Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Виды и объемы работ

2. Изученность инженерно-геологических условий

3. Физико-географические и техногенные условия

4. Геологическое строение

5. Гидрогеологические условия

6. Физико-механические свойства грунтов

7. Результаты испытания грунтов статическим зондированием

8. Инженерно-геологические (физико-геологические) процессы

Выводы и рекомендации

Список использованных источников

Введение

Инженерно-геологические изыскания на площадках проектируемых сооружений: административного здания, склада на территории Деревообрабатывающего комбината по ул. Оловозаводской, 25 в Кировском районе г. Новосибирска выполнены сотрудниками ЗАО «ПИК-М». Основанием для проведения изысканий является техническое задание, выданное техническим директором ООО «Э ПРИС» И.И. Петровым, и разработанная авторами программа изысканий. Техническое задание и программа на выполнение инженерно-геологических изысканий приведены в приложениях. Состав работ соответствует лицензии Д 511338, регистрационный номер ГС-6-54-01-28-0-5402106888-003664-1 от 17.07.03 г., выданной Исполнителю на основании приказа Госстроя России от 13 сентября 2004 г.

Полевые работы выполнялись в мае 2005 г. под руководством начальника изыскательской партии В.Ф. Скоркина. Лабораторные работы выполнены в грунтовой лаборатории НИЛ "Геология" СГУПС под общим руководством А.С. Дербенцева. Камеральной обработкой полученных материалов занимались А.Л. Ланис, Л.С. Крицкая и С.С. Мармулев. Архивный поиск, анализ инженерно-геологических условий площадки и написание отчета выполнял ведущий инженер НИЛ А.Л. Ланис. Общее руководство, контроль качества и приемку выполненных работ, осуществлял ведущий специалист ЗАО «ПИК-М» НИЛ В.Ф. Скоркин.

1. Виды и объемы работ

На момент составления программы изысканий заказчиком материалов по инженерно-геологическим условиям территории Деревообрабатывающего комбината представлено не было, что было учтено при определении объемов работ. В архиве НИЛ «Геология, основания и фундаменты» СГУПС имеется ряд отчетов /1 - 3/ по инженерно-геологическим изысканиям на площадках близлежащих зданий.

Полевые работы включали в себя:

1) Инженерно-геологическую рекогносцировку площадки;

2) Колонковое бурение 7-ми технических скважин 168 мм. Пробурены две скважины глубиной 15 м на площадке проектируемого административного здания, три скважины глубиной 7 м под одноэтажный склад, две резервные скважины глубиной 8 м для будущего проектирования;

3) Отбор монолитов из технических скважин производился через каждые 2 м. В промежутках между монолитами отбирались пробы нарушенной структуры;

4) Статическое зондирование грунтов в 6 точках. Глубина зондирования составляет около 14 м, глубина зондирования определялась исчерпанием несущей способности анкерной сваи;

5) Вынос скважин и точек зондирования в натуру с последующей их плановой и высотной привязкой.

По отобранным монолитам и образцам в грунтовой лаборатории выполнены определения физико-механических свойств грунтов. Оценка свойств грунтов проводилась в соответствии с действующими нормативными документами:

1. СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”;

2. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация;

3. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов;

4. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик;

5. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости;

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

Виды и объемы выполненных полевых и лабораторных работ, а также нормативные документы, по которым они выполнялись, указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Виды и объемы работ

2. Изученность инженерно-геологических условий

Заказчиком не были представлены материалы по инженерно-геологическим условиям площадок расположения существующих сооружений на территории Деревообрабатывающего комбината. В распоряжении Исполнителя имеются сведения об инженерно-геологических изысканиях на площадках близлежащих зданий.

1. Заключение о результатах обследования основания и фундаментов РБУ на производственной базе «Новосибирскгражданстроя», расположенного в Кировском районе г. Новосибирска. НИЛ «Геология, основания и фундаменты» СГУПС, Новосибирск, 2002 г.

