Геолого литологическая колонка

1. Построение геолого-литологической колонки буровой скважины

1.1 Что такое геолого-литологическая колонка

Геолого-литологическая колонка – это чертеж, изображающий специальными условными знаками в определённом масштабе последовательность напластований горных пород (грунтов) в геологическом разрезе. Данные для построения геолого-литологической колонки берутся по результатам инженерно-геологических изысканий.

Геолого-литологическая колонка представляет собой таблицу из восьми (или больше) вертикальных граф (рисунок 1), включающих:

— геологический индекс;

— номер слоя;

— глубина залегания слоя;

— мощность слоя;

— отметка подошвы слоя;

— описание пород;

— литологическая колонка;

— абсолютная отметка уровня грунтовых вод.

Геолого-литологическая колонка строится в масштабе (1:100, 1:50), который выбирается таким образом, чтобы на ней можно было бы отразить все основные особенности геологического строения толщи грунта. Колонка вычерчивается на миллиметровой бумаге формата А4. Особенности составления таблицы инженерно-геологической колонки описаны ниже в разделах данных методических указаний.

Геолого-литологическая колонка строится по материалам задания для любой скважины по выбору студента, которой встречено не менее трех слоев пород.

Рис.1. Геолого-литологическая колонка

1.2. Геологический индекс

Геологический индекс горной породы записывается в первой графе геолого-литологической колонки и состоит из генетической и возрастной части.

Генетическая часть индекса обозначает способ происхождения

(генезис) горной породы, описывается буквами латинского алфавита

и принимается в соответствии с таблицей 1.

Возрастная часть индекса включает обозначение системы (Q – четвертичный период кайнозойской эры), раздела и подраздела (римские цифры от I до IV), а также горизонта (арабские цифры в виде верхнего или нижнего индекса). Она принимается в соответствии с геохронологической шкалой (таблица 2).

По происхождению все горные породы делятся на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические (преобразованные). Магматические и метаморфические слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.

Осадочные горные породы имеют различное происхождение (генезис) в результате деятельности какого-либо геологического процесса и разделены на различные генетические типы. В таблице 1 представлены основные генетические типы пород с кратким их описанием.

Таблица 1.

Индексы генетических типов пород

Генетический тип

Индекс

Краткое описание

Элювиальный

е

Продукты выветривания, оставшиеся на месте формирования. В зависимости от характера материнских пород и типа выветривания обладают различным механическим составом — от глыб до глин, слоистость и сортировка материала отсутствует.

Хемогенный

Отложения химического происхождения

Биогенный

Продукты отмирания, главным образом растительности, накапливаются или непосредственно на поверхности земли или в болотах, представлены преимущественно торфом.

Коллювиальный

Смещенные вниз по склону исключительно под влиянием силы тяжести продукты главным образом физического выветривания. Накапливаются у основания склона и в нижней его части в виде конусов осыпей, обвальных нагромождений. Состав и цвет отложений соответствует породам, от которых обломки отделились.

Солифлюкционный

Образуется при медленном вязкопластичном течении рыхлых сильно переувлажненных отложений. Формируются в результате медленного или быстрого «течения» вниз по склону переувлажненного грунта. Образуют оплывины, натечные террасы и другие формы рельефа. Состав соответствует составу пород, слагающих склон; наблюдается неправильная, часто «смятая в складки», мелкая слоистость.

Делювиальный

Отложения, накопившиеся в нижней части склонов при плоскостном стоке дождевых и талых вод. Отлагается мелкими струйками и тонкими (безрусловыми) потоками, образующимися при выпадении дождей и таянии снега. Накапливается на поверхности склонов в виде тонкого чехла, увеличивающегося по мощности к основанию склона, где делювий нередко слагает мощные шлейфы. Наблюдается тонкая, параллельная склону слоистость. Гранулометрический состав уменьшается вниз по склону.

