	24,9	кПа		cI =	22,4	кПа
Е0 =	4,62	МПа
Е0 =	17,56	МПа	(с учетом коэффициента mk = 3,8)

 

Расчетные значения физических и прочностных механических характеристик приняты при коэффициентах надежности по грунту, определенных методами матстатистики:

γ g (ρ II) =	1,008		γ g (φ II) =	1,057		γ g (cII) =	1,135
γ g (ρ I) =	1,014		γ g (φ I) =	1,104		γ g (cI) =	1,261

 

ИГЭ 2 – глина (P₃) красная легкая пылеватая полутвердая, твердая. Согласно ГОСТ 25100-95 относится к классу дисперсных, группе связных, подгруппе осадочных, типу минеральных. Встречена всеми скважинами под слоем суглинков ИГЭ 1. Показатели свойств приведены в таблице 7.

Таблица 7.

Показатели свойств глины полутвердой, твердой (P₃) ИГЭ 2

Характеристика грунта		Коли-чество опреде-лений	Интервал значений	Норма-тивное значение	Средне-квадра-тическое откло-нение	Коэф-фициент вариации	Расчетные значения
							0,85	0,95
1		2	3	4	5	6	7	8
Природная влажность W, д.е.		11	0,145-0,233	0,191	0,028	0,148
Влажность на границе текучести WL, д.е.		11	0,336-0,433	0,388	0,028	0,073
Влажность на границе раскатывания WP, д.е.		11	0,16-0,217	0,196	0,016	0,082
Число пластичности IP, д.е.		11	0,176-0,231
Показатель текучести IL, д.е.		11	<0-0,092
Плотность грунта ρ, г/см3		11	1,93-2,04	1,99	0,035	0,018	1,98	1,97
Плотность частиц грунта ρs, г/см3		11	2,7-2,72	2,70	0,007	0,003
Плотность сухого грунта ρd, г/см3		11	1,6-1,78	1,67	0,053	0,032
Пористость n, %		11	34,01-40,82	38,13	1,985	0,052
Коэффициент пористости e, д.е.		11	0,515-0,69	0,618	0,050	0,082
Коэффициент водонасыщения Sr, д.е.		11	0,731-0,941	0,834	0,078	0,093
Компрессионный модуль общей деформации, E0, МПа		6	5,7-9,35	7,24	1,444	0,200
Коэффициент внутреннего трения tgφ, д.е.		6	0,29-0,52	0,38	0,096	0,255	0,33	0,30
Угол внутреннего трения φ, °		6	16,2-27,3	20,6	4,759	0,231	18,3	16,7
Удельное сцепление c, кПа		6	43,2-74,2	57,2	11,051	0,193	52,0	48,1
Гранулометри-ческий состав по фракциям в мм, %	2,0-1,0	1	0,38-0,38
	1,0-0,5	5	0,08-0,94
	0,5-0,25	11	0,08-8,66
	0,25-0,10	11	4,75-22,04
	0,10-0,05	11	6,65-16,17
	0,05-0,005	11	29,22-48,62
	< 0,005	11	23,75-42,36

Нормативные и расчетные характеристики приняты по лабораторным данным, обработанным методами матстатистики (приложение 6.5):

 

ρ n =	1,99	г/см3		ρ II =	1,98	г/см3		ρ I =	1,97	г/см3
γ n =	19,50	кН/м3		γ II =	19,40	кН/м3		γ I =	19,31	кН/м3
φn  =	20,6	°		φII  =	18,3	°		φI  =	16,7	°
cn =	57,2	кПа		cII =	52,0	кПа		cI =	48,1	кПа
Е0 =	7,24	МПа
Е0 =	43,44	МПа	(с учетом коэффициента mk = 6,0)

 

Расчетные значения физических и прочностных механических характеристик приняты при коэффициентах надежности по грунту, определенных методами матстатистики:

 

γ g (ρ II) =	1,006		γ g (φ II) =	1,122		γ g (cII) =	1,100
γ g (ρ I) =	1,010		γ g (φ I) =	1,235		γ g (cI) =	1,189

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

1. Инженерно-геологические изыскания на объекте «Подстанция ПС 35 кВ «Лиственка»» проводились согласно технического задания, утвержденного заказчиком (приложение 6.1).

 

2. В административном отношении площадка подстанции расположена в Воткинском районе Удмуртской республики. Территория работ расположена в восточной части Русской платформы и приурочена к Вятско-Камской возвышенности.

В геоморфологическом отношении площадка приурочена к водоразделу рр. Шарканка и Вотка, осложненному притоками. Отметки высот в пределах площадки изысканий изменяются от 158,0 до 180,0 м. Уклон местности в юго-восточном направлении.

По ландшафтно-климатическим условиям участок изысканий относится к лесной зоне, к подзоне смешанных лесов (Инженерная геология СССР).

Район работ, согласно СНиП 23-01-99, относится к IB строительно-климатическому району.

Нормативная глубина промерзания глинистых грунтов согласно теплотехническим расчетам составляет 1,45 м (СП 50-101-2004, п. 12.2.3).

 

3. В тектоническом отношении участок находится в восточной части Верхнекамской впадины, осложненной рядом дислокаций осадочного чехла.

Согласно СНиП II-7-81 (по карте ОСРО-97-А для массового строительства) на исследуемой территории расчетная интенсивность (I) сейсмических сотрясений 5 и менее баллов по шкале MSK-64, ожидаемой на данной площади с вероятностью (Р) 10%.

В геологическом строении территории до глубины 8,0 м принимают участие делювиальные суглинки (dQ) перекрытые насыпными грунтами и коренные породы пермской системы верхнего (татарского) отдела (Р₃) представленные глинами.

Специфические грунты и опасные инженерно-геологические процессы на рассматриваемой площадке отсутствуют.

Подземные воды в период изысканий на исследуемой территории вскрыты не были. На пониженных участках (лога, искусственные выемки) могут скапливаться поверхностные воды на глинистых грунтах с малыми коэффициентами фильтрации.

При производстве земляных работ (отрытие траншей, котлованов и др. выемок) и дальнейшей эксплуатации сооружений необходимо предусмотреть мероприятия по отводу подземных и поверхностных вод. При проходке траншей не оставлять на длительный срок открытыми стенки, что может привезти в верхнем слое к увеличению дисперсности грунтов и его разрушению.

4. В соответствии с полевым описанием грунтов и лабораторными данными (приложения 6.3, 6.4), классификации их по ГОСТ 25100-95 и в соответствии с ГОСТ 20522-96 на площадке изысканий выделены следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):

· ИГЭ 1 – суглинок тугопластичный, полутвердый (dQ)

· ИГЭ 2 – глина полутвердая, твердая (P ₃)

 

Насыпной грунт, ввиду малой мощности и неоднородности состава в инженерно-геологический элемент не выделен и не рекомендуется в качестве основания сооружений.

Нормативные и расчетные значения свойств грунтов приведены в таблице 8.

 

Таблица 8. Нормативные и расчетные значения свойств грунтов

 

ИГЭ	Наименование грунта	Нормативные значения				Расчетные значения								Модуль общей деформации E 0, МПа	Предел прочности на одноосное сжатие (в водон. состоянии) Rc, МПа
		Плотность ρ, г/см3	Удельный вес γ, кН/м3	Удельное сцепление c, кПа	Угол внутреннего трения φ, градус	Плотность ρ, г/см3		Удельный вес γ, кН/м3		Удельное сцепление c, кПа		Угол внутреннего трения φ, градус
						0,85	0,95	0,85	0,95	0,85	0,95	0,85	0,95
1	Суглинок тугопластичный, полутвердый (dQ)	1,86	18,23	28,3	20,1	1,85 1,008	1,84 1,014	18,13 1,008	18,03 1,014	24,9 1,135	22,4 1,261	19,1 1,057	18,2 1,104	17,56
2	Глина полутвердая, твердая (P3)	1,99	19,50	57,2	20,6	1, 98 1,006	1, 97 1,010	19, 4 0 1,001	19, 31 1,010	52, 0 1,100	48, 1 1,189	1 8, 3 1,122	16, 7 1,235	43,44

Примечание: в знаменателях дробей приведены коэффициенты надежности по грунту γ _g

 

5. По степени морозоопасности, согласно п.п. 2.136–2.137 «Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений» (1986), суглинки и глины до глубины 3,0 м относятся к слабо- и среднепучинистым грунтам (приложение 6.6).

 

6. Степень коррозионной агрессивности грунтов к бетонным и железобетонным конструкциям – неагрессивная, к углеродистой и низколегированной стали – средняя и высокая, к алюминиевой и свинцовой оболочкам кабеля – средняя (табл. 1, 2, 4 ГОСТ 9.602-2005, табл. 4 СНиП 2.03.11-85).

 

7. Строительная категория грунтов в зависимости от способа разработки по ГЭСН 2001-01 следующая:

Суглинок тугопластичный, полутвердый	35в
Глина полутвердая, твердая	8д

 

8. В соответствии с СП 11-105-97, ч. 1 (приложение Б) территория проведения изысканий относится к III категории сложности по инженерно-геологическим условиям.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

А. Нормативная

 

1. ВНМД 34-78. Руководство по полевой документации инженерно-геологических работ при изысканиях для строительства.

2. ГОСТ 21.302-96. Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям.

3. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

4. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.

5. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава.

6. ГОСТ 19912-2001 Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.

7. ГОСТ 20522-96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний.

8. ГОСТ 25284-90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.

9. ГОСТ 16350-80. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей.

10. ГОСТ 23740-79. Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ.

11. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

12. ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

13. ГОСТ 22733-2002. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности.

14. ГОСТ 9.602-2005 ЕЗСКС. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии.

15. ОСР-97. Комплект карт общего сейсмического районирования Российской Федерации.

16. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). М.: Стройиздат, 1986.

17. Пособия по составлению и оформлению документации инженерных изысканий для строительства. Часть 2. М.: Стройиздат, 1986.

18. Рекомендации по производству инженерно-геологической рекогносцировки. М.: Стройиздат, 1974.

19. РСН 64-87. Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству работ. Электроразведка. М., Госстрой РСФСР, 1987.

20. СНиП II-7-81. Строительство в сейсмических районах. М.: Госстрой России, 2000.

21. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М., 2003.

22. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М., 1986.

23. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. М., 1997.

24. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. М., 2003.

25. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования М.: Госстрой России, 2001.

26. СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство. М.: Госстрой России, 2002.

27. СНиП 22-02-2003. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. М., 2004.

28. СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий. М., 1996.

29. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. М.: Госстрой России, 1997.

30. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. М.: Госстрой России, 1997.

31. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч. I. Общие правила производства работ. М.: Госстрой России, 1997.

 

Б. Опубликованная и фондовая

 

32. Инженерная геология СССР. Том 1. Русская платформа. Изд-во Московского университета, 1978. 528 с.

33. Технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям на объекте «Обустройство скважин после ЗБС 2008 г. Лиственское месторождение». ООО ПИФ «Карбон», Ижевск, 2008.

34. Технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям на объекте «Строительство боковых горизонтальных стволов эксплуатационных скважин Красногорского месторождения ОАО «Удмуртнефть». Групповой рабочий проект № 17У». ООО ПИФ «Карбон», Ижевск, 2011.

35. Юминов В.А., Димухаметов М.Ш., Малахов В.Е., Щербаков С.В., Золотарев Д.Р. Особенности классифицирования грунтов татарского яруса при инженерно-геологических изысканиях на нефтяных месторождениях ОАО «Удмуртнефть» // Инженерные изыскания, 2009, №6. С. 16-21.

 

 

 

 

Текстовые приложения

Приложение 6.1

 

 

Техническое задание

Приложение 6.2