2. Отчет об инженерно-геологических изысканиях для проектирования надстройки 4 этажа жилого дома № 31 по ул. Бурденко в Кировском районе г. Новосибирска. «ЗапсибТИСИЗ». Шифр 348-04, Инв. № 8243, арх. № 5785. г. Новосибирск, 1970 г.

3. Отчет по инженерно-геологическим изысканиям жилого дома по ул. Зорге в Кировском районе г. Новосибирска. ЗАО «Керн», г. Новосибирск 1999 г.

грунт сооружение геологический

3. Физико-географические и техногенные условия

Исследуемые площадки проектируемых сооружений: административного здания, склада и две резервные скважины под будущее проектирование расположены на территории Деревообрабатывающего комбината по ул. Оловозаводская, 25 в Кировском районе г. Новосибирска. В геоморфологическом отношении площадки проектируемых сооружений приурочены к третьей надпойменной террасе р. Обь. Поверхность ее ровная с абсолютными отметками 127,0 - 128,5 м.

В настоящее время на месте будущего административного здания находятся гаражи и здание цеха, по краям этого проектируемого здания проходят коммуникации. Здание проектируемого склада и резервные скважины расположены на пустыре, который не используется для производственных нужд.

4. Геологическое строение

В геологическом строении района участвуют верхнечетвертичные отложения III надпойменной террасы р. Обь, представленные, в верхней части разреза до глубин 6 - 8 м от дневной поверхности эолово-делювиальными лессовыми суглинками буроватого цвета, макропористыми, карбонатизированными. С поверхности суглинки перекрыты почвенно-растительным слоем, насыпными грунтами со строительным мусором. Ниже суглинков до глубины около 20 метров залегают супеси песчанистые и пески от пылеватых до мелких.

В пределах исследованной глубины 15 метров выделено четыре инженерно-геологических элемента.

ИГЭ-1^t - насыпной грунт: представлен суглинком лессовидным, с включением ПРС, строительным и бытовым мусором. Насыпные грунты залегают от дневной поверхности до глубины 0,5 - 1,9 м.

ИГЭ-2а - суглинок от легкого до тяжелого, лессовидный, от твердой до полутвердой консистенции, просадочный. Мощность слоя различная по скважинам и находится в пределах 1,1 - 3, 7 м.

ИГЭ-2б - суглинок от легкого до тяжелого, лессовидный, от туго до мягкопластичной консистенции, просадочный. Суглинки ИГЭ-2а и 2б встречены при проходе всех скважин, имеют одинаковое происхождение и отличаются по влажности. Соответственно среднее значение коэффициента просадочности для ИГЭ-2а несколько выше, чем для ИГЭ-2б. Мощность слоя также различная по скважинам и составляет 1,8 - 3,3 м.

ИГЭ-3 - супесь песчанистая, твердой консистенции, непросадочная. Слой встречен в 1, 2, 3 и 5 скважинах. Мощность слоя около 2 м.

ИГЭ-4 - песок мелкий, средней плотности, малой степени водонасыщения. Слой встречен повсеместно на глубине около 6 м ниже уровня дневной поверхности. Мощность слоя переменная от 1,0 до 5,0 м.

ИГЭ-5а - супесь песчанистая, пластичная, непросадочная. Супесь ИГЭ-5а выделена по двум пробам, отобранным на глубине 13,0 и 15,0 м. супесь песчанистая, твердой консистенции, с прослоями пылеватого песка, непросадочная. Грунты слоя ИГЭ-4а встречены во всех скважинах.

ИГЭ-5б - супесь песчанистая, текучей консистенции. Слой выделен по пробе, отобранной на глубине 6,0 м в скважине 4, результатам статического зондирования и по полевому описанию.

5. Гидрогеологические условия

Грунтовые воды в пределах изученной толщи до 15 метров не встречены.

В верхней части разреза при проходке скважин встречены слабо фильтрующие суглинки ИГЭ-2а, 2б. В верхних слоях разреза возможно образование верховодки в случае утечек из водонесущих коммуникаций или сезонной - при таянии снега и затяжных дождях. На это следует обратить внимание, так как грунты ИГЭ-2а, ИГЭ-2б просадочные. Ниже залегают хорошо фильтрующие супеси ИГЭ-3 и пески ИГЭ-4.