Аллювиальный

а

Формируется постоянными водными потоками в речных долинах и отлагается в русле реки, на пойме, в старицах. Русловым аллювием сложены отмели и косы. Это хорошо промытый ритмично сортированный песчаный или более грубый материал с крупной косой слоистостью. Встречаются прослои более тонкого алеврито-глинистого состава. Пойменные отложения формируются в половодье, для них характерна меньшая сортировка пеcчано-алевритовых осадков, обладающих волнистой слоистостью, обычны растительные остатки. Старичный аллювий формируется в отмерших руслах рек и по своим особенностям весьма близок к озерным отложениям.

Пролювиальный

р

Отложения временных потоков, главным образом, в виде устьевых конусов выноса. Обломки обычно плохо окатаны и сортированы. От вершины конусов к их подножью механический состав отложений может меняться от гальки и щебня с песчано-глинистым заполнителем до более тонких и отсортированных осадков — нередко лессовидных супесей и суглинков.

Гляциальный

Образованы непосредственно глетчерным льдом и отложены под движущимся ледником (основная морена), у его края (конечная морена) или при вытаивании из неподвижного льда (абляционная морена). Механический состав очень разнообразен — от валунов до суглинков, сортировка, как правило, плохая, слоистость обычно отсутствует, иногда имитируется полосчатостью, связанной с попеременным поступлением продуктов разрушения пород разного состава. Глинистые разности характеризуются большой уплотненностью.

Флювиогляциальные

Водноледниковые. Откладываются потоками талых вод ледника. Представлены галькой, гравием и песками с косой слоистостью, сортировка обломочного материала различна. Слагают характерные формы рельефа — озы, камы, зандры.

Эоловый

Песчаные и пылеватые частицы, перенесенные ветром и отложенные на поверхности земли. Песчаные частицы часто округлые, хорошо сортированные, нередко с матовой поверхностью. Слоистость обычно отсутствует, иногда ясная косая. Кроме песков отложения могут быть представлены лессами и вулканическим пеплом.

Техногенный

Образуются в результате строительных работ, переработки полезных ископаемых и других видов деятельности человека (отвалы горных выработок, плотины, дамбы, насыпи, ирригационные наносы и др.). По способу накопления отдельные разновидности близки к различным природным генетическим типам отложений.

Пример расшифровки геологического индекса горной породы:

gQII4 – ледниковые отложения четвертого горизонта среднего плейстоцена.

g – обозначение генезиса, в данном случае гляциальные, ледниковые отложения (таблица 1).

Q – обозначение периода геологической эры – четвертичный (таблица 2).

II – раздел периода – средний плейстоцен.

4 – обозначение горизонта — лихвинский (межледниковый).

аQIV – аллювиальные современные отложения.

Таблица 2.

Геохронологическая шкала

Эон

Эра

Период

Воз-раст, млн. лет

Типичные организмы

Цвет на геологической карте

Фанерозой

Кайнозойская KZ

Четвертичный Q (антропогеновый):

Голоцен (соврем.) Q4

Плейстоцен Q1-Q3

(верхний, средний, нижний)

1,6

человек

Голубовато- и желтовато-серый

Третичный Tr

Неогеновый N:

Плиоцен N2

Миоцен N1

Палеогеновый P:

Олигоцен P3

Эоцен P2

Палеоцен P1

23,5

Млекопитающие, цветковые растения

Светло-желтый, темно-желтый

Мезозойская MZ

Меловой K

Юрский J

Триасовый T

Цветовые растения, динозавры, птицы, млекопитающие

Зеленый, синий, фиолетовый

Палеозойская PZ

Пермский P

Каменноугольный C

Девонский D

Амфибии, споровые, рыбы, летающие насекомые

Оранжевый, серый, коричневый

Силурийский S

Ордовикский O

Кембрийский E

Первые беспозвоночные

Серо-зеленый, оливковый, сине-зеленый (темный)

Криптозой (докембрий)

Простерозойская

Примитивные одноклеточные организмы

Розовый

Архейская

Более 3800

Темно-розовый

Описание колонок буровых скважин

Стр 1 из 4

ДАННЫЕ, ВЫБОР ЗАДАНИЯ, ОФОРМЛЕНИЕ

1. Тема курсовой работы – «Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении».

