2.2. Інженерно-геологічна оцінка тектонічних особливостей місцевості та умов залягання порід.

Дія тектонічних сил проявляється у формі підйому або опускання земної кори, зміни умов залягання, деформування порід. Це супроводжується роздрібненням порід і утворенням в них напружених зон. По суті, у процесі інженерно-геологічних досліджень можна виявити і вивчити тільки наслідки тектонічних зрушень.

Слід зазначити, що умови залягання порід можуть визначатися не тільки тектонічними умовами, але й умовами утворення порід, подальшою геологічною історією їх існування, денудаційними процесами та ін.

Основними завданнями тектонічних досліджень під час інженерно-геологічної оцінки місцевості є наступні:

1. Виявлення умов залягання порід, які впливають на стійкість споруд, на вибір конструкцій споруд, на методи виконання будівельних робіт та інженерно-геологічних досліджень.

2. Виявлення зон подрібнення і напруження, тріщинуватості, закономірностей розташування тріщин, характеру заповнення, складу і властивостей заповнювача тріщин.

3. Визначення раціонального характеру та об‘єму розвідувальних, лабораторних і дослідних робіт, особливо на перших стадіях досліджень.

Залежно від тектонічних впливів, загальних фізико-географічних умов утворення порід, денудаційних та інших процесів, геологічні тіла можуть мати різну просторову форму, різну почерговість шарів, різну конфігурацію покрівлі і підошви шарів, різний їх нахил. Все це зазвичай впливає на інженерно-геологічну оцінку умов будівництва і на віибір методики інженерно-геологічних досліджень.

Розглянемо деякі основні зміни стійкості споруд, пов‘язані з умовами залягання порід.

Нахил пластів в той чи інший бік може впливати на стійкість споруди і на розвиток різних фізико-геологічних процесів. Нахил водопроникних шарів у бік берега може призвести до фільтрації води з водосховища. Нахил глинистих пластів у бік моря чи русел річок в деяких умовах часто стає причиною утворення зсувів.

При споруджені гребель найбільш сприятливим є горизонтальне залягання порід, менш сриятливим – нахил їх у бік верхнього б‘єфу, тому що у цьому випадку важкі бетонні споруди матимуть в основі породи різної міцності. До зовсім несприятливих відносяться умови, коли шари порід нахилені у бік нижнього б‘єфу (пласти різної міцності; вода буде фільтруватися в нижній б‘єф; споруда може зрушитися по поверхнях нашарування; витоки води в нижній б‘єф, суфозія і подальше руйнування споруди).

Величина, характер, рівномірність і швидкість осідання в дуже великій мірі залежать від умов залягання порід в основі споруд. На жаль, незважаючи на великі досягнення сучасної механіки грунтів, її формули ще не в змозі врахувати всі природні чинники і застосовуються у відносно простих випадках та із значними умовностями. Тому оцінка стійкості споруди і визначення припустимих тисків повинні виконуватися кожного разу з урахуванням конкретного типу і конструкції споруди, способів виконання робіт і геологічної будови ділянки.

Вплив умов залягання порід на осідання споруд добре ілюструється схемами, запропонованими професором М.М.Масловим.

Схема А. Цілком однорідне залягання. Величина осідання основи від дії ваги споруди планомірно зростає із збільшенням розмірів споруди. Якщо ґрунти глинисті, то стається надзвичайно повільне осідання через відсутність дренуючих прошарків.

Схема Б. Слабкий грунт залягає на поверхні і на деякій глибині підстеляється більш щільною породою. Осідання зростає лише до певної межі, обмеженої сприйняттям тиску слабким шаром по всій глибині. Тривалість осідання в значній мірі залежить від властивостей і потужності покривного шару.

Схема В. Щільний грунт залягає з поверхні, а на деякій глибині його підстеляє слабка порода, що легко стискається. Значення нижнього шару в осіданні незначних за розмірами споруд може зовсім не проявитися. Для споруд, значних за площею, роль верхнього шару буде малою. Осідання за рахунок глибинного слабкого шару може досягти значної величини і бути досить повільним.

Схема Г. Слабкий глинистий грунт залягає у вигляді пласта в товщі щільного грунту. Вплив слабкого грунту залежить від співвідношення глибини залягання шару і розмірів споруди. Для значної за розмірами споруди осідання повністю визначатиметься стисненням слабкого шару. Тривалість осідання також залежить від властивостей ґрунтів шару.

Схема Д. Неоднорідне, багатошарове, узгоджене залягання (непорушене); слабкі глинисті породи перешаровуються з піщаними. Осідання споруди визначається вмістом в основному слабких глин. Завдяки дренуючому впливу піщаних шарів осідання буде характеризуватися як відносно швидке.

Схема Є.Багатошарове, узгоджене порушене залягання; схоже зі схемою Д. Завдяки виходу прошарків пісків на поверхню процес осідання прискорюється в тій чи іншій мірі проти схеми Д. Величина осідання визначається ступенем ущільнення грунту.

Схема Ж.Багатошарове, неузгоджене, порушене залягання. Через неоднорідність залягання ґрунту осідання споруди також буде нерівномірним. Воно залежатиме від ступеня ущільненості ґрунту. При значній щільності ґрунтів можлива нерівномірність осідання практичної ролі не відіграватиме.

Схема З. Скид (насув); з обох боків споруди умови залягання грунтів різні. Внаслідок цього умови осідання характеризуються як нерівномірні. Однак при значній щільності порід основи нерівномірність осідання може бути незначною.

Схема І.Лінзоподібне залягання слабких глинистих різновидів у товщі щільних відкладів. Найбільш небезпечне, в розумінні можливих нерівномірностей осідання споруди, залягання ґрунтів. Протікання осадок у часі також нерівномірне і в значній мірі невизначене.