6. Физико-механические свойства грунтов

Грунты основания проектируемых сооружений представлены в верхней части разреза, под насыпными грунтами, суглинками лессовидными ИГЭ-2а, ИГЭ-2б. На глубине 4-5м от дневной поверхности залегают супеси песчанистые ИГЭ-3, пески мелкие ИГЭ-4. В виде прослоев встречен слой супеси песчанистой, текучей консистенции ИГЭ-5а.

Плотность грунта с_d слоя ИГЭ-2а в сухом состоянии находится в пределах от 1,38 до 1,50 г/см³ (среднее значение с_d = 1,45 г/см³). Влажность грунта в естественном состоянии изменяется в пределах от 0,16 до 0,20, среднее значение коэффициента водонасыщения составляет 0,58. Грунты ИГЭ-2а относятся к просадочностным 1-го типа, среднее значение коэффициента относительной просадочности при Р = 0,2 МПа составляет 0,025. Модуль деформации (Е) грунтов в естественном состоянии изменяется в пределах от 3,2 до 5,5 МПа, среднее его значение, принятое для расчётов составляет 4,6 МПа. В водонасыщенном состоянии среднее значение модуля деформаций составляет 2,6 МПа. Значения прочностных характеристик в естественном и в водонасыщенном состоянии представлены ниже:

- угол внутреннего трения ц_ест=19,8⁰, ц_вод=17,2⁰;

- удельное сцепление С_ест=0,015, С_вод=0,012.

Среднее значение плотности сухого грунта с_d слоя ИГЭ-2б составляет 1,45 г/см³. Влажность грунта в естественном состоянии изменяется несущественно, среднее значения влажности и коэффициента водонасыщения составляют соответственно 0,23 и 0,70. Среднее значение коэффициента пористости составляет 0,873. Грунты ИГЭ-2б относятся к просадочностным 1-го типа, среднее значение коэффициента относительной просадочности при Р = 0,2 МПа составляет 0,016. Механические характеристики в естественном и в водонасыщенном состоянии представлены ниже:

- модуль деформации Е_ест=4,4 МПа, Е_вод=3,4 МПа;

- угол внутреннего трения ц_ест=19,3⁰, ц_вод=18,6⁰;

- удельное сцепление С_ест=0,014, С_вод=0,011.

Грунты ИГЭ-2а и ИГЭ-2б имеют схожее происхождение, разделение на слои выполнено по консистенции и просадочности. Грунты этих слоев по физико-механическим характеристикам различаются несущественно, что видно из описания и распространены в разрезе на одних и тех же глубинах. Отбить четкую границу между этими слоями по разрезу не представляется возможным. Поэтому для удобства проектирования грунты слоев ИГЭ-2а и 2б объединены в один РГЭ-2.

Суглинки слоя РГЭ-2 подстилаются супесями песчанистыми ИГЭ-3 и песками мелкими ИГЭ-4. Ниже приведено описание этих грунтов. Плотность грунта с_d слоя ИГЭ-3 в сухом состоянии находится в пределах от 1,47 до 1,58 г/см³ (среднее значение с_d = 1,53 г/см³). Влажность грунта в естественном состоянии изменяется в пределах от 0,12 до 0,17, среднее значение коэффициента водонасыщения составляет 0,53. Механические характеристики определялись как в естественном, так и в водонасыщенном состоянии, их средние значения приведены ниже:

- модуль деформации Е_ест=6,8 МПа, Е_вод=5,9 МПа;

- угол внутреннего трения ц_ест=24,3⁰, ц_вод=23,3⁰;

- удельное сцепление С_ест=0,015, С_вод=0,011.