2. Исходные данные:

• карта фактического материала, содержащая сведения о рельефе и размещении разведочных скважин (рис. 1–10);

• геолого-литологические колонки по разведочным скважинам (табл. 1);

• сведения о гранулометрическом составе грунтов первого водоносного слоя (табл. 2);

• сведения о физико-механических свойствах грунтов первого водоносного слоя и первого водоупора (табл. 3);

• результаты химического анализа грунтовых вод (табл. 4);

• сведения о параметрах объектов и их размещение в пределах пло-щадки (выдаются преподавателем после выполнения п. 1. 2 работы).

3. Приложения (1–10) содержат вспомогательные сведения для выполнения задания.

4. Выбор задания. Всего предлагаются 10 вариантов карты фак-тического материала. Номер варианта и соответственно карты уста-навливается по последней цифре шифра (номер зачетной книжки). В пределах одной карты линии геологических разрезов задаются пре­подавателем.

5. Оформление курсовой работы. Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки объемом 10–15 страниц, пишется с одной стороны стандартного листа формата А4, слева оставляются поля для брошюровки (можно использовать тонкую ученическую тетрадь). Записка должна иметь оглавление, сквозную нумерацию страниц, рисунков, таблиц.

В записке необходимо выделить введение, основную часть и заключение, а также список использованной литературы.

2. СОДЕРЖАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Введение. Сообщаются общие сведения о роли подземных вод в процессе строительства и эксплуатации застроенных территорий.

2.1. Геологические условия

1. Оценить рельеф на основе анализа плана участка в горизонталях, указать абсолютные отметки, колебания высот, наличие неровностей микрорельефа, общий уклон, наличие склонов и их углы.

2. Построить геолого-литологический разрез по описаниям колонок буровых скважин (см. табл. 1). Правила построения разреза приведены в прил. 1.

3. Для грунта первого слоя, не имеющего наименования (табл. 1) выполнить следующее:

• установить его наименование по ГОСТ, руководствуясь прил. 2 (табл. 2.1) для несвязных грунтов, используя результаты гранулометрического анализа табл. 2; для связных, используя число пластичности Ip (табл. 2. 3);

• руководствуясь прил. 3, построить график гранулометрического состава и определить следующие характеристики грунта: 1) действующий d10 и контролирующий d60 диаметры; 2) степень неоднородности Сu по ГОСТ; 3) суффозионную устойчивость; 4) ориентировочное значение коэффициента фильтрации k; 5) высоту капиллярного поднятия hк;.

4. Выделить инженерно-геологические элементы (ИГЭ) в пределах пробуренной толщи, руководствуясь прил. 4.

5. Указать глубину залегания коренных пород и характеристик их кровли (уклон, расчлененность).

6. Установить категорию сложности инженерно-геологических условий по геологическим факторам (разрезу), используя прил. 5. Указать слабые ИГЭ.

7. На разрез нанести контуры котлована и траншеи, заданные преподавателем.


2.2. Гидрогеологические условия

Описание составляется на основе анализа колонок буровых скважин, геолого-литологического разреза и карты гидроизогипс.

1. Для разреза в целом устанавливают:

• количество водоносных горизонтов (слоев);

• тип по условиям залегания (грунтовые, межпластовые, верховодка и др.);

• наименование водовмещающих и водоупорных слоев;

• глубину залегания и мощность каждого водоносного горизонта (слоя);

• величину напора Низб для напорных водоносных горизонтов.

2. Для горизонта грунтовых вод построить карту гидроизогипс (прил. 6) и нанести на нее контуры котлована и траншеи. По карте установить:

• направление потока и его характер (плоский, радиальный);

• величину гидравлического градиента i и скорость потока на уча­стках с максимальным и минимальным перепадом уровней грунто­вых вод;

• участки возможного подтопления, используя для этого данные о геологическом строении площадки и заглублении сооружений.

3. По данным химического анализа грунтовых вод (табл. 4), руководствуясь прил. 7, выполнить следующее:

• составить формулу химического состава воды,

• дать наименование воды,

• определить виды агрессивности воды к бетону, используя табл. 7.3 прил. 7 и СНиП 2.03.11-85;

4. Определить категорию сложности участка по гидрогеологическим факторам (прил. 5).

