Основы инженерной геологии при производстве работ на строительной площадке

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО-ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПЕНЗЕНСКИЙ КОЛЛЕДЖ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА

Реферат

по дисциплине: ПМ - 01

по теме: «Основы инженерной геологии при производстве работ на строительной площадке»

Выполнила студентка ; 2-ого курса

Группы 17ОА19 : Кузьмина Юлия.

Проверила : Осинкина Ю.М

Город Пенза, 2019 год.

Содержание

Основы общей и инженерной геологии

Инженерная геология, как наука

Геологическое время и возраст горных пород

Грунтоведение (минералы и горные породы)

Инженерно-геологические изыскания

Введение

Впервые геологи были привлечены для решения конкретных строительных задач во второй половине 19 века - начале 20 века, когда в России широко развернулись работы по строительству железных дорог. По мере увеличения объемов строительства и освоения районов Средней Азии, Сибири, Поволжья, Дальнего Востока перед геологами строители ставили все новые задачи, т. к. усложнялись инженерно-геологические условия, строители встретились с новыми опасными геологическими процессами: плывунами, вечной мерзлотой, пучением, сейсмоопасными участками и др. Потребовалось изучение инженерно-геологических условий крупных территорий и прогнозы их изменения под влиянием деятельности человека на длительное время Инженерная геология, ландшафтная геология и учение о неосфере дали начало развитию нового направления в изучении геологической среды - инженерной гео-экологии.

Большой вклад в становление инженерной геологии, как науки внесли крупнейшие ученые-геологи - Н. С. Шатский, И. В. Попов, Н. В. Коломенский, и др.

Инженерная геология, как наука развивается под влиянием дифференциации и синтеза и связана с другими науками - геологическими и естественно-негеологическими. Кроме того, развитие инженерной геологии связано с техническими и социально-экономическими науками.

геология инженерный наука

Основы общей и инженерной геологии

Инженерная геология как наука

Инженерная геология - это наука геологического цикла, ветвь геологии, изучающая морфологию, динамику и региональные особенности верхних горизонтов земной коры (литосферы) и их взаимодействие с инженерными сооружениями (элементами техносферы) в связи с осуществленной, текущей или планируемой хозяйственной, прежде всего инженерно-строительной деятельностью человека.

Геологическая среда - это любые горные породы и почвы, слагающие верхнюю часть литосферы (земной коры), которые рассматриваются как многокомпонентные системы, находящиеся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека, что приводит к изменению природных геологических процессов и возникновению новых антропогенных (инженерно-геологических) процессов. Такое определение дал - Сергеев Евгений Михайлович, он был советским инженером-геологом и грунтоведом, а ещё великий учёный в области инженерной геологии.

Инженерно-геологические условия характеризуют особенности геологического строения изучаемой территории, состав и свойства слагающих ее пород, геологические процессы, рельеф и подземные воды.

Инженерно-геологические условия строительной площадки влияют:

А) На выбор места расположения объектов;

Б) На конструкцию сооружений и глубину заложения фундаментов;

В) На способы производства строительных работ и мероприятия по охране окружающей среды.

Инженерные сооружения, в свою очередь, могут изменить существующие природные геологические условия:

А) Вызвать осадку (уплотнение) или сдвиги в тех породах, на которых они построены;

Б) Изменить рельеф планировкой и подсыпкой;

В) Изменить микроклимат и глубину промерзания почвы, уровень грунтовых вод;

Г) Ускорить развитие оврагов, оползней и других опасных геологических процессов.

Инженерно-геологическая оценка условий строительства определяется в зависимости, как от естественных природных факторов, так и от типа и конструкций сооружения, от характера его воздействия на породы в процессе строительства и эксплуатации.

В основные разделы инженерной геологии, входят:

А) Грунтоведение;

Б) Инженерная геодинамика;

В) Региональная инженерная геология.

А) Грунтоведение - изучает горные породы, составляющие литосферу как грунты. Грунтами называют горные породы, находящиеся в сфере инженерной и хозяйственной деятельности человека. Горные породы (грунты) состоят из минералов или минеральных агрегатов, имеющих определенный химический состав и физико-механические свойства, влияющие на строительные характеристики грунтов. Грунтоведение изучает минералогический состав грунтов, их генезис (происхождение), структуру и текстуру, т. е. те характеристики, которые влияют на прочность и устойчивость грунтов при нагрузке на них от зданий и сооружений. А ещё грунтоведение характеризует грунты основания сооружений в ненарушенном состоянии до начала строительства и прогнозирует изменение их в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Б) Инженерная геодинамика - изучает природные и инженерно-геологические опасные процессы и явления, влияющие на строительство и эксплуатацию сооружений. Это гравитационные процессы на склонах и в котлованах, овраго-образование, геологическая деятельность рек, ветра, моря и др.