Среднее значение плотности сухого грунта с_d слоя ИГЭ-4 составляет 1,66 г/см³. Влажность грунта в естественном состоянии изменяется в широких пределах: 0,02 и 0,17, среднее значение коэффициента водонасыщения составляет 0,27. Среднее значение коэффициента пористости составляет 0,600. Механические характеристики определялись в естественном и в водонасыщенном состоянии и представлены ниже:

- модуль деформации Е_ест=30,7 МПа, Е_вод=22,3 МПа;

- угол внутреннего трения ц_ест=31,6⁰, ц_вод=33,5⁰;

- удельное сцепление С_ест=0,007 кПа, С_вод=0,007 кПа.

Грунты ИГЭ-3 и ИГЭ-4 подстилаются супесью песчанистой ИГЭ-5а. Слой выделен по двум пробам, отобранным из скважин 4, 5 на глубинах соответственно 13, 15 м. Грунты этого слоя плотные, среднее значение плотности сухого грунта составляет 1,72 г/см³. Механические характеристики не определялись, так как грунты залегают ниже сжимаемой толщи.

Супесь песчанистая ИГЭ-5б встречена в виде прослоя на глубине 6 м в скважине 4. Супесь выделена в отдельный ИГЭ, так как отличается от ИГЭ-3 по происхождению, а соответственно и по своим физико-механическим характеристикам. Ниже приведены значения физико-механических характеристик этого слоя.

- плотность сухого грунта с_d = 1,63 г/см³;

- влажность грунта W = 0,24;

- коэффициент водонасыщения S_r = 0,99;

- коэффициент пористости е = 0,650;

- модуль деформации Е_ест=18,5 МПа;

- угол внутреннего трения ц_ест=26,8⁰;

- удельное сцепление С_ест=0,016 кПа.

Для грунтов основания определены нормативные и расчетные значения физико-механических характеристик, которые приведены в таблице 1.

Таблица 2 - Нормативные и расчетные характеристики грунта основания

Примечание: значения характеристик приведены в виде дроби, где в числителе приведены значения в естественном состоянии, в знаменателе - в водонасыщенном.

В связи с вышесказанным суглинки РГЭ-2 не могут являться основанием для проектируемых сооружений. В случае, если вместо свайного фундамента проектировщиками будут выбраны столбчатые или ленточные необходимо принять меры либо по уплотнению грунтов слоя РГЭ-2, либо по их замене на грунты с более высокими физико-механическими характеристиками.

В случае выбора свайного варианта фундаментов, сваями рекомендуется пройти толщу просадочных грунтов РГЭ-2 и опереть их на песок мелкий ИГЭ-4.

7. Результаты испытания грунтов статическим зондированием

На площадке проектируемого здания выполнено 6 точек статического зондирования, по результатам которого дополнительно к бурению выделены ИГЭ в зависимости от сопротивления грунта внедрению зонда. Результаты статического зондирования приведены в приложениях.

По результатам статического зондирования в соответствии с СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов» вычислена несущая способность свай сечением 30х30, диаметром 250 мм и 500 мм, погруженных на различную глубину. В приложениях приведены таблицы частных значений предельного сопротивления свай.

В таблице 3 приведены физико-механические характеристики грунтов площадки по результатам статического зондирования.

Таблица 3 - Физико-механические характеристики грунтов по результатам статического зондирования

Примечание: Значения модуля деформации для грунтов определены в зависимости от вида грунта по следующим формулам:

для суглинка - Е = 6q_s;

для супеси - Е = 5q_s;

для песка - Е = 3q_s.

Данные таблицы 3 дополняют выполненные определения в лабораторных условиях. Ниже в таблице 4 выполнено сравнение характеристик грунтов, полученных в лабораторных условиях и способом статического зондирования.

Таблица 4 - Сравнение механических характеристик, полученных в лабораторных условиях и статическим зондированием

При проектировании фундаментов сооружений рекомендуется принять для РГЭ-2, ИГЭ-3 значения, полученные в лабораторных условиях, для ИГЭ-4, ИГЭ-5б - при статическом зондировании, что пойдет в запас расчета. Ниже приведена таблица рекомендуемых для расчетов и проектирования физико-механических характеристик.