2.3. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении

1. Начертить схему котлована и траншеи1 в условиях построенного разреза, указав на нем численные значения следующих отметок: при-родной поверхности NL и поверхности водоносного горизонта WL (при

наличии у них уклона принимают среднее значение отметки); дна котлована dL и поверхности водоупорного слоя BL (рис. 8.1, 8.2 прил. 8).

Установить тип выемки.

2.Выбрать расчетную схему притока Q к котловану и траншее, учитывая тип выемки (совершенный, несовершенный) и характер потока (плоский, радиальный), руководствуясь прил. 8.

3.Определить величину водопонижения S.

4. Рассчитать приведенный радиус котлована rо (в случае использования метода «большого колодца»).

5. Установить радиус (зону) влияния водопонижения R: расчетом по эмпирической формуле и по таблице средних значений; для короткого котлована – с учетом величины rо.

6. Рассчитать мощность «активной зоны» для несовершенной выемки.

7. Установить возможность поступления воды в осушаемый котлован (траншею) из поверхностного водоема.

8.Рассчитать величину водопритока Q.

2.4. Прогноз процессов в грунтовой толще, связанных

с понижением уровня грунтовых вод

1.Механическая суффозия в откосах выемки:

• определить величину гидравлического градиента i при водопонижении в котловане и траншее;

• указать степень неоднородности грунта Сu, установленную ранее;

• на график прогноза суффозионного выноса (прил. 9) нанести точки, соответствующие значениям i и Сu, для котлована и траншеи;

• сделать вывод о возможности развития суффозии; описать виды деформаций в грунтовой толще и их воздействие на сооружение;

• предложить профилактические мероприятия.

2.Фильтрационный выпор в дне выемки.

3. Оседание поверхности земли.

Для решения этой задачи величина понижения первоначального уровня водоносного горизонта S принимается равной 2 м для всех вариантов. Показатели свойств грунта приведены в табл. 3, а формулы для расчетов — в прил. 9.

При наличии в пределах водоносного горизонта двух и более видов грунта (различающихся по составу, состоянию и свойствам) осадка рассчитывается для каждого выделенного инженерно-геологического элемента (ИГЭ).

2.5. Оценка воздействия напорных вод на дно котлованов и траншей

При оценке воздействия напорных вод на дно котлованов и траншей необходимо:

• рассчитать давление напорных вод pw;

• рассчитать давление грунта («целика») pгр в основании котлована (траншеи);

• установить возможность прорыва напорных вод или разуплотнения грунта в дне котлована;

• предложить варианты безопасного ведения работ;

• оценить возможность оседания поверхности при снижении напоров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Дать характеристику участка на основе анализа рельефа и разреза; указать выделенные ИГЭ и оценить категорию сложности по этим факторам.

2. Оценить категорию сложности участка по гидрогеологическим и гидрохимическим факторам.

3. Перечислить неблагоприятные процессы в грунтовой толще, связанные с техногенным воздействием при строительном освоении территории.

4. Оценить категорию сложности инженерно-геологических условий в целом.

5. Указать необходимые защитные мероприятия.

ДАННЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ИЗЫСКАНИЙ

Карты фактического материала

Рис. 1. Участок 1, Масштаб 1:2000

Рис. 2. Участок 2, Масштаб 1:2000

8
Рис. 5. Участок 5, Масштаб 1:2000

Рис. 6. Участок 6, Масштаб 1:2000

Рис. 7. Участок 7, Масштаб 1:2000

Рис. 8. Участок 8, Масштаб 1:2000

10

Рис. 9. Участок 9, Масштаб 1:2000

Рис. 10. Участок 10, Масштаб 1:2000

Таблица 1

ГОСТ 25100-95. ГРУНТЫ

Таблица 2.1

Примечание: При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта указывается вид заполнителя и его состояние.

