31985

Инженерно-геологические условия площадки: геолого-литологическое строение, гидрогеологические условия, физико-механические свойства грунтов и получить другую информацию, необходимую для технически обоснованных решений при проектировании оснований и фундам

Дипломная

География, геология и геодезия

Перечень графических и текстовых приложений: инженерногеологическая карта геологотехнический наряд план расположения проектных выработок схема грунтоноса ГВ2. Инженерногеологическая изученность территории. Инженерногеологические условия района.

Русский

2013-09-01

538 KB

22 чел.

PAGE   \* MERGEFORMAT 54

титульник

Дипломное задание

Техническое задание на производство инженерно-геологических работ

  1.  Наименование организации выдающей геологическое задание: ОАО «Лебединский ГОК»

  1.  Наименование и ведомственная принадлежность объекта изысканий: ОАО «Лебединский ГОК»

  1.  Территориальное расположение объекта изысканий: обогатительная фабрика ОАО «Лебединский ГОК»

  1.  Техническое описание зданий и сооружений: Реконструкция корпуса ВКК:

а) фундаменты сушильных барабанов

- фундаменты монолитные железобетонные на свайном основании

- нагрузка на фундамент составляет до 3500 кН;

б) перегрузочный узел с конвейера КВК-1 на КВК-2:

-несущие конструкции – металлические

- фундаменты – отдельностоящие на свайном основании

- нагрузка на фундамент до 2500 кН

  1.  Цель исследования: изучить инженерно-геологические условия площадки: геолого-литологическое строение, гидрогеологические условия, физико-механические свойства грунтов и получить другую информацию, необходимую для технически обоснованных решений при проектировании оснований и фундаментов

5.а: места расположения скважин указаны на плане. Глубина заложения проектных скважин – 25 м.

  1.  Специальные требования: для уточнения физико-механических свойств грунтов выполнить статическое зондирование, для оценки несущей способности свайного фундамента выполнить испытание натурных свай.

  1.  Перечень графических и текстовых приложений: инженерно-геологическая карта,  геолого-технический наряд, план расположения проектных выработок, схема грунтоноса ГВ-2.

Руководитель проекта Солодкова С.И.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………................................................................. 6

Общая часть

Глава 1. Географо-экономические условия работ

  1.  Местоположение и рельеф……………………………………….….…… 7
    1.  Гидрография………………………………………..……………….….…. 7
    2.  Климат…………………………………………………………….….……. 8
    3.  Экономика…………………………………………………….…….……... 8

Глава 2. Инженерно-геологическая изученность территории …….………….…… 9

Глава 3. Геологическое строение района.

3.1 Стратиграфия и литология………………………………………………….. 9

3.2 Геоморфология……………………….…………………………………….. 11

3.3 Геологические процессы …………………………………….……………. 11

4. Гидрогеологические условия района …………………………………………. 12

5. Инженерно-геологические условия района ………………………..………… 13

6. Полезные ископаемые …………………………………………………….…….. 14

Проектная часть

Глава 1. Характеристика выбранного участка строительства

  1.  Обоснование выбора участка строительства ……………..…………… 15
    1.  Инженерно-геологические условия участка проектируемого строительства ……………………………………………………..……………. 27
    2.  Задачи дальнейших исследований ……..……………………………… 30

Глава 2. Виды и объёмы проектируемых работ. Методика инженерно-геологических исследований

2.1 Организация работ ……………………………………………………..….. 30

2.2 Проектирование …………………………………………………………..... 31

2.3 Обоснование видов работ …………………………………………………. 31

2.4 Разведочные работы ………………..……………………………………… 32

2.5 Опробование ……………………………………………………………….. 37

  1.  Опытные инженерные геологические работы ……….……………….. 39
    1.  Топографо-геодезические работы ………………………………….….. 45
    2.  Лабораторные исследования …………………………………………….45
    3.  Камеральная обработка ………………………………………………….47

Глава 3. Мероприятия по охране окружающей среды …………………………….49

Глава 4. Техника безопасности и охрана труда ………………………………..…. 50

Глава 5. Сводная таблица видов и объемов работ …………………………..……. 52

Заключение ……………………………………………………………………..……. 53

Список литературы ……………………………………………………………….…. 54

Смета на производство работ ………………………………….………………. 55 - 63

Введение

Проектом предусматривается выполнить инженерно-геологические исследования под расширение комплекса по производству сушеного концентрата на обогатительной фабрике ОАО Лебединский ГОК.

Стадия исследований – рабочая документация.

Краткая конструктивная характеристика сооружений приведена в техническом задании.

Исследования  будут выполняться для  уточнения и оценки инженерно-геологических условий площадки проектируемого строительства: геологического строения, гидрогеологических условий, физико-механических свойств грунтов, а также выявление современных физико-географических процессов и явлений, оказывающих отрицательное влияние на строительство и эксплуатацию проектируемого сооружения.

Для решения поставленных целей на площадке реконструкции предполагается выполнить комплекс работ:

• бурение 8 скважин глубиной 25 м ударно-канатным способом кольцевым забоем;

•   из буровых скважин будет отобрано 42 монолита;

•   выполнение статического зондирования (8 точек);

•   проведение трех испытаний натурных свай;

• по отобранным монолитам будет выполнен комплекс лабораторных исследований для определения физико-механических свойств грунтов. Лабораторные определения физико-механических свойств грунтов будут выполнены в грунтоведческой лаборатории  соответствующими действующими ГОСТами;

После проведения запроектированных работ осуществляется камеральная обработка и составляется технический отчет, в котором освещены вопросы инженерно-геологических условий площадки реконструкции и даны рекомендации по выбору несущего слоя.

При производстве инженерных изысканий необходимо выполнять требования, предусмотренные соответствующими государственными стандартами, нормами, правилами и инструкциями по охране труда и технике безопасности.

Инженерно-геологические исследования проводятся на основании материала, собранного на производственной практике с использованием технической, нормативной и справочной литературы в ОАО «Белгород ТИСИЗ»

 

1. Географо-экономические условия проведения работ

1.1. Местоположение и рельеф.

В административном отношении район работ находиться в городе Губкин. Город расположен в южной части Среднерусской возвышенности Российской Федерации. Рельеф района равнинный, с плоскими платообразными водоразделами, абсолютные отметки которых, составляют 220-260 м, и широкими долинами рек, с абсолютными отметками 120 – 150 м. Общий уклон поверхности отмечается в юго-восточном направлении. Довольно широко развита овражно-балочная сеть, составляющая 13-14% площади всей территории. Балки и овраги развиты на склонах долин. Длина их изменяется от десятков метров до 15 км. Значительная часть балок задернована и заселена. (рис. № 1 ) [лист 1]  Рельеф данного района способствует развитию геологических процессов.

1.2. Гидрография.

Гидрографическая сеть представлена в основном рекой Оскол с притоками Осколец, Убля и многочисленными ручьями и оврагами. Долины рек хорошо разработаны, в верховьях они имеют ширину 0,2-0,3 км, к устью до 2км. Глубина вреза рек в верховьях 20-25 м, а в устьевых частях 50-60 км. Поймы, в основном, низкие преимущественно двухсторонние. Превышение их над меженным урезом реки 0,5-3,0м. Ширина поймы изменяется от 50 до 100м, в верховьях и достигает 1,0-1,5км, нижнем  течение реки Оскол. Первая надпойменная терраса прослеживается почти на всех реках, отсутствуя лишь в верховьях, а вторая - только на реке Оскол и имеет прерывистое распространение. Третья и  четвертая терраса визуально почти не выделяется.    

Озера и болота па рассматриваемой территории имею небольшое распространение. Озерность её составляет менее 5 %. Это в основном искусственные водохранилища, пруды и озера- старицы. Болота развиты в поймах рек. Реки исследуемой территории находятся в одной климатической зоне, поэтому имеют общие закономерности. Все они имеют постоянный водоток. Режим уровней воды характеризуются четко выраженным весенним половодьем, низкой летней и зимней меженью, иногда прерываемой дождевыми паводками или таянием снега. Весенний подъем уровней начинается в середине марта и достигает максимума в конце марта в начале апреля. В среднем интенсивность подъема половодья составляет 30 см/сут. В большинстве  случаев во время весеннего половодья реки выходят из берегов и заполняют пойму. Наименьшие уровни в период летней межени наблюдаются, как правило, в июле- августе. Зимняя межень, но высоте состояния уровня воды на 10-20 см выше летней. Наименьший зимний уровень обычно наступает в декабре- январе месяцах и заканчивается с наступлением половодья.

Толщина льда достигает 0,4-0,6 м. Речной сток характеризуется такой же неравномерностью, как и уровненный режим. Из общего объема годового стока на весенний период приходится 50-70 %.

1.3. Климат

Климат района умеренно-континентальный, характерный для юго-западных районов центрально-черноземной зоны. Среднегодовая температура воздуха составляет +6.1 С. Абсолютный максимум зафиксирован в июле месяце (+40 С), минимум в январе (-37°С). Продолжительность периода с температурой ниже 0°С составляет 130 суток. Продолжительность промерзания почвы, составляет около 5 месяцев, начиная с ноября и заканчивая апрелем.

Глубина промерзания до 1,5 м. Относительная влажность воздуха колеблется от 37 % до 92 %, достигая минимальных значений в мае, максимальных в декабре, при среднегодовой 64,5 %. Число дней с осадками в году 135-180. Наибольшее их количество выпадает в летний период 184мм, минимальные зимой 89 мм. Величина испарения за год составляет 462 мм. В летний период испарения составляют 320 мм и достигают максимума. В виде снега осадков выпадает 69 мм/год. Распределение снежного покрова весьма неравномерное. В результате переноса ветром наибольшее количество снега накапливается в овражно-балочной сети. Толщина снежного покрова на полях, водораздельных пространствах, составляет 12-13см. Климат способствует динамике развития эрозионной деятельности и карстообразованию.

1.4. Экономика

  Город Губкин является центром горнодобывающей промышленности, кроме этого имеет ряд предприятий: комбинат по производству строительных материалов, механический завод, ТЭЦ, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, мясокомбинат, молочный завод. В городе имеется научно- исследовательский институт НИИ КМА. Город насчитывает 85 тыс, жителей, что обеспечивает богатый кадровый потенциал - Через г. Губкин проходят шоссе, соединяющие г Белгород и г. Старый Оскол, железная дорога Старый Оскол-Москва. Это один из крупнейших индустриальных и стабильно развивающихся центров Белгородской области. Здесь не только добывают и перерабатывают железную руду на старейших предприятиях Курской магнитной аномалии - комбинате «КМАруда» и Лебединском ГОКе, - но и строят жильё, школы, больницы, Дворцы культуры, спортивные комплексы, православные храмы, дороги, ведут масштабное благоустройство, успешно реализуют многие социальные программы.

В городе функционирует ряд учреждений среднепрофессионального и технического образования, Губкинский институт (филиал) Московского Государственного открытого Университета, научно исследовательский институт КМА.

ОАО «Лебединский ГОК» - крупнейший в Росси предприятие по добыче и обогащению железной рудой и производству высококачественного металлургического сырья: железорудного концентрата, окатышей, горячебрекетированного железа предприятие занимает ведущие место в отрасли  по внедрению уникальных автоматизированных систем. 

Глава 2. Инженерно-геологическая изученность территории.