Таблица 5 - Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов основания, рекомендуемые при проектировании

Примечание: значения характеристик приведены в виде дроби, где в числителе приведены значения в естественном состоянии, в знаменателе - в водонасыщенном.

По результатам статического зондирования в соответствии с [3] вычислена несущая способность свай сечением 30х30, диаметром 250 мм и 500 мм, погруженных на различную глубину, определена граница несущего слоя ИГЭ-4 (песок мелкий).

8. Инженерно-геологические (физико-геологические) процессы

Природные физико-геологические процессы на исследуемой площадке отсутствуют, грунты верхней части разреза, потенциально пучинистые, ненабухающие, незасоленные, без существенного содержания органики, реакционно-способные минералы в составе супеси отсутствуют. В зоне расположения фундаментов грунты не обладают агрессивностью по отношению к бетону. При действии HCl грунты бурно вскипают, значит, структурные связи суглинков карбонатные.

Следует отметить, что грунты верхней части разреза просадочные (РГЭ-2), поэтому при строительстве и эксплуатации проектируемого здания необходимо принять меры по недопущению замачивания грунтов площадки. Рекомендуется в случае проектирования фундаментов мелкого заложения выполнить уплотнение грунтов под подошвой фундаментов одним из известных способов (раскатчиком скважин, силикатизация) или выборку просадочного грунта с заменой его на строительный с уплотнением.

Так как в верхней части разреза залегают суглинки с высоким содержанием пылеватых частиц, то эти грунты потенциально пучинистые. При строительстве и эксплуатации здание промораживание грунтов не допустимо.

При вскрытии котлована следует предусмотреть возможность проявления механической суффозии через стены котлована, т.к. грунты являются гранулометрически неоднородными. Поэтому площадку перед началом строительства необходимо тщательно спланировать и обеспечить отвод атмосферных осадков от котлована.

Выводы и рекомендации

На основе проведённых инженерно-геологических изысканий и анализа результатов изысканий прошлых лет основные выводы формулируются следующим образом:

1. Инженерно-геологические условия площадки, несмотря на наличие в верхней зоне разреза просадочных грунтов, относительно благоприятны. Несущий слой - мелкие пески ИГЭ-4 залегают на глубине 5,0 - 6,0 м от дневной поверхности.

2. В гидрогеологическом отношении площадка строительства благоприятна, грунтовые воды до глубины 15 м не встречены. Возможность подтопления площадки грунтовыми водами отсутствует. В верхних слоях разреза возможно образование верховодки в случае утечек из водонесущих коммуникаций или сезонной - при таянии снега и затяжных дождях;

3. При имеющей место инженерно-геологической ситуации рекомендуются ленточные или столбчатые фундаменты на упрочненном раскатанными скважинами с заполнением твердеющим раствором основании или с заменой просадочного грунта основания. Рекомендуются также свайные фундаменты.

Список использованных источников

1. Заключение о результатах обследования основания и фундаментов РБУ на производственной базе «Новосибирскгражданстроя», расположенного в Кировском районе г. Новосибирска. НИЛ «Геология, основания и фундаменты» СГУПС, Новосибирск, 2002 г.

2. Отчет об инженерно-геологических изысканиях для проектирования надстройки 4 этажа жилого дома № 31 по ул. Бурденко в Кировском районе г. Новосибирска. «ЗапсибТИСИЗ». Шифр 348-04, Инв. № 8243, арх. № 5785. г. Новосибирск, 1970 г.

3. Отчет по инженерно-геологическим изысканиям жилого дома по ул. Зорге в Кировском районе г. Новосибисрка. ЗАО «Керн», г. Новосибирск 1999 г.

4. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов. М.: ФГУП ПНИИИС. 2004, - 82 с.

5. Пособие по проектировании. Основания зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). Москва, Стройиздат, 1986.

6. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений.

7. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

8. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов.

9. ГОСТ 5180-75 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

10. ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

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

Размещено на Allbest.ru