Таблица 2.2

Таблица 2.3

Таблица 2.4

Таблица 2.5

31
Приложение 3

СОСТАВА

Суммарная кривая гранулометрического состава может быть построена в обыкновенном или в полулогарифмическом масштабах. В первом случае по оси абсцисс откладывают диаметры частиц в мм, во втором – значения, пропорциональные десятичным логарифмам диаметров (этот прием позволяет сократить длину оси абсцисс при содержании в грунте частиц от крупнообломочных до глинистых). По оси ординат в обоих случаях откладывают проценты содержания фракций нарастающим итогом (отсюда название «суммарная кривая»).

Порядок построения кривой в полулогарифмическом масштабе:

1. На основе результатов гранулометрического анализа (табл. 3.1) составляют вспомогательную таблицу «полных остатков» (табл. 3.2). Для этого последовательно суммируют содержание фракций в процентах, начиная с наиболее мелкой.

Таблица 3.1

Результаты гранулометрического анализа (дано в задании)

Таблица 2

Вспомогательная таблица полных остатков

(составляется студентом)

2. Выбирают масштаб графика (рис.3.1 прил.3). Рекомендуемый масштаб: по оси ординат 1 см – 20 или 10 %, по оси абсцисс 4 см соответствует lg 10 = 1. В начале координат на оси абсцисс ставят обычно число 0,001, а затем откладывают отрезок 4 см вправо 3–4 раза, делая отметки и ставя против них последовательно числа 0,01; 0,10; 1,00; 10.

3. Расстояния между каждыми двумя отметками делят на девять частей пропорционально логарифмам чисел 2,3,4,5,6,7,8,9 и с учетом выбранного масштаба. В нашем случае основание шкалы lg 10 = 1 соответствует отрезку длиной 4 см, тогда lg 2=0,3 будет соответствовать отрезку 0,3∙4=1,2 см; lg 3=0,48 будет соответствовать отрезку 0,48х4=1,9 см и т.д. до девяти.

4. По данным табл.2 на график наносят соответствующие точки, которые соединяют плавной кривой. Пример суммарной кривой приведен на рис.3.1.

Рис. 3.1. Суммарная кривая гранулометрического состава

Практическое применение суммарной кривой:

· нахождение d10 – действующего и d60 – контролирующего диаметров.

Из точек на оси ординат, соответствующих 10% и 60% проводят линии параллельно оси абсцисс до пересечения с кривой; из точек пересечения опускают перпендикуляры на ось абсцисс; полученные на ней точки покажут соответственно значения d10 и d60 .

· определение степени неоднородности гранулометрического состава производят по формуле Cu= d60 /d10. Крупнообломочные грунты и пески считаются неоднородными при Cu > 3. Грунты считаются суффозионно неустойчивыми при Cu > 10.

· определение ориентировочных значений коэффициента фильтрации k (м/сут) для песков по эмпирическим формулам: k=Сd210, где С — эмпирический коэффициент, зависящий от гранулометрического состава (для чистых и однородных песков С принимают 1200¸800, для пылеватых и глинистых 800¸400); формула применима при степени неоднородности Сu меньше 5 и значениях d10 > 0,1. Если это условие не соблюдено, то значения k принимают по таблицам средних значений (прил.8) или определяют экспериментально.

· определение ориентировочных значений высоты капиллярного поднятия hk, (см) по эмпирической формуле:

Приложение 4

Приложение 7

Химической формулы воды.

1. Перевод из ионной формы в эквивалентную: содержание иона в мг/л делят на его эквивалентную массу, получают содержание иона в мг×экв.

2. Вычисляют сумму катионов и сумму анионов в мг×экв (теоретически они должны быть равны, но возможны небольшие расхождения).

3. Перевод из эквивалентной формы в процент-эквивалентную: сумму катионов в мг×экв принимают равной 100 %; зная содержание каждого катиона в мг×экв, находят его содержание в %-экв., решая пропорцию. Аналогично поступают с анионами.

4. Вычисляют сумму катионов, сумму анионов и общую сумму ионов М, выраженные в мг/л.