В) Региональная инженерная геология - изучает закономерности формирования и распространения по территории инженерно-геологических условий. Инженерно-геологические условия оказываются одинаковыми или близкими у тех территорий, которые имеют одну и ту же или близкую историю геологического развития и находятся в одних и тех же природно-климатических зонах. В ее задачу входит составление инженерно-геологических карт, выделение регионов, областей, районов и подрайонов.

Создание инженерно-геологических карт значительно сокращает время и объемы изыскательских работ на строительных площадках, что дает определенный экономический эффект

Для инженеров-строителей основным документом при проектировании зданий и сооружений является инженерно-геологическая карта и заключение с оценкой инженерно-геологических условий стройплощадки.

Геологическое время и возраст горных пород

Земная кора формировалась длительное время, постепенно, неодинаково в разные отрезки времени; разнообразных физико-географических условиях На отдельных участках происходило накопление осадков, затем их смятие в складки или разрывные (дислокационные) блоки при горообразовательных процессах; затем наступали периоды разрушения гор, перенос материала и накопления его в новых местах на суше или в океанах, которые то занимали большие площади, то отступали от береговой линии, оставляя на суше мощные толщи морских отложений - известняков, мергелей, конгломератов и др.

Для воссоздания истории развития определенной территории, составления геологических карт и разрезов, необходимо знать возраст пород, слагающих тот или иной участок земной коры.

Различают два вида возраста горных пород:

- абсолютный, выраженный в годах (млн. лет). Для этого используется процесс радиоактивных превращений в направлении образования одних химических элементов из других. Наиболее часто используют разработанные методы: свинцовый, стронциевый, аргоновый и углеродный.

- относительный - возраст рассматривается для одной горной породы относительно другой, моложе или старше ее по времени образования.

Используют следующие методы:

а) стратиграфический - описывает последовательность залегания пород в порядке их образования. Применим при ненарушенном залегании пород, когда каждая вышележащая порода моложе нижележащей по времени образования.

б) палеонтологический - применим при наличии в осадках окаменелостей - остатков живых организмов, захороненных в слоях. Органическая жизнь на Земле развивалась от более простых форм к более сложным. Поэтому более древние слои будут содержать окаменелости более простых организмов. Изучается наукой историческая геология.

На основании общепринятых международных единиц стратиграфии и относительной геохронологии создана сводная шкала геологического времени - геохронологическая таблица, где каждому отрезку времени соответствует свой комплекс образовавшихся в это время пород.

Грунтоведение (минералы и горные породы)

Горные породы, слагающие земную кору, представляют собой агрегаты, сложенные теми или иными минералами.

Минералы - это сравнительно однородные по химическому составу соединения, образовавшиеся в результате сложных физико-химических процессов в недрах Земли или на ее поверхности. Минералы могут быть твердыми (кварц, роговая обманка), жидкими (самородная ртуть) и газообразными (сероводород, метан). Подавляющее большинство твердых минералов являются кристаллическими образованьями и лишь незначительная их часть - аморфными. Минералы, находящиеся в кристаллическом состоянии, в природе чаще всего встречаются в виде агрегатов (скоплений зерен) неправильной формы и значительно реже - в виде правильных многогранников - кристаллов. Размеры минеральных индивидов могут быть от больших, масса которых несколько тонн (полевой шпат, кварц), до мельчайших зернышек, видимых только в микроскоп. Большинство минералов встречаются именно в виде мелких и мельчайших зернышек, образуя зернистую структуру магматических, осадочных и метаморфических горных пород.

В природе встречается около 4000 минералов и каждый из них имеет определенное строение и обладает присущим ему комплексом физических свойств (твердость, удельный вес, спайность, магнитность и др.), влияющих на инженерно-геологические (строительные) свойства горных пород геологической среды.

Инженерно-геологические изыскания

Цели и задачи изысканий.

Проводятся:

Для обеспечения проектирования различных видов строительства инженерно-геологической характеристикой строительных площадок.

При разведке и эксплуатации месторождений строительных материалов.

Для обеспечения данными об инженерно-геологических условиях при реконструкции и других видах строительных работ на застроенных территориях.

Основные задачи:

Изучение геоморфологических, геологических, гидрогеологических условий и современных геологических процессов.

Определение прочностных и деформационных свойств грунтов для расчетов рациональных типов фундаментов и конструкций.

Определение распространения условий залегания, генезиса, возраста, мощности, инженерно-геологических свойств пород в массиве и свойств, приуроченных к ним подземных вод, а также все виды современных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений.

Итоги исследований:

Инженерно-геологическое заключение с оценкой геологических условий строительства.

Карты, разрезы, таблицы результатов лабораторных и полевых исследований грунтов - графики, схемы, таблицы, фотографии.

Изыскания проводят в одну или две стадии. Для малоэтажного строительства и для районов застройки обычно ограничиваются стадией ПЗ. При внутриквартальной застройке изыскания проводят в 2 стадии. Глубина и количество выработок зависят от геологических условий и класса сооружений, но в любом случае разведочные выработки должны пройти всю глубину влияния сооружений. Строительные нормы и правила на изыскания при строительстве регламентируют объемы полевых работ.