  Подробная характеристика геологической и гидрогеологической изученности района достаточно полно изучена в опубликованной литературе по КМА. В 1972 году изложена монография «Геология, гидрогеология и железные руды КМА.» В монографии обобщен богатый фактический материал, полученный за всю историю геологических исследований этой территории. В 1975-1981 годах выполнены геолого-гидрогеологические исследования масштаба 1:50000. В отчетах описаны гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории, составлены гидрогеологическая, инженерно - геологическая карты масштаба 1:50000. В 1994 году завершена комплексная гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка с геологическим заключением и экономическими исследованиями масштаба 1:200000. В процессе съемки уточнены условия распространения водоносных горизонтов и комплексов территорий, оценены естественные ресурсы подземных вод, изучена зона дренирования, дана инженерно-геологическая характеристика грунтов, освещены: экономическая обстановка, качество подземных и поверхностных вод.

В 1985-2010 годы Старооскольским комплексным отделом треста Белгород ТИСИЗ в городе Губкин были выполнены инженерно-геологические изыскания под строительство различных сооружений: жилых кварталов, научно-развлекательных центров, промышленных сооружений. В 1999 году были выполнены инженерно-геологические исследования для строительства завода горячебрикетного железа, находящегося на площадке  ОАО «Лебединский ГОК», а так же разработан проект строительства узла приготовления цементно-меловой суспензии в районе склада окатышей. Проведены изыскания в районе бункера № 2, погрузки концентрата ЛПОК. В 2003 году выполнены инженерно-геологические изыскания  под пункты установки железнодорожных весов грузоподъемностью 150-200 тон на промплощадки  «Лебединского ГОКа»

3. Геологическое строение района.

3.1. Стратиграфия и литология

В геологическом строении района исследований принимают  участие отложения: юрской, меловой, палеогеновой и четвертичной систем. Отложения юрской и меловой систем имеют повсеместное распространение, сверху перекрыты четвертичными отложениями. Отложения палеогена встречаются только на водораздельных пространствах и так же перекрыты четвертичными отложениями.

Юрская система J.

Юрские отложения характеризуются частой сменой пород, как по вертикали, так и по простиранию, а так же резкими колебаниями мощности. В разрезе преобладают: глины и глинистые пески. В северной части встречаются пески разнозернистые, крупнозернистые, отмытые.

Меловая система К.

Меловые отложения имеют повсеместное распространение и представлены альб-сеноманским и турон-коньякским ярусами.

Верхний и нижний отдел

Альб-сеномаиский ярус K2al-s

Альб-сеноманский ярус представлен кварцевыми разнозернистыми, мелко – и среднезернистыми песками, имеющими повсеместное распространение. В кровле залегают фосфоритовые желваки, где часто образуют плиту мощностью 0,5-2,0 м. Общая мощность отложений изменяется от 5 до 40 м, в основном выдержана по всему разрезу и преобладает 30-40 м.

Верхний отдел

Турон-коньякский ярус K2t-k.

Турон-коньякский ярус представлен толщей белого писчего мела, залегающей с размывом на сеноманских песках. В подошве ее часто развит песчаный мел, мощностью до 40м, в долинах рек, оврагов и балок он выходит на поверхность, в поймах рек может быть размыт. Общее увеличение мощности до 100м, наблюдается в юго-западном направлении. Мел плотный, трещиноватый, иногда разрушен до глиноподобного состояния.

Палеогеновая система Р.

  Палеогеновые отложения района работ представлены Эоценом и Олигоценом. Распространены они довольно широко на водораздельных пространствах и выходят на поверхность по склонам долин и оврагов.

Эоцен

Киевская свита P2kv

Эоцен представлен преимущественно глинами, а так же опоками, опоковидными песчаниками, песками, преимущественно в нижней части разреза. Залегают они на размытой поверхности меловых пород. Мощность установлена в пределах 0-35 м, чаще 15 м.

Олигоцен

Полтавско-харьковская свита P3pl-hr

Олигоцен представлен кварцевыми разнозернистыми песками, с прослоями глинистых песков и глин общей мощностью от 0 до 20 м, залегающих па глинах киевской свиты.

Четвертичная система Q

Нижний и верхний отдел Q11-111

Четвертичные отложения развиты повсеместно. Они покрывают сплошным чехлом водораздельные пространства, долин рек, оврагов, балок и их склоны. Залегают они па различных горизонтах, повторяя в основном формы современного рельефа. Представлены эти отложения делювиальными и перегляциальными образованиями. Отложения перегляциальной зоны расположены на водоразделах и представлены суглинками, супесями, песками. Общей мощностью 18м.

Современный отдел аQiv

  Представлен аллювиальными отложениями, слагающие поймы рек, днища болот и оврагов. Представлены они в нижней части разреза: песками, супесями реже галечниками; в верхней части: мелом, суглинками или песчаными глинами. В основании разреза наблюдается мелкий щебень песчаника, фосфоритов, мела и опоки. Мощность отложений 3-12 м.

3.2 Геоморфология

  Район работ расположен в пределах центральной части Воронежской антиклизы и представляет собой пологоволнистую эрозионную равнину, сильно расчлененную речной и овражно-балочной сетью.  

В структурном отношении района работ располагается в юго-восточной части Среднерусской антиклизы.

В пределах изучаемой территории широким развитием пользуются отложения четвертичной системы, плащеобразно покрывающей всю площадь района.

 По своим морфологическим признакам и генезису рельефа района можно подразделить на следующие основные типы.

  •  формы рельефа, созданные флювиальными процессами.
  •  формы рельефа, структурно-денудационного прохождения.
  •  формы рельефа, созданные подземными водами.
  •  Технология форма рельефа.

3.3 Геологические процессы.

  Для данной территории характерно развитие таких процессов, как линейная и плоскостная эрозия, оползни, заболачивание и подтопление в одних районах и осушение других, образование карста. Наиболее активно в силу рельефа и гидрографии, идут процессы эрозии и карстообразования. Для данной территории характерно развитие таких процессов, как линейная и плоскостная эрозия, оползни заболачивание и подтопление в одних районах и осушение в других, образование карста. Наиболее активно в силу рельефа и гидрографии идут процессы эрозии и карстообразования. Массовая разработка мела песка и глины малыми карьерами, хотя и не приводят к появлению антропогенного рельефа большого площадного распространения, но значительно усиливает агрессивность экзогенных процессов: оползневых, обвально-осыпных, просадочных,  эрозионных.    

4. Гидрогеологические условия района.

  Рассматриваемая территория в гидрогеологическом отношении приурочена к юго-восточной части Воронежского кристаллического массива. Водовмещающими породами являются: пески, супеси, суглинки, алевриты, мела, известняки. Общая мощность обводнений зоны составляет 150-200 м в южном направлении. Характеристика водоносных горизонтов и комплексов, выделенных на участке работ по условиям залегания, приводится ниже.

Водоносный современный аллювиальный горизонт aQlv.

  Имеет распространение в пределах русловой и  пойменной частях долины реки Оскол и ее притоков, а так же в днищах крупных оврагов и балок, водовмещающими породами являются разнозернистые пески и суглинки. Воды горизонта имеют свободную поверхность. В единичных случаях водоупорными породами могут служить глинистые отложения аллювия, которые создают местный напор.

  Водоупор в нижней части отсутствует. Пески аллювия непосредственно ложатся на трещиноватые мела турона, или на пески сеномана. Наличие гидравлической связи между современными аллювиальными и турон-коньякским водоносным горизонтами подтверждается опытными работами. Мощность горизонта изменяется от 2 до 12 м. Глубин до воды колеблется от 0,1 до 4,0 м. Фильтрующие свойства песков неоднородны и зависят от них гранулометрического состава. Коэффициенты фильтрации колеблются от 0,5 до 55,5 м/сут. Водообильность незначительна, дебит скважины изменяется от 0,6 до 4.9 л/с. Воды горизонта пресные, с минерализацией от 0,23 до 0,98 г/дм3, преимущественно гидрокарбонатные кальциевые. Подземные воды горизонта используется местным населением для хозяйственно питьевых целей, с помощью колодцев и мелких скважин.

Водоносный харьковско-полтавский терригенный  горизонт P3hr-pl.

  Имеет распространение на водораздельных пространствах. Водовмещающими породами являются мелко – и тонкозернистые пески, часто глинистые, кварцевые, ожелезненные. Обводнена обычно лишь незначительная часть песков, мощностью 0,1-0,3 м. Верхний водоупор отсутствует, нижним является глина киевской свиты. Водоносный горизонт, как правило, безнапорный, но в отдельных случаях величина напора достигает 0,5 до 2,0 м. Глубина залегания уровня грунтовых вод  составляет 2,8-18,0 м. Воды пресные, гидрокарбонатные, кальциевые, реже магниевые и натриевые, с минерализацией 0,3-0,77 г/дм3. Питание горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется за счет колодцев.

Водоносный турон-коньякским карбонатный горизонт K2t-k

  Имеет повсеместное распространение, за исключением отдельных территорий в долинах рек, где меловые отложения полностью размыты.

Водоносный горизонт приурочен к толще трещиноватых и закарстованных мелов турон-коньякского возраста. Мощность водовмещающих пород изменяется в широких пределах в зависимости от гипсометрического положения . В долинах рек она составляет 1-2 м, к водораздельным пространствам меняется, увеличивается до 10-40 м. В долинах рек подземные воды имеют напорный режим, по мере удаления от долин рек , он переходит в безнапорный характер фильтрации. По данным опытных работ удельные дебиты скважин составляют 7,2-8,2 л/с,  а коэффициенты фильтрации изменяются от 0,2 до 40 м/сут. Воды горизонта пресные, с минерализацией от 0,2 до 0,7 г/дм3 , по химическому состава преимущественно гидрокарбонатные кальциевые  и магниевые. Водоносный горизонт является основным источником водоснабжения населенных пунктов района.

Водоносный Альб-сеноманский терригенный горизонт K2al-s

 Имеет повсеместное распространение на изучаемой территории и приурочен к толще мелко- и среднезернистых песков, мощность которых изменяется от 14 до 40 м, а в среднем составляет 23-26 м, в сторону водоразделов.

  Подземные воды характеризуются напорным режимом, величина напора достигает 36-40м.  Горизонт изучается при разведке подземных вод для водоснабжения города Старый Оскол и ОЭМК (долины рек Оскол, Убля и др.), Губкин (долина реки Оскол), где в настоящее время построены и функционируют водозаборы. По данным разведочных работ коэффициенты фильтрации песков горизонта изменяются от 1 до 71,8 м/сут, водопроводимость от 3 до 1780 м2/сут. По химическому составу воды пресные гидрокарбонатные кальциевые, с минерализацией от 0,3 до 0,54 г/дм3. Альб-сеноманский водоносный горизонт является одним  из основных источников водоснабжения города Старый Оскол и Губкин по средствам централизованный водозабор.

Юрский водоносный комплекс J

   Воды водоносного комплекса в целях водоснабжения используются исключительно редко, преимущественно они эксплуатируются совместно с водами девонских отложений. В пределах участка работ этот водоносный горизонт представлен обводненными, невыдержанными в плане прослоями песков. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые, реже кальциево-натриевые, с минерализацией от 0,35 до 0,43 г/дм3.

5. Инженерно-геологические условия района.

  Инженерно-геологические условия наземного строительства предопределяются рядом природных факторов; физико-географических, геологических и гидрогеологических. Поверхность площади сложена четвертичными перигляциально-делювиальными, элювиальными отложениями, которые представлены покровными лёссовидными суглинками. Ими сложены многие водораздельные пространства, а местами и склоны долин.

В долинах рек распространены современные и древние аллювиальные и флювиогляциальные отложения, представленные песками, суглинками и глинами, а иногда, торфяниками. Из-за высокого стояния в них грунтовых вод приходится часто применять дренаж или свайные основания. Состав пород в значительной мере связан с современными физико-геологическими явлениями. Некоторые из них оказывают значительное влияние на инженерно-геологические условия наземного строительства. Так с покровными лессовидными породами связаны просадочные явления и распространения на водоразделе пространственных впадин, степных блюдец. Довольно широкое развитие получили карстовые явления. Они известны в северной части территории,  в бассейнах реки связаны с известняками. Карст вызывает деформацию земной поверхности, нарушает условия поверхностного стока и часто создает угрозу различным сооружениям.

Оползневые явления также имеют распространение на изучаемой территории, хотя занимают небольшое по размерам пространство и приурочены к отложениям палеогена. Овражная эрозия широко распространена в центральной и южной частях территории.

6. Полезные ископаемые.

  Важнейшим полезным ископаемым на рассматриваемой территории являются железные руды, особенно уникальные по своим запасам месторождения богатых железных руд и железистых кварцитов КМА. Из полезных ископаемых известны также месторождения мергелей. Они залегают в непосредственной близости от поверхности земли и легко доступны для разработки. Используются как сырье для цементной промышленности. В районе также имеются месторождения глины суглинков, которые используются для изготовления кирпича и черепицы. На базе Стойленского и Лебединского карьеров вскрыты меловые отложения, используемые в промышленности. Богаты и разнообразны, но своему составу месторождения песка, применяемые при изготовлении силикатного и красного кирпича, производстве стекла, для приготовления цементных и бетонных растворов.

Кроме перечисленных полезных ископаемых район работ располагают подземными водами, которые являются основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения как городского, так и сельского населения. Большое внимание уделяется обеспечению населения качественной питьевой водой.

1. Характеристика выбранного участка строительства

1.1 Обоснование выбора участка строительства

Данным проектом предусматривается проведение инженерно-геологических изысканий под расширение комплекса по производству сушеного концентрата с массовой долей влаги до 2,0 % на обогатительной фабрике ОАО «Лебединский ГОК».

На исследуемом участке предполагается реконструкция комплекса, будет произведено строительство сооружений и технологического оборудования для расширения комплекса по производству сушеного концентрата.

Стадия проектирования – рабочая документация.

Степень изученности данной площадки довольно хорошая. Исходя из требований действующих нормативных документов и по согласованию с заказчиком на исследуемом участке, будет выполнен комплекс работ на глубину взаимодействия фундамента проектируемого сооружения с геологической средой. В процессе изысканий под обогатительную фабрику  выполнялось механическое бурение скважин под различные сооружения диаметром 146 мм установкой ПБУ-122, из скважин отбирались монолиты грунта, пробы нарушенного сложения тонкостенным грунтоносом диаметром 125 мм для их анализа; проведен полный комплекс определений физико-механических свойств грунтов с компрессией по 1 кривой и консолидированным срезом; выполнено статическое зондирование грунтов; также были отобраны пробы воды на химический анализ подземных вод (табл. 1).

Все эти данные будут использованы для предварительной характеристики инженерно-геологических условий участка будущего строительства.

Основные показатели несущих свойств грунта приведены по результатам ранее выполненных работ под обогатительную фабрику.

Обработка результатов опытных полевых исследований и лабораторных работ

С целью уточнения геолого-литологического разреза, получения характеристик для определения несущей способности свай и выбора их параметров выполнено статическое зондирование грунтов. Результаты статического зондирования приведены в табл. № 2, 3, 4.

Испытания проводились установкой ПИКА - 17, имеющей зонд II типа согласно ГОСТ 19912-2001.

Лабораторные определения физико-механических свойств грунтов выполнены в грунтоведческой лаборатории в соответствии с действующими ГОСТами.

Определение прочностных свойств грунтов проводилось на однополостных сдвиговых приборах конструкции «Гидропроект» и автоматизированных приборах СППЛ по методу консолидировано-дренированному испытанию (табл. 5, 6, 7).

Компрессионные испытания проводились на приборах конструкции «Гидропроект» и автоматизированных приборах КППА (табл. 8)

Химич. анализ

Журнал статического зондирования                        Таблица № 2

Точка статического зондирования №: 13, зонд: II

Глубина

qc

fs

Глубина

qc

fs

Глубина

qc

fs

0.2

1.8

30.0

6.6

5.9

101.0

13.0

5.6

160.0

0.4

1.7

40.0

6.8

12.3

153.0

13.2

6.0

209.0

0.6

1.0

79.0

7.0

3.2

83.0

13.4

7.1

173.0

0.8

1.0

88.0

7.2

3.1

127.0

13.6

6.2

203.0

1.0

8.5

71.0

7.4

2.7

131.0

13.8

6.7

217.0

1.2

10.2

97.0

7.6

2.5

119.0

14.0

4.8

207.0

1.4

17.3

143.0

7.8

2.5

110.0

14.2

5.7

216.0

1.6

10.2

101.0

8.0

2.5

107.0

14.4

5.5

142.0

1.8

13.3

204.0

8.2

3.6

105.0

14.6

4.1

147.0

2.0

11.8

204.0

8.4

4.7

135.0

14.8

5.0

130.0

2.2

9.7

104.0

8.6

5.0

209.0

15.0

2.9

91.0

2.4

11.4

162.0

8.8

6.4

212.0

15.2

4.1

72.0

2.6

16.5

187.0

9.0

5.6

248.0

15.4

4.1

106.0

2.8

13.2

122.0

9.2

6.4

294.0

15.6

10.8

110.0

3.0

13.6

111.0

9.4

4.6

246.0

15.8

8.3

134.0

3.2

16.8

79.0

9.6

5.7

164.0

16.0

2.9

143.0

3.4

18.3

98.0

9.8

5.2

153.0

16.2

2.9

140.0

3.6

16.6

117.0

10.0

6.5

177.0

16.4

4.2

92.0

3.8

15.6

98.0

10.2

6.5

237.0

16.6

4.2

130.0

4.0

14.0

102.0

10.4

7.7

211.0

16.8

5.7

163.0

4.2

11.9

91.0

10.6

6.5

267.0

17.0

3.1

127.0

4.4

11.1

119.0

10.8

6.3

238.0

17.2

3.1

131.0

4.6

10.6

99.0

11.0

6.0

237.0

17.4

2.7

141.0

4.8

11.1

76.0

11.2

5.8

287.0

17.6

3.1

123.0

5.0

10.1

80.0

11.4

5.2

209.0

17.8

3.0

127.0

5.2

9.6

66.0

11.6

4.0

142.0

18.0

2.7

132.0

5.4

8.4

102.0

11.8

4.0

127.0

5.6

7.9

114.0

12.0

4.7

107.0

5.8

6.7

119.0

12.2

5.9

141.0

6.0

5.9

125.0

12.4

4.6

158.0

6.2

5.4

106.0

12.6

4.8

145.0

6.4

6.3

117.0

12.8

5.0

140.0

Точка статического зондирования № 13                   Таблица № 3

Отметка устья : 226.92    Установка:  пика 17    Дата:  3.12.2010

Таблица № 4

Расчеты несущей способности забивной сваи квадратным сечением: 30 см

по результатам статического зондирования в точке: 13

Планировочная отметка: 226.92 м

Глубина

погруж.

острия

сваи, м

Абс.

отметка

погруж.

сваи, м

Кол.

выраб.

Предел

сопрот.

грунта

сваи, кН

Средне-

квадрат

отклон.

кН

Коэф.

вариац.

Коэф.

безопас.

по

грунту

Несущая

способн.

сваи,

кН

Рассчет.

нагрузка

на сваю,

кН

1.0

225.9

1

441.3

0.0

0.0

1.00

441.3

353.1

2.0

224.9

1

550.9

0.0

0.0

1.00

550.9

440.7

3.0

223.9

1

638.2

0.0

0.0

1.00

638.2

510.5

4.0

222.9

1

648.8

0.0

0.0

1.00

648.8

519.1

5.0

221.9

1

639.9

0.0

0.0

1.00

639.9

512.0

6.0

220.9

1

632.3

0.0

0.0

1.00

632.3

505.8

7.0

219.9

1

611.4

0.0

0.0

1.00

611.4

489.1

8.0

218.9

1

682.3

0.0

0.0

1.00

682.3

545.9

9.0

217.9

1

1126.5

0.0

0.0

1.00

1126.5

901.2

10.0

216.9

1

1247.3

0.0

0.0

1.00

1247.3

997.8

11.0

215.9

1

1318.3

0.0

0.0

1.00

1318.3

1054.6

12.0

214.9

1

1408.0

0.0

0.0

1.00

1408.0

1126.4

13.0

213.9

1

1503.6

0.0

0.0

1.00

1503.6

1202.9

14.0

212.9

1

1558.0

0.0

0.0

1.00

1558.0

1246.4

15.0

211.9

1

1648.7

0.0

0.0

1.00

1648.7

1318.9

16.0

210.9

1

1667.0

0.0

0.0

1.00

1667.0

1333.6

Расчетная нагрузка с коэффициентом: 1.25

Деформационные свойства грунта                                   Таблица № 5

№ выработки

Глубина отбора, м

0.05 МПа

0.1 МПа

0.15 МПа

0.2 МПа

0.3 МПа

13

7.0

0.0072

0.0181

0.0252

0.0300

0.0388

13

8.0

0.0064

0.0146

0.0221

0.0277

0.0368

13

10.0

0.0082

0.0162

0.0233

0.0294

0.0371

13

12.0

0.0126

0.0225

0.0304

0.0368

0.0457

13

15.0

0.0073

0.0133

0.0183

0.0221

0.0289

14

5.1

0.0086

0.0254

0.0398

0.0518

0.0701

14

5.5

0.0024

0.0158

0.0246

0.0325

0.0450

14

6.0

0.0042

0.0165

0.0259

0.0350

0.0450

14

6.5

0.0060

0.0198

0.0277

0.0346

0.0425

14

7.0

0.0078

0.0214

0.0285

0.0350

0.0413

14

7.5

0.0048

0.0145

0.0216

0.0283

0.0389

14

9.0

0.0042

0.0155

0.0243

0.0315

0.0431

14

10.0

0.0065

0.0147

0.0212

0.0275

0.0345

14

10.5

0.0111

0.0207

0.0289

0.0368

0.0451

14

11.0

0.0090

0.0195

0.0282

0.0356

0.0443

14

12.0

0.0086

0.0204

0.0291

0.0396

0.0501

14

13.0

0.0099

0.0168

0.0228

0.0283

0.0370

14

14.0

0.0063

0.0137

0.0200

0.0256

0.0358

14

16.0

0.0093

0.0198

0.0279

0.0348

0.0467

14

17.0

0.0088

0.0192

0.0273

0.0343

0.0460

Деформационные свойства грунта                               Таблица № 6

Испытание образца при природной влажности

Расчетные значения коэффициента сжимаемости

№ выработки

Глубина отбора, м

0.05 - 0.1 МПа

0.1 - 0.15 МПа

0.15 - 0.2 МПа

0.2 - 0.3 МПа

13

7.0

0.4134

0.3188

0.3067

0.1682

13

8.0

0.2711

0.2460

0.1865

0.1508

13

10.0

0.2619

0.2344

0.1977

0.1264

13

12.0

0.3326

0.2632

0.2137

0.1483

13

15.0

0.1958

0.1631

0.1227

0.1116

14

5.1

0.5758

0.4987

0.4105

0.3155

14

5.5

0.4534

0.2969

0.2672

0.2105

14

6.0

0.4134

0.3188

0.3067

0.1682

14

6.5

0.5052

0.2908

0.2541

0.1454

14

7.0

0.4756

0.2476

0.2266

0.1098

14

7.5

0.3515

0.2585

0.2411

0.1932

14

9.0

0.3878

0.3015

0.2467

0.1980

14

10.0

0.2840

0.2233

0.2164

0.1213

14

10.5

0.3370

0.2878

0.2766

0.1453

14

11.0

0.3748

0.3090

0.2675

0.1552

14

12.0

0.4012

0.2975

0.3575

0.1794

14

13.0

0.2349

0.2023

0.1860

0.1473

14

14.0

0.2500

0.2097

0.1882

0.1714

14

16.0

0.3474

0.2702

0.2302

0.1976

14

17.0

0.3577

0.2779

0.2407

0.2002

Деформационные свойства грунта                        Таблица № 7

Испытание образца при природной влажности

Расчетные значения модуля деформации

№ выработки

Глубина отбора, м

0.05 - 0.1 МПа

0.1 - 0.15 МПа

0.15 - 0.2 МПа

0.2 - 0.3 МПа

0.1 - 0.2 МПа

13

7.0

2.5452

3.3002

3.4310

6.2558

5.2448

13

8.0

3.7992

4.1873

5.5237

6.8320

4.7636

13

10.0

3.8942

4.3511

5.1579

8.0709

4.7203

13

12.0

3.1279

3.9535

4.8678

7.0166

4.3633

13

15.0

5.1923

6.2308

8.2856

9.1093

7.1128

14

5.1

1.8633

2.1515

2.6136

3.4011

2.3601

14

5.5

2.3180

3.5402

3.9336

4.9926

3.7265

14

6.0

2.5452

3.3002

3.4310

6.2558

3.3643

14

6.5

2.2641

3.9336

4.5020

7.8671

4.1986

14

7.0

2.2907

4.4003

4.8077

9.9216

4.5950

14

7.5

3.2184

4.3755

4.6918

5.8560

4.5282

14

9.0

2.7521

3.5402

4.3269

5.3899

3.8942

14

10.0

3.7808

4.8077

4.9608

8.8505

4.8830

14

10.5

3.2452

3.7992

3.9535

7.5251

3.8749

14

11.0

2.9727

3.6058

4.1650

7.1783

3.8652

14

12.0

2.6491

3.5727

2.9727

5.9228

3.2452

14

13.0

4.5020

5.2272

5.6850

7.1783

5.4465

14

14.0

4.1873

4.9926

5.5632

6.1086

5.2625

14

16.0

2.9841

3.8367

4.5020

5.2448

4.1428

14

17.0

2.9956

3.8557

4.4505

5.3529

4.1318

Сдвиговые испытания (ГОСТ 20522-96 п.п. 6.2-6.5)                  Таблица № 8

Консолидированно-дренированное испытание

Сопротивление сдвигу

№ выработки

Глубина отбора, м

0.1 МПа

0.2 МПа

0.3 МПа

Угол внутреннего трения, градус

Удельное сцепление, МПа

Тангенс угла внутреннего трения

13

7.0

0.055

0.090

0.120

18

0.023

0.325

13

8.0

0.055

0.090

0.120

18

0.023

0.325

13

10.0

0.070

0.090

0.135

18

0.033

0.325

13

12.0

0.065

0.100

0.135

19

0.030

0.350

13

15.0

0.065

0.100

0.135

19

0.030

0.350

14

5.1

0.050

0.080

0.105

15

0.023

0.275

14

5.5

0.070

0.105

0.150

22

0.028

0.400

14

6.0

0.060

0.080

0.120

17

0.027

0.300

14

6.5

0.060

0.090

0.120

17

0.030

0.300

14

7.0

0.060

0.080

0.120

17

0.027

0.300

14

7.5

0.065

0.090

0.135

19

0.027

0.350

14

9.0

0.055

0.090

0.120

18

0.023

0.325

14

10.0

0.065

0.080

0.135

19

0.023

0.350

14

10.5

0.055

0.090

0.120

18

0.023

0.325

14

11.0

0.050

0.070

0.105

15

0.020

0.275

14

12.0

0.065

0.100

0.135

19

0.030

0.350

14

13.0

0.060

0.085

0.105

13

0.038

0.225

14

14.0

0.065

0.090

0.140

21

0.023

0.375

14

16.0

0.060

0.085

0.120

17

0.028

0.300

14

17.0

0.060

0.100

0.135

21

0.023

0.375

Статистическая обработка

Простейшая статистическая обработка согласно ГОСТ 20522-96 заключается в определении средней арифметической величины, среднего квадратического отклонения и коэффициента вариации.

Средняя арифметическая величина Xn – это сумма значений какого-либо из показателей Ai, разделенная на их число n. Если все показатели (после отбросов «отскоков») приняты в расчет, то средняя арифметическая величина вычисляется по формуле:

Xn= 1/ n Σ Ai , где

Ai - это сумма значений, какого либо из показателей;

n - число показателей.

Среднее квадратическое отклонение S – эта мера колеблемости показателей; вычисляется как средняя квадратическая величина отклонений вариантов от их среднего арифметического значения

S= √ (1/ (n -1)) * Σ (Xn -Ai )2

Среднее квадратическое отклонение имеет ту же размерность, что и сам показатель. Иногда среднее квадратическое отклонение называют стандартом.

Коэффициент вариации υ – это относительная величина, служащая для характеристики изменчивости признаков; вычисляется как отношение абсолютных значений среднего квадратического отклонения S к средней арифметической величине Xn.

V= S / Xn.

коэффициент вариации выражается как в долях единицы, так и в процентах.

Расчёт будет выполняться для инженерно-геологического элемента № 6 – глина твердая, трепеловидная.

Таблица № 9

№ выработки

Глубина (м)

Влажность, w

Плотность, ρ

4

7,0

0,230

2,04

4

8,0

0,220

2,00

4

10,0

0,220

2,02

4

12,0

0,220

1,98

4

15,0

0,210

2,01

5

5,1

0,220

1,92

5

5,5

0,220

1,96

5

6,0

0,240

1,99

5

6,5

0,260

1,86

5

7,0

0,220

1,87

5

7,5

0,260

1,86

5

9,0

0,220

1,93

5

10,0

0,240

1,95

5

10,5

0,250

1,93

5

11,0

0,280

1,94

5

12,0

0,240

1,97

5

13,0

0,240

1,98

5

14,0

0,240

2,00

5

15,0

0,250

1,95

5

16,0

0,240

2,02

5

17,0

0,250

1,97

5

18,0

0,250

1,96

5

19,0

0,200

1,98

5

20,0

0,210

1,99

Xn

0,235

1,96

S

0,018

0, 37

V

0,077

0,189

Природная влажность

Xn=1/ n Σ Ai 

Xn=1/24*(0,23+0,22+0,22+0,22+0,21+0,22+0,22+0,24+0,26+0,22+0,26+0,22+0,24+0,25+0,28+0,24+0,24+0,24+0,25+0,24+0,25+0,25+0,2

0,21) = 1/24 * 5,63=0,235

S=√ (1/ (n -1)) * Σ (Xn -Ai )2

S=√1/23  *  ((0,235-0,23)2+(0,235-0,22)2+(0,235-0,22)2+(0,235-0,22)2+(0,235-0,21)2+(0,235-0,22)2+(0,235-0,22)2+(0,235-0,24)2+(0,235-0,26)2+(0,235-0,22)2+(0,235-0,26)2+(0,235-0,22)2+(0,235-0,24)2+(0,235-0,25)2+(0,235-0,28)2+(0,235-0,24)2+(0,235-0,24)2+(0,235-0,24)2+(0,235-0,25)2+(0,235-0,24)2+(0,235-0,25)2+(0,235-0,25)2+(0,235-0,2)2+(0,235-0,21)2)= √1/23 * 0,007425 = 0,018

V = S / Xn

V=0,018/0,235 = 0,077

Плотность грунта при природной влажности

Xn=1/ n Σ Ai 

Xn=1/24*(2,04+2,00+2,02+1,98+2,01+1,92+1,96+1,99+1,86+1,87+1,86+1,93+1,95+1,93+1,94+1,97+1,98+2,00+1,95+2,02+1,97+1,96+1,98+1,99) = 1/24 * 47,08=1,96

S=√ (1/ (n -1)) * Σ (Xn -Ai )2

S=√1/23 * ((1,96-2,04)2+(1,96-2,00)2+(1,96-2,02)2+(1,96-1,98)2+(1,96-2,01)2+(1,96-1,93)2+(1,96-1,95)2+(1,96-1,93)2+(1,96-1,94)2+(1,96-1,97)2+(1,96-1,98)2+(1,96-2,00)2+(1,96-1,92)2+(1,96-1,96)2+(1,96-1,99)2+(1,96-1,86)2+(1,96-1,87)2+(1,96-1,86)2+(1,96-1,95)2+(1,96-2,02)2+(1,96-1,97)2+(1,96-1,96)2+(1,96-1,98)2+(1,96-1,99)2)= √1/23 * 0,0546 = 0,049

V = S / Xn

V=0, 049/1,96 = 0,025

Исходя из вышеперечисленных расчетов можно сделать вывод, что инженерно-геологический элемент выделен верно, так как в обоих случаях V расчетное  меньше V допустимого (ГОСТ 20522-96).

Вывод

По результатам выполненных, изысканий, категория сложности инженерно-геологических условий площадки -II (средней сложности).

Толща грунтов основания проектируемого строительства является неоднородной:  в  ее  пределах  выделяется  8  инженерно-геологических элементов (ИГЭ):

ИГЭ № 1 - насыпной грунт; tQIV

ИГЭ № 2 - суглинок тугопластичный; QdII-III

ИГЭ № 3 - суглинок мягкопластичный; QdII-III

ИГЭ № 4 - суглинок твердый; QdII-III

ИГЭ № 5 - супесь пластичная; РIIkV

ИГЭ № 6 - глина твердая, алевритистая; РIIkV

ИГЭ № 7 - глина твердая, трепеловидная; РIIkV

ИГЭ № 8 - суглинок твердый, алевритистый. РIIkV

Нормативные и расчетные значения основных физико-механических характеристик выделенных ИГЭ, которыми рекомендуется пользоваться при расчетах оснований по деформациям и по несущей способности (при а = 0.85 и 0.95) приведены в таблице № 10.

Гидрогеологические условия площадки проектируемого строительства характеризуются развитием техногенного водоносного горизонта, образовавшегося в результате эксплуатации обогатительной фабрики, в технологическом процессе в которой используется вода в значительных объёмах.

Установившийся уровень воды (по состоянию на период изыскании) отмечен на глубине 0,8-6,1м. По химическому составу (табл. № 1) воды гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридные, кальциево - магнивые, жесткие, обладают слабощелочной реакцией среды, по отношению к бетонам нормальной плотности на обычных марках цемента (марка W4 нормальной проницаемости) вода обладает слабоагрессивными свойствами по содержанию со2 (согласно СНиП 2.03.11 -85).

При свайном варианте фундаменте в качестве естественного основания могут служить грунты ИГЭ № 4, ИГЭ №6 и  ИГЭ №7. Условия залегания данных ИГЭ и прорезаемых отражены на инженерно-геологическом разрезе (лист 2).

Для уточнения расчета несущей способности свай по результатам проведенных инженерно-геологических изысканий рекомендуется для ответственных сооружений, проектируемых на свайных фундаментах, в проекте предусмотреть испытание натурных свай статическими вертикальными нагрузками согласно ГОСТ 5686-94 (не менее 2-3 испытаний для каждого ИГЭ).

При проектировании фундаментов в качестве естественного основания не рекомендуется использовать ИГЭ № 1 - насыпной грунт, а также необходимо учесть наличие агрессивных свойств грунтовых вод.

1.2 Инженерно-геологические условия участка проектируемого строительства

1.2.1 Геоморфологические условия

Площадка проектируемого строительства расположена на территории ОАО «Лебединский ГОК» и в геоморфологическом отношении приурочена к водоразделу р. Оскол и Осколец

Абсолютные отметки поверхности изменяются в пределах 226.90-229.

1.2.2 Геологическое строение

В геологическом строении площадки принимают участие верхнеэоценовые отложения киевских слоев палеогена (Р2kv) и средне-верхнечетвертичные делювиальные отложения (QdII-III), перекрытые с поверхности современным техногенным слоем (tIVQ).

Условия залегания литолого-генетических разностей грунтов отражены на инженерно-геологических разрезах (лист 2).

Таблица нормативных и расчетных характеристик

Cлой № 1 – это насыпной грунт, представленный механической смесью почвы, суглинка, песка, с вкл. битого кирпича, щебня кристаллических пород. Нормативное значение плотности грунта составляет 1,69 г/см3. Мощность составляет 1,3-2 м.

Cлой № 2 – суглинок мягкопластичный с нормативным значением числа пластичности равным 0.09, нормативное значение показателя текучести 0.65. Мощность слоя 1,3-2,3 м.

Cлой № 3 – суглинок твердый, с нормативным значением числа пластичности равным 0.13, нормативное значение показателя текучести < 0. Мощность составляет 2,3-5,8 м.

Cлой № 4 – супесь пластичная, с прослоями песка, с нормативным значением числа пластичности равным 0.06, нормативное значение показателя текучести 0.41. Мощность слоя

1-6,5 м.

Cлой № 5 – глина твердая, местами ожелезненная по трещинам, с нормативным значением числа пластичности равным 0.23, нормативное значение показателя текучести < 0. Мощность составляет 1-4 м.

Cлой № 6 – глина твердая, трепеловидная, местами с тонкими прослоями песка, с нормативным значением числа пластичности равным 0.20, нормативное значение показателя текучести < 0. Мощность слоя 7,3-2 м.

Cлой № 7 - суглинок твердый, алевритистый с нормативным значением числа пластичности равным 0.09, нормативное значение показателя текучести < 0. Мощность составляет 5.3-9,3 м.

1.2.3 Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия площадки проектируемого строительства характеризуются развитием техногенного водоносного горизонта, образовавшегося в результате эксплуатации обогатительной фабрики, в технологическом процессе которой используется вода в значительных объёмах.

Установившийся уровень воды (по состоянию на период изысканий) отмечен на глубине 0,8-6,1м.

По химическому составу воды гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридные, кальциево - магнивые, жесткие, обладают слабощелочной реакцией среды, по отношению к бетонам нормальной плотности на обычных марках цемента (марка W4 нормальной проницаемости) вода обладает слабоагрессивными свойствами по содержанию СО2 (согласно СНиП 2.03.11-85).

 

1.2.4 Современные инженерно – геологические явления

Из проявлений современных инженерно - геологических явлений и процессов на изученном участке отмечено образование техногенного водоносного горизонта.

По результатам выполненных изысканий категория сложности инженерно-геологических условий площадки -II (средней сложности).

1.3 Задачи дальнейших исследований

Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации должны обеспечивать детализацию и уточнение инженерно-геологических условий строительства проектируемого сооружения и прогноз их изменений в период строительства и эксплуатации с детальностью, необходимой и достаточной для обоснования окончательных проектных решений.

В задачи проектируемых работ входит:

  1.  Уточнение рельефа строительной площадки.
  2.  Детализация ИГ разреза непосредственно под проектируемыми сооружениями.
  3.  Обеспечить окончательное выделение ИГ элементов и установления для них нормативных и расчетных показателей на основе определений лабораторными и полевыми методами физических, прочностных, деформационных, фильтрационных и других характеристик свойств грунтов.
  4.  Уточнить гидрогеологические параметры водоносных горизонтов (СП 11-105-97).

2. Виды и объёмы проектируемых работ.

Методика инженерно-геологических исследований

2.1 Организация работ

Перед началом проведения полевых работ производится согласование коммуникаций с эксплуатируемыми организациями в местах проведения работ.

В точках заложения выработок, имеющих значительный уклон поверхности или другие факторы, препятствующие проезду автотранспорта и нормальному проведению процесса работ , необходимо провести мероприятия, обеспечивающие безопасные условия труда. Предварительная разбивка выработок на местности и их планово-высотная привязка осуществляется инструментально.

В организационный период будет укомплектована одна буровая бригада, работниками необходимой квалификации и составлен план работ.

Перед выездом на полевые работы начальник партии проверяет выполнение требований к метрологическому обеспечению приборов и оборудования.

К производству работ на объекте можно приступить только при наличии программ, составленных заказчиком и при наличии договора.

Перед выездом на полевые работы руководитель работ должен: в прохождении всеми работниками инструктажа по технике безопасности, применительно к местным условиям и соответствующей записью в журнале; наличие у всех документов о прохождении медицинского освидетельствования согласно выбранной профессии; наличие прав и удостоверение, позволяющее работать с имеющимися механизмами; обеспечивать всех работников спец. одеждой, исправным оборудованием, снабдить необходимым материалом.

Транспортные средства должны быть оборудованы в соответствии с требованиями всем необходимым для перевозки людей. База партии будет находиться в городе Старый Оскол.

2.2 Проектирование

Проектирование осуществляется на базе Старооскольского геологоразведочного техникума им. И. И. Малышева, которое заключается в изучении, анализе и систематизации материала, собранного для дипломного проектирования на предприятии ОАО «Лебединский ГОК».

В процессе проектирования определялись виды и объемы работ на основании действующих нормативных документов, а также разрабатывалась методика всех запроектированных видов работ на участке изысканий, была составлена текстовая, графическая часть проекта и сметы.

2.3 Обоснование видов работ

Инженерно-геологические исследования на объекте ОАО «Лебединский ГОК» на обогатительной фабрике будут выполняться для расширения комплекса по производству сушеного концентрата.

Строительная площадка находится в пределах одного геоморфологического элемента и приурочена к водоразделу р. Оскол и Осколец.

В геологическом строении площадки участвуют отложения палеогенового и четвертичного возраста. Выделено 7 слоёв:

Слой №1 (tQIV) - современные техногенные отложения.

Слой №2 (QdII-III) - суглинок мягкопластичный.

Слой №3 (QdII-III) - суглинок твёрдый.

Слой №4 (РIIkV) – супесь пластичная.

Слой №5 (РIIkV) – глина твёрдая, алевритистая.

Слой №6 (РIIkV) - глина твёрдая, трепеловидная.

Слой №7 (РIIkV) – суглинок твёрдый.

Гидрогеологические условия площадки проектируемого строительства характеризуются развитием техногенного водоносного горизонта.

Геологические процессы отсутствуют.

По материалам изученности и на основании выше сказанного территория строительной площадки с учетом требований СП 11-105-97 (прилож. Б) относится ко II категории сложности инженерно-геологических условий. Уровень ответственности сооружений – II.

Техническим заданием, выданным заказчиком определено место заложения скважин и их глубина. Скважины будут располагаться по контуру склада высококачественного концентрата и перегрузочному узлу с конвейера КВК-1 на КВК-2. Количество скважин составит 8, глубиной 25 метров. Схема расположения скважин приведена на листе 2.

Для изучения физико-механических свойств из скважин будут отбираться монолиты. Количество монолитов грунта может быть принято в соответствии с указаниями СП 11-105-97 п.7.16 для получения не менее 10 характеристик состава и состояния грунтов или 6 механических (прочностных и деформационных) свойств для каждого выделенного инженерно-геологического элемента.

На исследуемой площадке в соотв. с требованиями СНиП 2.02.03 – 85 будет выполнено статическое зондирование в 8 точках и 3 статических испытания натурных свай в соответствии с ГОСТом 5686 – 94 в скважинах 2, 4, 8.

Для получения надежных значений показателей физико-механических свойств грунтов проектом предусматривается комплексное их изучение с помощью полевых и лабораторных методов. Поэтому данным проектом предусматривается выполнение следующих видов работ:

-разведочные работы

-опробование

- опытные работы

-топографо-геодезические

-лабораторные исследования

-камеральная обработка

В качестве несущего слоя при свайном варианте фундамента рекомендован слой №6.

2.4 Разведочные работы

Для изучения инженерно-геологических условий площадки: геолого-литологического строения, гидрогеологических условий, физико-механических свойств грунтов и получения другой информации, необходимой для технически обоснованных решений при проектировании оснований и фундаментов, проектом предусматривается проведение разведочных работ. Предусматривается бурение 8 инженерно-геологических скважин глубиной 25 метров.

Общий объём выработок составит: 8х25=200 м.

Скважины предназначены для изучения геологического строения и для отбора монолитов.

Выбор способа бурения

Выбор способа бурения зависит от геологического строения. В геологическом строении принимают участие породы: техногенные отложения, суглинки и глины. Бурение скважин будет осуществляться ударно-канатным способом кольцевым забоем. [2]

Выбор грунтоноса

Отбор монолитов регламентирован ГОСТом 12071-2000, которым определяется методика отбора монолита из скважины.

Внутренний диаметр грунтоносов для отбора монолитов грунтов должен быть не менее 94 мм при высоте не менее одного и не более двух диаметров. [3]

Учитывая геолого-литологический состав горных пород, выбран грунтонос ГВ-2, пробы будут отбираться способом задавливания. ( рис. №  2 ) [лист 3]

Техническая характеристика грунтоноса

- максимальный наружный диаметр грунтоноса по башмаку – 127 мм

- длина – 605 мм

- наружный диаметр корпуса – 113 мм

- диаметр входного отверстия башмака – 108 мм

- угол заточки башмака – 7 градусов

- масса грунтоноса – 9,3 кг

Обоснование выбора конструкции скважины

Конструкция скважины определяется ее назначением, глубиной и составом проходимых пород. Скважина предназначена для изучения геологического разреза и отбора монолитов грунтоносом ГВ-2, глубина скважин составляет 25 метров.

Так как разрез проектируемой скважины представлен суглинком, глиной, то конструкция скважины будет следующая: от 0 до 3,5 метров скважина будет обсажена колонной труб диаметром 168 мм, а от 3,5 м до 25 м пройдена одним диаметром – 127 мм (рис. ГТН).

Выбор станка и его характеристика

Для бурения скважин будет приниматься буровая установка УБР-2М.

Буровая установка смонтирована на базе автомобиля ЗИЛ-131, на платформе которого установлены складное укрытие и буровой станок.

Оснащение станка гидромеханическим зажимным патроном позволяет механизировать операции по свинчиванию и развинчиванию труб, осуществлять оперативную замену плашек.

Техническая характеристика установки УБР-2М

Номинальная глубина бурения, м

с креплением трубами диаметром 168 мм …………………25

то же, с диаметром 127 мм …………………………………. 30

без крепления трубами ……………………………………... 30

Частота вращения вращателя, об/мин.:

по часовой стрелке …………………………………... 12, 24, 76

против часовой стрелки ……………………………… 17

диаметр проходного отверстия вращателя, мм …………… 255

тип зажимного патрона вращателя ………………………… гидромеханический

наибольший крутящий момент вращателя, кН*м …………. 7

диаметр зажимаемых труб, мм …………..…………………. 73; 127; 168; 219

тип механизма подачи вращателя ………………………….. гидравлический

Ход подачи, мм:

при бурении ……………………………………..…….. 400

при извлечении обсадных труб ………………...…….. 115

Усилие подачи, кН:

грунтонос

ГТН

при бурении……………………………………….……. ≤ 15

при извлечении колонны труб ...................................…. ≤ 80

Тип лебедки …………………………………………………… планетарная

Грузоподъемная сила лебедки, кН …………………………… 18

Средняя скорость навивки каната на барабан лебедки, м/с … 0,5

Тип ударного механизма ……………………………………… оттяжное устройство со свободным сбросом

Частота ударов в 1 мин …………………………………………. 51

Ход ударного механизма, мм …………………………………… 600

Масса ударного снаряда, кг ……………………………………… ≤ 300

Тип приводного двигателя ………………………………. Дизель 2Ч8, 5/11

Мощность двигателя, кВт ……………………………………..…. 8,8

Технология бурения

Технологические приемы ударно-канатного способа бурения зависят от его разновид-ности, глубины и начального диаметра скважины, а также свойств проходимых пород.

Для углубления скважины применяют забивной способ, желонирование и сплошным забоем. Забивной способ используют при наличии всех разновидностей связных нескальных грунтов, желонирование – несвязных грунтов.

При забивном бурении не следует стремиться к увеличению рейсового углубления. Если стакан забивается на глубину большую, чем положено, затрудняется его извлечение из скважины и последующая очистка грунта.

В условиях, когда спуско-подъемные операции занимают малое время по сравнению с процессом бурения, целесообразно чаще производить подъем снаряда, облегчая и ускоряя тем самым процесс очистки стаканов.

В вязких грунтах рекомендуется использовать разъемные стаканы, в несвязных – стаканы с клапанами.

Проектом намечено, что интервал от 0 до 3,5 м будет пройдено желонкой, диаметром 127 мм, с одновременной обсадкой колонной труб диаметром 168 мм. А расстояние от 3,5 до 25 м – стаканом, диаметром 127 мм.

При забивном бурении не следует стремиться к увеличению рейсового углубления.

Рекомендуемые технологические параметры забивного бурения                      Таблица № 11

параметры

Значение параметра при диаметре скважины 89-127 мм

Сила тяжести ударной части забивного патрона, кН

Величина подъема ударного патрона, м

Число ударов забивного патрона, удар/с

Углубление за рейс, м:

в слабосвязных породах

в вязких породах

0,8-1,2

0,6-1

20-25

0,5-0,7

0,3-0,5

Документация при бурении.

Описание образцов в процессе бурения  инженерно-геологических скважин должно обеспечить их правильное наименование, состав, состояние и свойства. Это достигается специальной технологией бурения скважин и соблюдением правил ведения полевой документации.

Особые требования к ведению полевой документации обусловлены:

- практической невозможностью улучшить полевую документацию при камеральных работах;

- стремлением исключить разночтения одних и тех же признаков;

- влиянием погодных условий на качество записи и сохранности документации и, главное, высокой стоимостью буровых работ, результаты которых фиксируются только на полевых документах.

Правила ведения полевой документации сводиться к следующему:

- все полевые документы (буровой журнал, коллекторские журналы, журналы производства наблюдений и т.д.) должны иметь чёткий адрес – наименование организации, экспедиции, партии, отряда; наименование объекта исследований, номер буровой выработки;

- записи должны вестись в определённой последовательности, чётко и ясно без сокращения слов. Цифры пишутся стилизованным шрифтом. Допущенные при описаниях ошибки и описки исправляются зачёркиванием и исправленным описание. Подтертости и исправление «цифра по цифре» не допускается;

- записи ведутся простым мягким карандашом или шариковой ручкой. Применение химического карандаша или чернил не допускается;

- полевая документация должна быть первичной, то есть вестись непосредственно в поле, без ведения промежуточных записей. Переписка ради достижения «чистоты» документа не допускается;

- все исправления в полевой документации, проводимые должностными лицами, должны быть сделаны как дополнительные, заменяющие первоначальную запись и подписаны должностным лицом;

Все полевые документы должны иметь дату ведения на каждый день записи и быть подписаны как документатором, так и соответствующим должностным лицом.

2.5 Опробование

Инженерно-геологическое опробование проводится с целью характеристики состава, состояния и физико-механических свойств пород, состава и свойств грунтовых вод и изучения закономерностей изменения показателей этих свойств в пространстве и во времени в зависимости от природных и искусственных факторов.

От качества опробования зависят: обоснованность выбора типов фундаментов зданий и сооружений; достоверность номенклатурных, нормативных и расчетных показателей пород (параметры фундаментов, глубина их заложения, схемы расчетов системы основание-фундамент и др.); надежность строительства и эксплуатации зданий и сооружений (обеспечение условий сохранения устойчивости и допустимой деформации искусственных сооружений). (ГОСТ 12071-2000)

Проектом предусматривается отбор монолитов в соответствии с ГОСТом 12071-2000«Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов». Размеры образцов и их число должны быть достаточными для выполнения необходимого комплекса лабораторных работ по определению состава, состояния и свойств грунта и отвечать требованиям соответствующих стандартов на методы определения характеристик грунтов. Прил.А, ГОСТ 12071-2000. Он заключается в получении материала горных пород для определения показателей их физико-механических свойств. Эти показатели должны характеризовать как состав, так и состояние грунтов в массиве. 

В пределах контура сооружения высококачественного концентрата и перегрузочного узла с конвейера КВК-1 на КВК-2 в скважинах 4, 6, 8, 2 будет отобрано по 6-7 монолитов из каждого слоя. Таким образом, общее количество монолитов составит – 42.

Методика отбора монолитов из скважин

Отбор монолитов будет осуществляться грунтоносом ГВ-2, способом задавливания.

Количество монолитов принимается в соответствии с указанием СП 11-105-97 пункт П.7.16, в соответствии с этим положением количество монолитов указано в таблице № 12

Количество отбираемых проб монолитов                                                                      Таблица № 12

№ слоя

возраст

наименование пород

кол-во монолитов

1

tQIV

современные техногенные отложения

2

QdII-III

суглинок мягкопластичный

7

3

суглинок твердый

7

4

PII kv

супесь пластичная

7

5

глина твердая, алевритистая

7

6

глина твердая, трепеловидная

7

7

суглинок твердый

7

Всего: 42

Консервация монолитов

Монолиты сразу после отбора должны быть ориентированы ( отмечают верх монолита косым крестом или буквой «В»). Монолиты, отобранные из скважин, необходимо немедленно консервировать во избежание потери влаги, растрескивания или разуплотнения.

 Монолиты следует немедленно изолировать способом парафинирования, туго обматывая его слоем марли, пропитанной смесью парафина с гудроном. Затем весь монолит в марле  надлежит покрыть слоем смеси парафина с гудроном, обмотать вторым слоем марли, пропитанной смесью парафина с гудроном, и еще раз покрыть смесью парафина с гудроном толщиной не менее 2мм. До парафинирования на верхнюю грань монолита следует положить этикетку, завернутую в кальку, покрытую слоем парафина с гудроном.

Смесь парафина с гудроном, применяемая для парафинирования, должна иметь температуру 55-600С.

На этикетке должно быть указано: наименование изыскательской организации или подразделения: экспедиции, партии, отряда; наименование объекта изысканий; в)номер монолита; наименование выработки и ее номер; интервал глубины отбора образца; наименование грунта по визуальному осмотру; должность и фамилия лица, отобравшего образец; дата отбора.

Этикетки должны заполняться четко, простым графитовым карандашом, исключая возможность обесцвечивания или расплывания записей.

Упаковка, транспортировка и хранение монолитов.

Монолиты, предназначенные для транспортировки в лаборатории, должны быть упакованы в ящики. Укладка в ящики производится плотно, с заполнением промежутков между ними опилками, стружкой, сеном или другими мягкими  материалами.

Условия хранения монолитов должны обеспечивать сохранность их влаги и структуры в течение всего времени до окончания лабораторных исследований. Поэтому в полевых экспедициях и партиях монолиты следует хранить в специально приспособленных помещениях, типа подвалов или погребов, с относительной влажностью 50-60 % и температурой 2-20 0С.

Сроки хранения монолитов немерзлого грунта с момента отбора до начала лабораторных испытаний в помещениях или камерах не должны превышать:

1,5 месяца- для скальных грунтов, песков, глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции;

1 месяц- для других разновидностей грунтов.

При отсутствии выше упомянутых требований и соответствующих помещений, срок хранения монолитов не должен превышать 15 суток.

  1.  Опытные инженерные геологические работы

Проектом предусматривается выполнение статического зондирования в 8 точках в соответствии с ГОСТом 19912-2001 и испытания натурных свай в соответствии с ГОСТом 56-86-94. Зондирование проводится с целью уточнения геолого-литологического разреза, получения характеристик для определения несущей способности свай и выбора их параметров.

Статическое зондирование

Зондирование будет выполнено в комплексе с другими видами инженерно-геологических работ:

1)выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различных видов и разновидностей);

2)оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;

3)количественной оценки характеристик физико-механических свойств грунтов (плотности, модуля деформации, угла внутреннего трения и сцепления грунтов и др.);определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени и пространстве;

4)оценки возможности забивки свай и определения глубины их погружения;

5)определения данных для расчета свайных фундаментов;

Сущность метода

Заключается в погружении зонда в грунт, с помощью специальной установки, под действием статической вдавливающей нагрузки с измерением показателей сопротивлению грунта внедрению зонда. По данным измерения сопротивления грунта под наконечником зонда и на боковой поверхности зонда определяют: удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда qс; общее сопротивление грунта по боковой поверхности Qs (для зонда типа I); удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs (для зонда типа II).

Оборудование и приборы

В состав установки для испытания грунта статическим  зондированием  входит:

•зонд (набор штанг и конический наконечник);

•устройство для вдавливания и извлечения зонда;

•опорно-анкерное устройство;

•устройства для измерения нагрузки и показателей сопротивления грунта [2]

При выполнении статического зондирования проектом предусматривается применение зонда с наконечником из конуса и муфты трения (зонд II типа) и установки С - 832 (рис 3). В соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 количество точек зондирования для проектируемого сооружения на свайном фундаменте составит 8 шт.

Техническая характеристика установки С-832

Глубина зондирования - 20 м

Регистрирующая аппаратура – самописцы

Устройства для восприятия реактивных усилий -  анкерные сваи и автомобиль

Масса установки, т – 2,6 ( без автомобиля)

Подготовка к испытанию

Подготовку к работе установки для испытания грунта статическим зондированием выполняют в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации. При необходимости проверяют прямолинейность штанг и степень износа наконечника. Отклонение мачты установки от вертикали не должно превышать 2°. Производят вынос в натуру точек зондирования и горизонтальную планировку площади.

( рис. 3)

Схема конструкции зонда II типа

 

1 - конус;

2 - кожух;

3 - штанга;

4 - муфта трения

Методика проведения испытаний

Статическое зондирование следует выполнять путем непрерывного вдавливания зонда в грунт, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.

Перерывы в погружении зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.

В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.

Показатели сопротивления грунта следует регистрировать непрерывно или с интервалами по глубине погружения зонда не более 0,2м. Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,2 ± 0,3) м/мин.

Испытание заканчивают после достижения конусом зонда заданной глубины или предельных усилий на конусе или на зонд в целом. По окончанию испытания зонд извлекают, а скважину тампонируют. Наличия искривлений, глубоких царапин и повреждений фиксируют в журнале статического зондирования.

Регистрацию показателей сопротивления грунта внедрению зонда производят в журнале испытания, на диаграммной ленте или в блоке памяти системы регистрации.

Обработка результатов испытаний

Камеральную обработку статического зондирования  выполняют на основании данных, внесённых в журнал статического зондирования, или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи.

Количественную оценку характеристик физико-механических свойств грунтов проводят на основе статистически обоснованных зависимостей между показателями сопротивления грунта внедрению зонда и результатами определения характеристик другими стандартными методами.

По данным измерений, полученных в процессе испытания, вычисляют значения qc, fs (для зонда типа II) и строят графики изменения этих величин по глубине зондирования (рис. 4)

По данным статического зондирования определяют несущую способность свай, плотность сложения песков, консистенцию глинистых пород и ориентировочные значения физико-механических характеристик песчано-глинистых пород.

Испытания натурных свай

Проектом планируется выполнить 3 испытания грунта натурными сваями статическими вдавливающими нагрузками в соответствии с требованиями ГОСТ 56-86-94 в скважинах № 2, 4, 8 с целью определения несущей способности свай на вдавливание и зависимости величины перемещений в грунте от нагрузок.

Сущность метода заключается в следующем - осевое задавливание свай в грунт с замером перемещения (осадки) свай от различных нагрузок.

В состав оборудования для испытания свай статической вдавливающей нагрузкой входит устройство для погружения свай и измерительная система.

Нагружение испытываемой сваи производится равномерно с помощью домкрата (рис. 5). На каждой ступени нагружения снимают отчёты по всем приборам для измерения деформации. Нагрузка при испытании натурной сваей  должна быть доведена до значения, при котором общая осадка сваи составляет не менее 40мм.

За критерий условной стабилизации деформации при испытании принимают скорость осадки на данной ступени нагружения, не превышающую 0,1мм за последние 60мин наблюдений, если под нижнем концом залегают песчаные и глинистые грунты от твердой до тугопластичной консистенции.

Разгрузку свай производят после достижения наибольшей нагрузки ступенями, равными удвоенным значениям ступеней нагружения, с выдержкой каждой ступени не менее 15мин.

Отчеты по приборам для измерения деформаций снимают сразу после каждой ступени разгрузки и через 15 мин наблюдений.

В процессе проведения испытаний грунтов натурными сваями ведётся журналы испытаний, а результаты испытаний оформлять в виде графиков зависимостей перемещений сваи от нагрузки, приложенной к свае ( рис. 6 ).

Графики изменения qc и fs по глубине погружения зонда Н             (рис. 4 )

Тип зонда II

Масштаб графиков:

по вертикали: для Н 1 см - 1 м

по горизонтали:

для qc 1 см - 2 МПа (qc ³ 1 МПа); 1 см - 0,2 МПа (qc < 1 МПа)

для fs. 1 см - 20 кПа

Схема установки для испытания грунтов статической вдавливающей нагрузкой      ( рис. 5 )

1 - испытываемая свая; 2 - анкерная свая; 3 – pепеpная система с пpогибомеpами; 4 - домкрат с манометром; 5 -система упоров, балок;10 - теpмометpическое устройство;

(рис. 6)

График зависимости осадки сваи S              График изменения осадки сваи от нагрузки Р                                  S во времени (по ступеням нагружения)

  1.  Топографо-геодезические работы

8 скважин  и 8 точек зондирования и 3 испытания натурных свай планируется выносить на местность и производить планово-высотную привязку по топографическим картам масштаба 1:1000.

Перед выполнением полевых работ все скважины и точки зондирования необходимо вынести в натуру методом теодолитных ходов, точностью 1:500 по заранее вычисленным направлениям и расстояниям от пунктов триангуляции. Углы поворотов теодолитных ходов точности 1:500 планируется измерять теодолитом, а линии измеряются двадцатиметровой лентой.

По окончанию бурения и опытных работ все скважины и точки зондирования на участке работ планируется привязать проложением теодолитных ходов точности 1:2000. Высоты пробуренных скважин вычисляются из теодолитных ходов, для чего измеряют вертикальные углы на точках хода в прямом и обратном направлении при двух положениях круга. Невязких ходов при вычислении высот считаются по формуле: L; где L - длина хода, м.

  1.  Лабораторные исследования

Выполняются в соответствии с СП 11-105-97 (приложение Г) и предназначены для определения количественных показателей, которые обуславливают прочность и устойчивость грунтов при длительном взаимодействии с сооружением. Все показатели, определяемые в лаборатории, приводятся в таблице №  12.

Таблица № 12

№ п/п

наименование показателей

индекс

единица измерения

ГОСТ

количество определе-ний

примеча-ние

глинистые грунты

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Плотность

Плотность частиц

Влажность

Пластичность

Компрессионные испытания по 1 кривой

Консолидированный срез

ρ

ρs

W

IP, wL, wP

E0, a

C, φ

г/см3

г/см3

%

%

кг/см2, см2/ кг

кг/см2, град

5180-84

5180-84

23001-90

23001-90

12248-11

12248-11

42

42

42

42

42

42

Методика проведения испытаний

Все лабораторные определения показателей свойств грунтов выполняются в соответствии с ГОСТом.

Плотность грунта 

определяется методом режущих колец и рассчитывается по формуле:

ρ = mт+mв/Vт+Vп г/см3, где

mт - масса твёрдых частиц;

mв - масса воды;

Vт - объем твёрдых частиц;

Vп - объём пор;

 Плотность частиц грунта

определяется пикнометрическим методом и рассчитывается по формуле:

ρs = mт/Vт г/см3 , где

mт - масса твёрдых частиц;

Vт - объем твёрдых частиц;

Естественная влажность 

определяется термовесовым способом и рассчитывается по формуле:

W = ( m1-m2/m2-m0) * 100%, где

m1 - масса бюксы;

m2 -масса влажного грунта;

m0 -масса высушенного грунта;

 Верхний предел пластичности  (WL)

определяется по методу балансирного конуса Васильева и рассчитывается по формуле:

WL = ( m1-m2/m2-m0) * 100%, где

m1 - масса бюксы;

m2 -масса влажного грунта;

m0 -масса высушенного грунта;

Нижний предел пластичности (WP) 

определяется методом раскатывания жгутиков глинистых грунтов диаметром 3 мм.

WP = ( m1-m2/m2-m0) * 100%, где

m1 - масса бюксы;

m2 -масса влажного грунта;

m0 -масса высушенного грунта;

Число пластичности (IP)

рассчитывается по формуле: IP =  WL  + WP, %

Для определения сжимаемости пород выполняют  компрессионные испытания. Грунт подвергается сжатию в жёстком кольце по ступеням, при этом наблюдается уменьшение объёма пор. Величина сжатия выражается построением компрессионной кривой.

Сжимаемость пород

характеризуется двумя основными показателями: E0, a

a -коэффициент сжимаемости, который рассчитывается по формуле: a= e1- e2/ P2- P1, см2/кг, где

e - Коэффициент пористости;

P- соответствующая нагрузка на грунт;

Для определения сопротивления грунтов сдвигу в лабораторных условиях выполняют одноплоскостной срез, который заключается в перерезании цилиндрического образца, уплотнённого при заданном нормальном давлении путём сдвига одной его части по отношению к другой в заранее фиксированной плоскости и определения возникающих при этом сдвигающих усилий. По полученным данным строят график зависимости. [1]

График зависимости e = f (p)

  1.  Камеральная обработка

При инженерно-геологических изысканиях камеральные работы ведутся непрерывно и направлены на систематизацию материала, полученных при полевых и лабораторных исследованиях, их анализу и составлению отчета с требованиями СНиП 11.02-96.

На основе камеральных проработок уточняется система размещения выработок и их опробования для более достоверного обоснования границ инженерно-геологических элементов.

Камеральные работы разделяются на текущую и окончательную камеральную обработку.

Текущая камеральная обработка: производится в полевых условиях, ее целью является предварительная обработка полученных в ходе материалов. В состав текущей камеральной обработки входит:

  1.  Обработка и систематизация первичной документации бурения, составление колонок по скважинам
  2.  Обработка полевых испытаний свойств грунтов – расчеты, составление графиков, оформление паспортов
  3.  Обработка результатов лабораторных исследований свойств грунтов – расчеты, составление сводных ведомостей результатов определений.

Окончательная камеральная обработка

Заключается в статической обработке результатов лабораторных исследований, определении нормативных и расчетных значений показателей и составлении технического отчета по инженерно-геологическим работам. Статическая обработка проводится с целью выявления однородности распределении показателей свойств в пределах выделенного инженерно-геологического элемента, определения «отскоков» и вычислении расчетных показателей характеристик пород в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-96.

В начале осуществляется статическая обработка физических свойств пород, потом при помощи графиков рассеивания и нанесения значений показателей на разрезы определяют, есть ли какая-либо закономерность в распределении этих показателей в пространстве.

Простейшая статистическая обработка приведена на стр. 23.

В состав технического отчета входят следующие главы:

1.Ведение.

Основание для производства работ, задачи инженерно - геологических изысканий, местоположение района инженерных изысканий, данные о проектируемом объекте, виды и объемы проектируемых работ.

2.Изученность инженерно – геологических условий.

Характер, название и границы участков ранее выполненных инженерных изысканий и исследований, наименование организаций – исполнителей.

3.Геологическое строение.

Приводятся: уточненная характеристика геологического строения и описание выделенных инженерно – геологических элементов, условий их залегания на участке проектируемого строительства.

4.Гидрогеологические условия.

Уточняются гидрогеологические параметры, агрессивность к бетону и коррозионная активность подземных вод и грунтов к металлам.

5.Свойства грунтов.