5. Составляют химическую формулу воды в виде псевдодроби:

· ионы располагают в убывающем порядке их содержания; ионы, содержащиеся в количестве менее 10%-экв, в формуле не указываются;

· слева от дроби указывают в г/л: сумму минеральных веществ (сумму ионов), М; справа от дроби указывают значение водородного показателя рН, температуру Ти др.

Такая запись позволяет компактно представить результаты анализа, например

М2,1 рН7; Т10о

6. Устанавливают наименование воды по общему содержанию солей М (табл. 7.2. прил.7) и преобладающим ионам. В приведенном примере вода солоноватая, сульфатно-магниевая.

Оценка минерализации воды.

Примечание: Понятие «минерализация» не имеет строго определенного значения. Это может быть: сумма ионов, сумма минеральных веществ, сухой остаток (экспериментальный, расчетный). Иногда вместо термина «минерализаций», применяется тождественный по смыслу термин «соленость» S.

Таблица 7.3.

Предварительная оценка качества воды по отношению к бетону.

Примечание: Приведенные в таблице значения показателей агрессивности справедливы для бетона любой плотности и всех сооружений.

Приложение 8

СТРОИТЕЛЬНОМ ВОДОПОНИЖЕНИИ.

Строительное водопонижение применяется для снижения уровня грунтовых вод и величины избыточного напора межпластовых. Чаще всего применяют следующие способы водопонижения:

· принудительные – откачка воды из котлована, траншеи, среди них: открытый водоотлив и глубинное водопонижение с помощью скважин; в этих случаях столб воды в котлованах, траншеях отсутствует;

· самотечные – отвод воды дренажными траншеями; здесь столб воды есть.

Для расчета водопонизительной системы (мощности насосов, глубина скважин и расстояние между ними и т.п.) необходимы сведения о величине возможного водопритока. Предварительная оценка водопритока может быть получена расчетом на основе данных о параметрах водоносного слоя, типа и параметрах выемки.

2. Характер потока, формирующегося в процессе водопонижения вокруг выемки, зависит от соотношения ее сторон, l/b, где l — длина, b – ширина. Если отношение сторон £ 10 (короткий котлован), то формируется радиальный поток, а если > 10, то плоский (длинный узкий котлован, траншея).

3. Формулы для расчета притоков приведены в табл. 8.1. Основой для расчетов являются уравнения Дюпюи, формулы (1) и (2), выведенные для радиального и плоского потоков соответственно. Все прочие формулы являются частным случаем этих уравнений.

4. Величина водопонижения S, м, задается в зависимости от решаемых задач, например, так как дно котлована должно быть сухим, то:

· в совершенном котловане S = h1 (откачивается весь столб воды);

· в несовершенном котловане воду понижают до отметки ниже его дна, а величина S определяется расчетом, исходя из условия:

1,5 hw>S>hwk+ hk + 0,5,

Для дренажной траншеи в данной работе S принять произвольно:

в совершенной S = 0,5h1; в несовершенной S = 0,5hА1.

а б

Рис. 8.1. Схема водопритока к совершенным выемкам: а – траншея; б – котлован.

а б

Рис. 8.2. Схема водопритока к несовершенным выемкам: а – траншея; б – котлован.

Таблица 8.1

Фильтрационный выпор.

В случае, если величина градиента при водопонижении достигнет значений i ³ 1, в дне несовершенного котлована возможен фильтрационный выпор. Это имеет место при открытом водоотливе из котлована, огражденного шпунтовой стенкой.

9.3. Прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод.

Рис. 9.2. Схема оседания поверхности земли при водопонижении:

А – зона аэрации до водопонижения, где γ – удельный вес грунта; B – зона полного водонасыщения, где γsb – удельный вес грунта; C – зона «осушенного» грунта после водопонижения

Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта. В пределах значительной площади осадка может быть неравномерной (рис.9.2.).

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле

Sгр = ;

Примечание. Приведенная формула справедлива при условии R / h ³ 3, где R – радиус влияния, м, h – мощность водоносного слоя, м.

51

Приложение 10

ДАННЫЕ, ВЫБОР ЗАДАНИЯ, ОФОРМЛЕНИЕ

1. Тема курсовой работы – «Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении».