Изыскания проводят в три этапа:

ТЭО. Первый этап - Сбор и систематизация материалов и полевое обследование района строительства совместно с геодезистами с целью выбора возможного места расположения дамбы и возможные варианты ее положения.

ПЗ. Второй этап - Общие инженерно-геологические исследования долины реки, выбор района гидроузла, инженерно-геологическая съемка, бурение по ряду поперечников, наблюдения за уровнем реки. Дается общая и сравнительная характеристика отдельных вариантов.

РЧ - Третий этап - Проводят подробные исследования на площадях выбранного варианта строительства. Обязательно проводят полевые геофизические работы, полевые опытные работы по определению коэффициента фильтрации и другие виды работ.

Тоннели и метро.

Изыскания ведутся по специальному заданию, проходят более глубокие выработки, проводят откачки воды из скважин, встретивших водоносные горизонты, исследуют коррозионные свойства грунта и другие виды работ.

Трубопроводы.

Сюда относят водоводы, нефтепроводы, газопроводы, паропроводы, рассолопроводы, шламопроводы, хвостопроводы, канализационные трубопроводы. Изыскания проводят по намеченным трассам магистральных трубопроводов и разводящим сетям. Разведку и проектирование проводят в две стадии, которые включают выбор трассы, ее профиля, работы на трассе окончательного варианта и при сложных инженерно-геологических условиях на отдельных участках выполняются дополнительные специальные исследования.

Инженерно-геологические и гео-экологические проблемы городов.

Градостроительство ведется во всех природных зонах в разнообразных и, нередко, сложных инженерно-геологических условиях. Недоучет одного из этих факторов ведет к сокращению сроков эксплуатации объектов и удорожанию стоимости при их реконструкции или восстановлении, к повышенному загрязнению геологической среды.

Особенности инженерной геологии и геоэкологии городов включают:

- Многоотраслевое строительство гражданское, промышленное, гидротехническое, горное, коммунальное, транспортное, наземное, заглубленное, подземное, т. е. разные виды воздействия на геологическую среду.

- Большое разнообразие типов сооружений по весу, размеру, конфигурации, конструкциям, режиму эксплуатации, нагрузкам (статическим, динамическим, переменного режима).

- Большие площади городских территорий, где ведется новое строительство, подвергаются полному сносу старых сооружений или реконструируются существующие объекты (подводят новый фундамент, надстраивают этажи, меняют внутреннюю планировку, тип кровли и др.). При этом породы оснований испытывают не только нарастание нагрузок, но иногда и ряд циклов нагрузки и разгрузки. В результате происходит уплотнение грунта в зоне влияния сооружения, изменяются некоторые физико-механические свойства грунтов.

- В существующих городах подвергнуты техногенному изменению атмосфера, гидросфера, рельеф, растительный и почвенный покров (насыпи, подрезки, планировки и др.); и чем древнее город, тем эти процессы значительнее. Под влиянием динамических воздействий от движущегося транспорта под проезжей частью дорог происходит уплотнение грунтов до глубины 1,5-2,0 метра. При утечке воды из инженерных сетей формируются техногенные водоносные горизонты.

- Во многих городах (Санкт-Петербург, Киев, Омск и др.) строительство ведется на намывных грунтах.

- При расширении городских территорий в черте города оказываются старые свалки, кладбища, отработанные и еще действующие карьеры, сельскохозяйственные угодил, что осложняет гео-экологическую обстановку городской территории.

Основной градостроительный документ - генеральный план города, на основании которого разрабатывают детальные планы застройки и планировки отдельных жилых комплексов, промышленных узлов, транспортных и инженерных коммуникаций.

Список используемой литературы

Ананьев В. П., Потапов А. Д. Инженерная геология - М.: Высшая школа, 2000

Гольдшейн М. Н. Механические свойства грунтов. - М.: Стройиздат, 1979

Дружинин М. К. Основы инженерной геологии. - М.: Недра. 1978.

Иванов М.Ф. Общая геология. - М.: Высшая школа. 1974.

Ломтадзе В. Д. Инженерная геология, инженерная геодинамика - Л., 1977.

Маслов Н. Н. Основы инженерной геологам и механики грунтов. -М.: Высшая школа, 1982.

Маслин Н. Н., Котов М. Ф. Инженерная геология. - М.: Стройиздат, 1971.

8) Пешковский Л. М., Перескокова Т. М. Инженерная геология. - М.: Высшая школа, 1982.

9) Сергеев И. М. Инженерная геология - М.: Изд-во МГУ, 1979.

10) Чернышев С. Н., Чумаченко А. Н., Ревелнс И. Л. Задачи и упражнения по инженерной геологии. - М.: Высшая школа, 2001.

Размещено на Allbest.ru