Для каждого здания приводятся результаты статистической обработки показателей свойств грунтов с учетом ранее выполненных инженерных изысканий, нормативные и расчетные характеристики физических, деформационных и прочностных свойств грунтов при соответствующих доверительных вероятностях по каждому окончательно выделенному инженерно – геологическому элементу, уточняется прогноз изменений свойств грунтов в связи с проектируемым строительством и эксплуатацией объектов.

6.Инженерно – геологические и геологические процессы.

Более детальные данные по каждому участку проектируемого здания, уточненный прогноз дальнейшего развития процессов в сферах их взаимодействия с геологической средой и рекомендации по инженерной защите. 

7.Заключение.

Краткие результаты выполненных инженерно-геологических изысканий и рекомендации для принятия проектных решений по проведению дальнейших инженерных изысканий и необходимости выполнения специальных работ и исследований.

К отчету прилагается графическая часть технического отчета для разработки рабочей документации.

Графическая часть технического отчета для разработки рабочей документации должна содержать:

- карты фактических материалов по площадкам

- инженерно-геологические разрезы

- графики зондирования, материалы обработки результатов полевых исследований грунтов

- колонки или описания горных выработок

При составлении графической части технического отчета следует принять условные обозначения в соответствии с ГОСТ 21.302.-96.

Приложения к техническому отчету (п.4.22.) должны содержать:

- таблицы лабораторных определений показателей свойств грунтов и химического состава подземных вод с результатами их статической обработки;

- таблицы результатов полевых исследований грунтов, стационарных наблюдений и других работ в случае их выполнения;

- описание точек наблюдений (или их результаты в иной форме);

- каталог координат и отметок выработок, точек зондирования, геофизических исследований и при необходимости других материалов.

3. Мероприятия по охране окружающей среды

В Российской Федерации приняты законы об охране природы – «Закон о недрах», «Основы водного законодательства», «Закон о Земле», об охране лесов, атмосферного воздуха и животного мира.

Согласно к основным требованиям по охране окружающей среды при производстве геологоразведочных работ проектом предусматриваются следующие виды работ:

• рекультивация нарушенных земель;

• охрана растительности;

• охрана воздушного бассейна;

• охрана подземных вод от загрязнения.

Рекультивации подлежат все земельные участки, используемые под буровые площадки. При планировании площадок снимают плодородный слой почвы, складируется отдельно и сохраняется для восстановления плодородия земли.

Не допускается загрязнение почвы горюче-смазочными материалами и другими отходами. Они собираются в ёмкость, а затем вывозятся для захоронения в специальные места.

По окончанию бурения скважины ликвидируются путём засыпки ствола скважины глиной с послойным трамбованием.

Охрана растительности будет заключаться в соблюдении правил пожарной безопасности.

Охрана воздушного бассейна заключается в контроле двигателей  внутреннего сгорания, в поддержании их в исправном состоянии, в контроле за содержанием выхлопных газов.

Охрана подземных вод от загрязнения заключается в ликвидационном тампонаже ствола буровых скважин.

Приказом по отделу назначается ответственное лицо по защите окружающей среды и проведению работ в соответствии с ГОСТами. Лица, виноватые в загрязнении окружающей среды и отклонениях от ГОСТов, несут административную и уголовную ответственность.

  1.  Техника безопасности и охрана труда.

Проектируемые работы необходимо выполнять в соответствии с «Правилами безопасности при геологоразведочных работах», правила пожарной безопасности и другими нормативными документами. [6]

Охрана труда выполняется в соответствии с требованиями техники безопасности, изложенными в системе стандартов по безопасности труда.

Правила безопасности при буровых работах.

При производстве буровых работ запрещается:

А) работать на буровых станках со снятыми или неисправными ограждениями (шпинделя, низа ведущей трубы, барабана лебёдки, передач привода и т.д.);

Б) оставлять свечи незаведёнными за палец вышки (мачты);

В) поднимать бурильные колонковые и обсадные трубы с приёмного моста и опускать их при скорости движения элеватора, превышающей 1,5 м/с;

Г) перемещать в шпинделе бурильные трубы во время вращения шпинделя и при включённом рычаге подачи;

Д) свинчивать и развинчивать трубы во время вращения шпинделя.

Правила безопасности при проведении опытов статического зондирования.

Перед началом работ необходимо проверить:

А) надёжность крепления, сносность и центровку её со скважиной, а также горизонтальность площадки;

Б) исправность гидравлических систем установки.

При производстве испытаний запрещается: нахождение людей вблизи гидравлических домкратов.

Меры безопасности при проведении лабораторных работ.

При работе с компрессионным и сдвиговым  инженерно-геологическими приборами нужно выполнять следующие требования:

  1.  До снятия нагрузки запрещается оставлять прибор без надзора.
  2.  Подходить к прибору разрешается только по снятии отчёта по индикатору.
  3.  Запрещается лицам, работающим на сдвиговых приборах находиться в плоскости действия рычага.
  4.  Детали приборов следует периодически осматривать, для выявления степени деформации.
  5.  Запрещается: включать сушильный шкаф без заземления; загружать шкаф легковоспламеняющимися веществами.

  1.  Сводная таблица видов и объёмов работ                      Таблица № 14

№ п/п

Виды работ

Единицы измерений

Объемы работ

1

Ударно-канатное бурение скважин диаметром 127 мм глубиной 25 м

Категория пород по буримости

I – современные техногенные отложения

II – суглинок мягкопластичный

III – суглинок твердый

IV – супесь пластичная

V – глина твердая алевритистая

VI – глина твердая, трепеловидная

VII – суглинок твердый

м

м

м

м

м

м

м

2

Инженерно-геологические работы

Статическое зондирование

Испытание натурных свай

Отбор монолитов

точка

точка

монолит

8

3

42

3

Лабораторные работы:

Плотность

Плотность частиц

Влажность

Пластичность

Компрессионные испытания по 1 кривой

Консолидированный срез

опыт

опыт

опыт

опыт

опыт

опыт

42

42

42

42

42

42

Заключение

В результате выполнения запроектируемых видов работ будут:

а)уточнено распространение условия залегания, генезис, возраст, мощность и физико механические свойства горных пород, залегающих в основании зданий, гидрогеологические условия и геологические процессы;

б)выделены инженерно-геологические элементы, как основные структурные единицы инженерно-геологической модели;

в)составлена инженерно-геологическая модель основания и среды сооружения;

г)установлены обобщенные и нормативные значения показателей физико-механических свойств грунтов применительно к выделенным инженерно-геологическим элементам.

По завершении комплекса инженерно-геологических исследований и обработки соответствующей информации составляется и выдается заказчику технический отчет со следующими приложениями:

1.План расположения выработок;

2.Литологические колонки скважин;

3.Инженерно-геологические разрезы;

4.График статического зондирования и испытания натурных свай;

5.Лабораторные ведомости физико-механических свойств грунтов.

Список используемой литературы:

  1.  Дмитриев В. В., Ярг Л. А. «Методы и качество лабораторного изучения грунтов» : учебное пособие/ В. В. Дмитриев, Л. А. Ярг. – М. : КДУ, 2008. – 542 с.;
  2.  Солодухин М. А., Архангельский И. В. Справочник техника-геолога по инженерно-геологическим и гидрогеологическим работам. – М., Недра, 1982;
  3.  Ребрик В.М. Бурение скважин при инженерно-геологических изысканиях. – М.: Недра, 1983;
  4.  Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Специальная инженерная геология.- Л.,Недра, 1978;
  5.  Фролов А.Ф., Коротких Н.В. Инженерная геология. – М.: Недра, 1990;
  6.  Безопасность и охрана труда при геологоразведочных работах – Новочеркасск ЮРГТУ (НПИ), 2006 г.;
  7.  СП  11-105-97. – М.: 1997 г. (часть 1) Общие правила производства работ;
  8.  СНиП 11.02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения;
  9.  СНиП 2.02.01 – 83. –М.: 1985 г. Основания зданий и сооружений;
  10.  СНиП 2.02.03 – 85 Свайные фундаменты;
  11.  Фондовый материал. Материал, собранный на производственной практике;
  12.  ГОСТ 25100-2012. Грунты. Классификация.
  13.  ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим зондированием;
  14.  ГОСТ 205.22-96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний;
  15.  ГОСТ 12071-2000 г. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование 
    и хранение образцов;
  16.  ГОСТ 56-86-94. Испытания натурных свай;
  17.  ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
  18.  ГОСТ 23001-90. Грунты. Методы лабораторных определений плотности и влажности.
  19.  ГОСТ 12248-11. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
  20.  ГОСТ 21302-96. Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям;
  21.  ССН выпуск 1, часть 1 и 4; выпуск 5; выпуск 7
  22.  СНОР выпуск 1, часть 4; выпуск 5; выпуск 7
  23.  Интернет-ресурсы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15780. Индекс товарооборота фактических ценах 14.99 KB
  Индекс товарооборота фактических ценах Общий индекс товарооборота стоимости реализованных товаров: где p1q1 – товарооборот отчётного периода; р0q0 – товарооборот базисного периода. Знак означает что суммируются стоимости различных товаров. Количество с
15781. Индекс физического объёма товарооборота 15.02 KB
  Индекс физического объёма товарооборота также может быть построен по двум схемам: В этих индексах индексируемой величиной является количество товара q а весами цены базисного p0 или отчётного p1 периода. Индекс физического объёма това
15782. Индексы переменного состава, постоянного состава, структурных сдвигов 14.19 KB
  Индексы переменного состава постоянного состава структурных сдвигов. Индекс переменного состава показывает динамику среднего показателя как за счет применения индексируемой величины так и за счет изменения весов по которым взвешивается средняя т.е. влияние обоих ...
15783. Индивидуальные индексы и их свойства 39.33 KB
  Индивидуальные индексы и их свойства. Индивидуальные индексы рассчитываются для однородных совокупностей. Они представляют собой отношение уровня экономического явления в отчётном периоде к его уровню в базисном периоде. В общем виде этот индекс может быть записан в в...
15784. Компоненты уровня ряда динамики 11.64 KB
  Компоненты уровня ряда динамики. Ряд динамики может быть подвержен влиянию факторов эволюционного и осциллятивного характера а также находиться под влиянием факторов разного воздействия. Такие изменения динамического ряда называются тенденцией развития или трендо
15785. Анализ транспортной сети и грузоперевозок 156.5 KB
  Главной задачей транспорта является своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках. Эффективность организации транспортного процесса и управление им
15786. Мода и медиана. Способы вычисления 30.08 KB
  Мода и медиана. Способы вычисления При изучении вариации применяются и такие характеристики вариационного ряда которые описывают количественную его структуру. Таковы медиана и мода. Медиана – это значение признака делящее пополам ранжированный упорядоченный вари
15787. Основные тенденции(тренда) ряда динамики и методы её распределения 17.77 KB
  Основные тенденциитренда ряда динамики и методы её выявления. Закономерности изменения явления во времени не проявляются в каждом конкретном уровне ряда. Это связано с действием на явления общих и случайных причин. Поэтому в статистике для выявления закономерности ил...
15788. Относительные величины и их виды 15.04 KB
  Относительные величины и их виды. Относительная величина – мера количественного соотношения статистических показателей которая отражает относительные размеры социальноэкономических явлений. Относительная величина получается как частное от деления одной величин