2. Исходные данные:

• карта фактического материала, содержащая сведения о рельефе и размещении разведочных скважин (рис. 1–10);

• геолого-литологические колонки по разведочным скважинам (табл. 1);

• сведения о гранулометрическом составе грунтов первого водоносного слоя (табл. 2);

• сведения о физико-механических свойствах грунтов первого водоносного слоя и первого водоупора (табл. 3);

• результаты химического анализа грунтовых вод (табл. 4);

• сведения о параметрах объектов и их размещение в пределах пло-щадки (выдаются преподавателем после выполнения п. 1. 2 работы).

3. Приложения (1–10) содержат вспомогательные сведения для выполнения задания.

4. Выбор задания. Всего предлагаются 10 вариантов карты фак-тического материала. Номер варианта и соответственно карты уста-навливается по последней цифре шифра (номер зачетной книжки). В пределах одной карты линии геологических разрезов задаются пре­подавателем.

5. Оформление курсовой работы. Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки объемом 10–15 страниц, пишется с одной стороны стандартного листа формата А4, слева оставляются поля для брошюровки (можно использовать тонкую ученическую тетрадь). Записка должна иметь оглавление, сквозную нумерацию страниц, рисунков, таблиц.

В записке необходимо выделить введение, основную часть и заключение, а также список использованной литературы.

2. СОДЕРЖАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Введение. Сообщаются общие сведения о роли подземных вод в процессе строительства и эксплуатации застроенных территорий.

2.1. Геологические условия

1. Оценить рельеф на основе анализа плана участка в горизонталях, указать абсолютные отметки, колебания высот, наличие неровностей микрорельефа, общий уклон, наличие склонов и их углы.

2. Построить геолого-литологический разрез по описаниям колонок буровых скважин (см. табл. 1). Правила построения разреза приведены в прил. 1.

3. Для грунта первого слоя, не имеющего наименования (табл. 1) выполнить следующее:

• установить его наименование по ГОСТ, руководствуясь прил. 2 (табл. 2.1) для несвязных грунтов, используя результаты гранулометрического анализа табл. 2; для связных, используя число пластичности Ip (табл. 2. 3);

• руководствуясь прил. 3, построить график гранулометрического состава и определить следующие характеристики грунта: 1) действующий d10 и контролирующий d60 диаметры; 2) степень неоднородности Сu по ГОСТ; 3) суффозионную устойчивость; 4) ориентировочное значение коэффициента фильтрации k; 5) высоту капиллярного поднятия hк;.

4. Выделить инженерно-геологические элементы (ИГЭ) в пределах пробуренной толщи, руководствуясь прил. 4.

5. Указать глубину залегания коренных пород и характеристик их кровли (уклон, расчлененность).

6. Установить категорию сложности инженерно-геологических условий по геологическим факторам (разрезу), используя прил. 5. Указать слабые ИГЭ.

7. На разрез нанести контуры котлована и траншеи, заданные преподавателем.

2.2. Гидрогеологические условия

Описание составляется на основе анализа колонок буровых скважин, геолого-литологического разреза и карты гидроизогипс.

1. Для разреза в целом устанавливают:

• количество водоносных горизонтов (слоев);

• тип по условиям залегания (грунтовые, межпластовые, верховодка и др.);

• наименование водовмещающих и водоупорных слоев;

• глубину залегания и мощность каждого водоносного горизонта (слоя);

• величину напора Низб для напорных водоносных горизонтов.

2. Для горизонта грунтовых вод построить карту гидроизогипс (прил. 6) и нанести на нее контуры котлована и траншеи. По карте установить:

• направление потока и его характер (плоский, радиальный);

• величину гидравлического градиента i и скорость потока на уча­стках с максимальным и минимальным перепадом уровней грунто­вых вод;

• участки возможного подтопления, используя для этого данные о геологическом строении площадки и заглублении сооружений.

3. По данным химического анализа грунтовых вод (табл. 4), руководствуясь прил. 7, выполнить следующее:

• составить формулу химического состава воды,

• дать наименование воды,

• определить виды агрессивности воды к бетону, используя табл. 7.3 прил. 7 и СНиП 2.03.11-85;

4. Определить категорию сложности участка по гидрогеологическим факторам (прил. 5).

2.3. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении

1. Начертить схему котлована и траншеи1 в условиях построенного разреза, указав на нем численные значения следующих отметок: при-родной поверхности NL и поверхности водоносного горизонта WL (при

наличии у них уклона принимают среднее значение отметки); дна котлована dL и поверхности водоупорного слоя BL (рис. 8.1, 8.2 прил. 8).

Установить тип выемки.

2.Выбрать расчетную схему притока Q к котловану и траншее, учитывая тип выемки (совершенный, несовершенный) и характер потока (плоский, радиальный), руководствуясь прил. 8.

3.Определить величину водопонижения S.

4. Рассчитать приведенный радиус котлована rо (в случае использования метода «большого колодца»).

5. Установить радиус (зону) влияния водопонижения R: расчетом по эмпирической формуле и по таблице средних значений; для короткого котлована – с учетом величины rо.

6. Рассчитать мощность «активной зоны» для несовершенной выемки.

7. Установить возможность поступления воды в осушаемый котлован (траншею) из поверхностного водоема.

8.Рассчитать величину водопритока Q.

2.4. Прогноз процессов в грунтовой толще, связанных

с понижением уровня грунтовых вод

1.Механическая суффозия в откосах выемки:

• определить величину гидравлического градиента i при водопонижении в котловане и траншее;

• указать степень неоднородности грунта Сu, установленную ранее;

• на график прогноза суффозионного выноса (прил. 9) нанести точки, соответствующие значениям i и Сu, для котлована и траншеи;

• сделать вывод о возможности развития суффозии; описать виды деформаций в грунтовой толще и их воздействие на сооружение;

• предложить профилактические мероприятия.

2.Фильтрационный выпор в дне выемки.

3. Оседание поверхности земли.

Для решения этой задачи величина понижения первоначального уровня водоносного горизонта S принимается равной 2 м для всех вариантов. Показатели свойств грунта приведены в табл. 3, а формулы для расчетов — в прил. 9.

При наличии в пределах водоносного горизонта двух и более видов грунта (различающихся по составу, состоянию и свойствам) осадка рассчитывается для каждого выделенного инженерно-геологического элемента (ИГЭ).

2.5. Оценка воздействия напорных вод на дно котлованов и траншей

При оценке воздействия напорных вод на дно котлованов и траншей необходимо:

• рассчитать давление напорных вод pw;

• рассчитать давление грунта («целика») pгр в основании котлована (траншеи);

• установить возможность прорыва напорных вод или разуплотнения грунта в дне котлована;

• предложить варианты безопасного ведения работ;

• оценить возможность оседания поверхности при снижении напоров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Дать характеристику участка на основе анализа рельефа и разреза; указать выделенные ИГЭ и оценить категорию сложности по этим факторам.

2. Оценить категорию сложности участка по гидрогеологическим и гидрохимическим факторам.

3. Перечислить неблагоприятные процессы в грунтовой толще, связанные с техногенным воздействием при строительном освоении территории.

4. Оценить категорию сложности инженерно-геологических условий в целом.

5. Указать необходимые защитные мероприятия.

ДАННЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ИЗЫСКАНИЙ

Карты фактического материала

Рис. 1. Участок 1, Масштаб 1:2000

Рис. 2. Участок 2, Масштаб 1:2000

8
Рис. 5. Участок 5, Масштаб 1:2000

Рис. 6. Участок 6, Масштаб 1:2000

Рис. 7. Участок 7, Масштаб 1:2000

Рис. 8. Участок 8, Масштаб 1:2000

10

Рис. 9. Участок 9, Масштаб 1:2000

Рис. 10. Участок 10, Масштаб 1:2000

Таблица 1

Описание колонок буровых скважин

* В числителе — отметка уровня появления воды, в знаменателе — отметка установившегося уровня.

12

13

14

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *