Бурение скважин и статическое зондирование

После вынесения в натуру точек расположения будущих скважин и согласования их с Заказчиком начинается бурение.

В процессе бурения геолог изучает образцы грунта, производит их визуальное описание в полевом журнале, документирует глубины, с которых они извлечены, и отбирает необходимое количество образцов для дальнейших лабораторных исследований.

Также отмечаются глубины, на которых были вскрыты водоносные горизонты и установившийся уровень подземных вод, отбираются пробы воды.

Каждый отобранный образец грунта тщательно упаковывается в полиэтиленовую пленку для сохранения естественной консистенции и влажности. Образец сопровождается этикеткой, на которой указан адрес объекта, номер скважины и глубина, с которой он был отобран:

В практике инженерно-геологических исследований для строительства прочностные и деформационные свойства грунтов часто определяются полевыми методами (статическое и динамическое зондирование, испытание штампом, испытания на срез целиков грунта и другие).

Полевые виды инженерно-геологических исследований обладают рядом преимуществ перед лабораторными, главным из которых является то, что они изучают свойства пород при естественных условиях их залегания.

Одним из основных и распространенных полевых методов, применяющихся при проведении инженерных изысканий для подавляющего большинства объектов строительства, является испытание грунтов методом статического зондирования (см. рисунок).

Лабораторные анализы и испытания

В лаборатории изучаются физические, химические и механические свойства грунтов.

Выясняется гранулометрический состав, определяются плотность, влажность и пористость, коррозионная активность, пластичность и текучесть.

Для образцов ненарушенной структуры (монолитов) в обязательном порядке проводятся испытания на компрессию и сдвиг.

Для песчаных грунтов определяется коэффициент фильтрации. Для органоминеральных грунтов выявляется степень их заторфованности.

Камеральная обработка материалов исследований

Последняя фаза инженерно-геологических исследований – камеральная обработка и составление Технического отчета.

Во время камеральной обработки происходит анализ и сопоставление данных, полученных при бурении, материалов полевых испытаний грунтов, лабораторных исследований, строительных норм и правил.

Выполняется статистическая обработка, составляются сравнительные таблицы, вычерчиваются геологические колонки и разрезы, делаются выводы и даются рекомендации.

Задание 48 .Основные характеристики грунтов

Модуль деформации грунта — величина пропорциональности между напряжением в грунте и его деформациями. Эта характеристика для каждого вида грунта зависит от его влажности и пористости. Нормативные значения модуля деформации глинистых грунтов 5— 75 МПа, песков — 11—50 МПа.

Коэффициент фильтрации Кф характеризует скорость движения свободной воды в грунте. Эта характеристика используется при определении осадки сооружения с течением времени, а также при определении условий протекания воды через ограждающие дамбы и условий работы дренажных конструкций. Кф составляет, м/сут: для песков 2—50; супесей 1—2; суглинков 0,3—1; глины 0,3.

Капиллярное поднятие воды в грунте hK характеризует высоту подъема воды в капиллярных порах. Эта характеристика нужна при решении вопроса о глубине заложения некоторых типов фундаментов и высоте гидроизоляции подвальных помещений. Согласно экспериментальным данным, Ни некоторых грунтов имеет следующие значения, м: у мелких песков 0,1—0,5; пылеватых песков 0,5—2; лессовых грунтов 2—5; суглинков 5—15; глин 5—50 и более.

Производные характеристики грунта. Пористость п — это отношение объема пор в грунте ко всему объему, занимаемому грунтом. Пористость грунта в его естественном состоянии выражают главным образом через плотность грунта у, плотность частицы грунта у$ и его влажность в естественном состоянии W, %.

Коэффициентом пористости е называют отношение объема пор к объему, занимаемому грунтовыми частицами. Этот коэффициент используется для определения вида грунта и при оценке сжимаемости грунта и осадки сооружений. В зависимости от значения е песчаные грунты могут быть плотного сложения, средней плотности и рыхлые.

Сопротивление сдвигу. Прочность грунта.

Предельным сопротивлением сдвигу (растяжению) называется способность грунта противостоять перемещению частей грунта относительно друг друга под воздействием касательных и прямых напряжений. Этот показатель характеризуется прочностными свойствами грунтов и используется в расчетах оснований зданий и сооружений. Способность грунта воспринимать нагрузки не разрушаясь, называют прочностью. В песчаных и крупнообломочных несвязных грунтах сопротивление достигается в основном за счет силы трения отдельных частиц, такие грунты называют сыпучими. Глинистые грунты обладают более высоким сопротивлением к растяжению (сдвигу), т.к. наряду с силой трения сдвигу противостоят силы сцепления: водно-коллоидные и цементационные связи (связные грунты). В строительстве этот показатель важен при расчете оснований фундаментов и изготовлении земляных сооружений с откосами.

Дополнительные задания

Задание № 2.

(Часть 1) Описать одну из пород магматического происхождения ультраосновной группы.

Перидотит(рис 2.1) (от фр. péridot — перидот, или оливин) — полнокристаллическая горная порода ультраосновного состава, состоит главным образом из оливина (Mg, Fe)2[SiO4] (70-30 %) и пироксенов (Mg, Fe, Ca)2Si2O6 (30-70 %), иногда с роговой обманкой. В виде второстепенных минералов встречаются: магнетит, пирротин, хромит, шпинель, гранат и др.; иногда перидотиты содержат платину и некоторые никелевые минералы.

Цвет. Порода тёмной окраски, чаще всего зелёного или зеленовато-серого цвета.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая.

Текстура. Массивная

Отдельность. Пластовая, параллелепидиальная.

рис. 2.1. Перидотит

Перидотиты слагают большую часть верхней мантии Земли. В земной коре встречаются в составе расслоенных интрузивных массивов сложенных ультраосновными (дуниты, перидотиты) и основными (троктолит, габбро, норит) породами (например, лополит Бушвельда), в виде тектонических пластин в офиолитовых комплексах. Наиболее глубинные перидотиты, вынесенные с глубин 150—300 км встречаются в виде ксенолитов в кимберлитовых трубках.

Практическое значение. С массивами перидотитов связаны месторождения хромита, платиновых и силикатных никелевых руд, хризотил- асбеста,талька и др. полезных ископаемых.

Разновидности. Перидотит с ромбическим пироксеном называется гарцбургитом, с моноклинным — верлитом; с моноклинным и ромбическим одновременно — лерцолитом.

(Часть 2) Описать одну из пород осадочные химического происхождения.

Известня́к(рис 2.2) — осадочная горная порода органического, хемогенного происхождения, состоящая почти на 100 % из CaCO3 (карбоната кальция) в форме кристаллов кальцита различного размера. Благодаря широкому распространению, легкости обработки и химическим свойствам известняк добывается и используется в большей степени, чем другие породы, уступая только песчано-гравийным отложениям. Известняки бывают разных цветов, включая черный, но чаще всего встречаются породы белого, серого цвета или имеющие коричневатый оттенок. Объемная плотность 2,2–2,7. Это мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа.

Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником (ракушняком).

Входящие в состав известняка вещества способны хотя и в малых количествах, но растворяться в воде, а также медленно разлагаться на углекислый газ и соответствующие основания; первый процесс — важнейший фактор образования карстовых пещер, второй, происходящий на больших глубинах под действием глубинного тепла земли, даёт источник газа для минеральных вод.

При метаморфизме известняки перекристаллизируются и образуют мраморы.

Известняки бывают нуммулитовыми, мшанковыми, ракушечниками и мраморовидными — массивно-слоистыми и тонкослоистыми.

рис. 2.2 Известняк

Применение:

Известняк широко применялся в качестве строительного материала, мелкозернистые разновидности использовали для создания скульптур.

Обжиг известняка даёт негашёную известь — древний вяжущий материал, до сего времени применяемый в строительстве. Одним из основных строительных материалов, получаемых из известняка, является известняковый щебень, который широко используется в дорожном строительстве и в производстве бетонов.

Изделия из известняка применяются:

-для строительства зданий;

-для экстерьера строений- в качестве наружных лестниц, цоколей, при оформлении фасадов;

-в интерьере помещений: дверные проёмы, стены, камины, полы, ванные комнаты;

-при ландшафтном дизайне;

-для таких профильных изделий как лестницы, колонны, порталы каминов, наличники и др.

-для изготовления столешниц, подоконников, тумб, барных стоек и т.д.

Разнообразие цветовой гаммы от белого до красного позволит создать изделия из известняка, которые наилучшим образом подчеркнут индивидуальность дома и дизайнерский вкус.

Известняк предоставляет возможность создавать ровные и гладкие плоскости для дальнейшей работы над ним и создания эксклюзивных поверхностей и форм.

Изделия из известняка применяются для облицовки зданий, оград и цоколей. В отличие от искусственного камня известняк не теряет со временем, при воздействии внешних факторов, свой декоративный вид, сохраняя красоту и форму. Различные ажурные орнаменты и рельефы придадут строению неповторимый облик. Имея высокую популярность, особенно в последнее время, белый камень даёт возможность показать красоту декоративной облицовки при правильном выборе рисунка и цвета. К тому же он обладает такими незаменимыми качествами, как морозоустойчивость, эстетичность и низкая теплопроводность. Сделанные из известняка, или облицованные им, здания выглядят выразительно и величественно.

Используются изделия из известняка в ландшафтном проектировании в качестве оформления садов, площадок и дорожек. Как наиболее простой в уходе, долговечный и эстетичный, известняк также применяется при строительстве барбекю, арок и альпийских горок, которые будут идеально смотреться на прилегающей к дому территории.

Разнообразие окраски известняка позволяет сделать облицовку каминов на любой вкус заказчика и в соответствии с общим проектом помещения. А его податливость обработке предоставляет простор для фантазии дизайнера, которая подчеркнёт изящество и красоту камина.

Благодаря своим природным свойствам, известняк, в отличие от других камней, с годами становится прочнее, что подтверждается историческими фактами. Он прекрасно гармонирует с другими строительными материалами и поддерживает микроклимат в помещении, хорошо пропуская воздух. Применяют известняк также при очистке воды и для защиты различных деревьев и кустарников от насекомых.

Вопрос №6.Происхождение и свойства минералов

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И УСЛОВИЯ НАХОЖДЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

Минералогия не ограничивается определением свойств минералов, она исследует также происхождение, условия нахождения и природные ассоциации минералов. Со времени возникновения Земли примерно 4,6 млрд. лет назад многие минералы разрушились в результате механического дробления, химических преобразований или плавления. Но элементы, слагавшие эти минералы, сохранились, перегруппировались и образовали новые минералы. Таким образом, существующие ныне минералы являются продуктами процессов, развивавшихся на протяжении геологической истории Земли.

Большая часть земной коры сложена изверженными породами, которые местами перекрыты относительно маломощным покровом осадочных и метаморфических пород. Поэтому состав земной коры в принципе соответствует усредненному составу изверженной породы. Восемь элементов {см. табл. Л) составляют 99% массы земной коры и соответственно 99% массы слагающих ее минералов.

По элементному составу земная кора представляет собой каркасную постройку, состоящую из ионов кислорода, связанных с более мелкими ионами кремния и алюминия. Таким образом, главными минералами являются силикаты, на долю которых приходится ок. 35% всех известных минералов и ок. 40% - наиболее распространенных. Важнейшие из них - полевые шпаты (семейство алюмосиликатов, содержащих калий, натрий и кальций, реже - барий). Другие распространенные породообразующие силикаты представлены кварцем (впрочем, он чаще относится к оксидам), слюдами, амфиболами, пироксенами и оливином. См. таксисе ЗЕМЛИ СТРОЕНИЕ.

Изверженные породы. Изверженные, или магматические, породы образуются при охлаждении и кристаллизации расплавленной магмы. Процентное содержание различных минералов и, следовательно, тип образовавшейся породы зависят от соотношения элементов, содержавшихся в магме во время ее затвердевания. Каждый тип изверженной горной породы обычно состоит из ограниченного набора минералов, называющихся главными породообразующими. В дополнение к ним могут присутствовать в меньших количествах второстепенные и акцессорные минералы. Например, главными минералами в граните могут быть калиевый полевой шпат (30%), натрий-кальциевый полевой шпат (30%), кварц (30%), слюды и роговая обманка (10%).

В качестве акцессорных минералов могут присутствовать циркон, сфен, апатит, магнетит и ильменит.

Изверженные породы обычно классифицируют в зависимости от вида и количества каждого из содержащихся в них полевых шпатов. Однако в некоторых породах полевой шпат отсутствует. Далее изверженные породы классифицируют по их структуре, которая отражает условия затвердевания породы. Медленно кристаллизующаяся глубоко в недрах Земли магма порождает интрузивные плутонические породы с крупно- или среднезернистой структурой. Если магма извергается на поверхность в виде лавы, она быстро остывает и возникают тонкозернистые вулканические (эффузивные, или излившиеся) породы. Иногда некоторые вулканические породы (например, обсидиан) остывают столь быстро, что не успевает произойти их кристаллизация; подобные породы имеют стекловидный облик (вулканические стекла).

Осадочные породы. Когда коренные породы выветриваются или размываются, обломочный или растворенный материал оказывается включенным в состав осадочных пород. В результате химического выветривания минералов, происходящего на границе литосферы и атмосферы, формируются новые минералы, например, глинистые - из полевого шпата. Некоторые элементы высвобождаются при растворении минералов (например, кальцита) в поверхностных водах. Однако другие минералы, например кварц, даже механически раздробленные, сохраняют устойчивость к химическому выветриванию.

Высвободившиеся при выветривании механически и химически устойчивые минералы с достаточно высокой плотностью образуют на земной поверхности россыпные месторождения. Из россыпей, чаще всего аллювиальных (речных), добывают золото, платину, алмазы, иные драгоценные камни, оловянный камень (касситерит), минералы других металлов. В определенных климатических условиях формируются мощные коры выветривания, нередко обогащенные рудными минералами. С корами выветривания бывают сопряжены промышленные месторождения бокситов (руд алюминия), скопления гематита (железных руд), водных силикатов никеля, минералов, ниобия и других редких металлов.

Основная масса продуктов выветривания выносится по системе водотоков в озера и моря, на дне которых образует слоистую осадочную толщу. Глинистые сланцы сложены в основном глинистыми минералами, а песчаник состоит преимущественно из сцементированных зерен кварца. Растворенный материал может извлекаться из воды живыми организмами или выпадать в осадок в результате химических реакций и испарения. Карбонат кальция поглощается из морской воды моллюсками, которые строят из него свои твердые раковины. Большая часть известняков образуется в результате аккумуляции раковин и скелетов морских организмов, хотя частично карбонат кальция осаждается химическим путем.

Эвапоритовые залежи формируются в результате испарения морской воды. Эвапориты — обширная группа минералов, в число которых входят галит (поваренная соль), гипс и ангидрит (сульфаты кальция), сильвин (хлорид калия); все они имеют важное практическое применение. Эти минералы осаждаются также при испарении с поверхности соляных озер, но в этом случае повышение концентрации редких элементов может привести к дополнительному осаждению некоторых других минералов. Именно в такой обстановке образуются бораты.

Метаморфические породы.

Региональный метаморфизм. Изверженные и осадочные породы, захороненные на большой глубине, под действием температуры и давления испытывают преобразования, называющиеся метаморфическими, в ходе которых меняются первоначальные свойства горных пород, а исходные минералы перекристаллизовываются или полностью трансформируются. В результате минералы обычно располагаются вдоль параллельных плоскостей, придавая породам сланцеватый облик. Тонкосланцеватые метаморфические породы называются сланцами. Они часто бывают обогащены пластинчатыми силикатными минералами (слюдой, хлоритом или тальком). Более грубослаанцеватые метаморфические породы — гнейсы; в них чередуются полосы кварца, полевого шпата и темноцветных минералов. Когда сланцы и гнейсы содержат какой-либо типично метаморфический минерал, это отражается в названии породы, например, силлиманитовый или ставролитовый сланец, кианитовый или гранатовый гнейс.

Контактовый метаморфизм. При подъеме магмы в верхние слои земной коры в породах, в которые она внедрилась, обычно происходят изменения, т.н. контактовый метаморфизм. Эти изменения проявляются в перекристаллизации первоначальных или образовании новых минералов. Степень метаморфизма зависит как от типа магмы, так и от типа породы, которую она пронизывает. Глинистые и близкие им по химическому составу породы преобразуются в контактовые роговики (биотитовые, кордиеритовые, гранатовые и др.). Наиболее интенсивные изменения происходят, когда гранитная магма внедряется в известняки: термическое воздействие является причиной их перекристаллизации и образования мрамора; в результате химического взаимодействия с известняками отделяющихся от магмы растворов образуется большая группа минералов (силикаты кальция и магния: волластонит, гроссуляровый и андрадитовый гранаты, везувиан, или идокраз, эпидот, тремолит и диопсид). В некоторых случаях при контактовом метаморфизме привносятся рудные минералы, что делает породы ценными источниками получения меди, свинца, цинка и вольфрама.

Метасоматоз. В результате регионального и контактового метаморфизма не происходит существенного изменения химического состава исходных пород, а меняются лишь их минеральный состав и внешний облик. Когда растворами привносятся одни элементы и выносятся другие, происходит значительное изменение химического состава пород. Такие вновь образовавшиеся породы называются метосоматическими. Например, взаимодействие известняков с растворами, выделяемыми гранитной магмой в ходе кристаллизации, приводит к образованию вокруг гранитных массивов зон контактово-метасоматических руд — скарпов, которые нередко вмещают оруденение.

ГЛАВНЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

Долгое время основными характеристиками минералов служили внешняя форма их кристаллов и других выделений, а также физические свойства (цвет, блеск, спайность, твердость, плотность и проч.), имеющие и в настоящее время большое значение при их описании и визуальной (в частности, полевой) диагностике. Эти характеристики, а также оптические, химические, электрические, магнитные и иные свойства зависят от химического состава и внутреннего строения (кристаллической структуры) минералов. Первостепенная роль химии в минералогии была осознана к середине 19 в., но важное значение структуры стало очевидным лишь с внедрением рентгенографии. Первые расшифровки кристаллических структур были выполнены уже в 1913 английскими физиками У.Г.Брэггом и У.Л.Брэггом.

Минералы - это химические соединения (исключение составляют самородные элементы). Однако даже бесцветные, оптически прозрачные образцы этих минералов почти всегда содержат небольшие количества примесей. Природные растворы или расплавы, из которых кристаллизуются минералы, обычно еоетоят из многих элементов. В процееее образования соединений немногочисленные атомы менее распространенных элементов могут замещать атомы главных элементов. Такое замещение настолько обычно, что химический состав многих минералов лишь очень редко приближается к составу чистого соединения. Например, состав распространенного породообразующего минерала оливина меняется в пределах составов двух т.н. конечных членов ряда: от форстерита, силиката магния Mg2Si04, до фаялита, силиката железа Fe2Si04- Отношения Mg:Si:0 в первом минерале и Fe:Si:0 - во втором составляют 2:1:4. В оливинах промежуточного состава значения отношений те же, т.е. (Mg + Fe):Si:0 равно 2:1:4, а формула записывается в виде (Mg,Fe)2Si04, Если относительные количества магния и железа известны, то это можно отразить в формуле (Mgo,8oFeo_J2o)2Si04, из которой видно, что 80% атомов металла представлены магнием, а 20% - железом.

Структура. Все минералы, за исключением воды (которую - в отличие от льда - обычно не относят к минералам) и ртути, при обычных температурах представлены твердыми телами. Однако, если воду и ртуть сильно охладить, они затвердевают: вода - при 0° С, а ртуть - при —39° С. При этих температурах молекулы воды и атомы ртути образуют характерную правильную трехмерную кристаллическую структуру (термины «кристаллический» и «твердый» в данном случае почти равноценны). Таким образом, минералы представляют собой кристаллические вещества, свойства которых определяются геометрическим расположением составляющих их атомов и типом химической связи между ними.

Элементарная ячейка (наименьшее подразделение кристалла) построена из регулярно расположенных атомов, удерживаемых вместе благодаря электронным связям. Эти мельчайшие ячейки, бесконечно повторяющиеся в трехмерном пространстве, образуют кристалл. Размеры элементарных ячеек в разных минералах различны и зависят от размеров, чиела и взаимного расположения атомов в пределах ячейки. Параметры ячейки выражаются в ангстремах (А) или нанометрах (1 А = 10^-8 см = 0,1 нм). Составленные вместе элементарные ячейки кристалла плотно, без зазоров заполняют объем и образуют кристаллическую решетку. Кристаллы подразделяются по признаку симметрии элементарной ячейки, которая характеризуется соотношением между ее ребрами и углами. Обычно выделяют 7 сингоний (в порядке повышения симметрии): триклинную, моноклинную, ромбическую, тетрагональную, тригональную, гексагональную и кубическую (изометрическую). Иногда тригональную и гексагональную сингонии не разделяют и описывают вместе под названием гексагональной сингонии. Сингонии подразделяются на 32 кристаллических класса (вида симметрии), включающих 230 пространственных групп. Эти группы впервые были выделены в 1890 российским ученым Е.С.Федоровым. При помощи рентгеноструктурного анализа определяют размеры элементарной ячейки минерала, его сингонию, класс симметрии и пространственную группу, а также расшифровывают кристаллическую структуру, т.е. взаимное расположение в трехмерном пространстве атомов, составляющих элементарную ячейку.

Вопрос № 70

ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ.

Инженерно-геологические изыскания под проектирование промышленных объектов.

При проектировании промышленных объектов геологические изыскания являются обязательными, без них невозможно согласование проектной документации в Управлении Архитектуры и Градостроительства и естественно грамотное и оптимальное проектирование фундаментов будущих строений. В зависимости от площади и технических параметров будущей застройки подбирается программа инженерных изысканий уникальная для каждого объекта. Проконсультируйтесь с нашими специалистами перед составлением технического задания.

При проектировании промышленных объектов прохождение экспертизы обязательно.

Необходимым для выбора наиболее правильного решения являются инженерно-геологические изыскания, которое обеспечивает надёжность строительства при экономичном вложении затрат. От того, насколько качественно будут произведены изыскания, зависит точность и актуальность характеристики геологии данного земельного участка и возможность обеспечения надёжности, безопастности длительного срока эксплуатации я. Отдельной частью инженерных исследований является создание геоподосновы. Что это такое? Геоподоснова - это выполненный в масштабе (как правило, 1:500) генплан участка. Выполняется геоподоснова по полученным результатам предварительно проведенной топографической съемки. Главным условием для создания геоподосновы является обозначение на ней всех проведенных к данному времени коммуникаций и инженерных сетей, а при необходимости и согласование правильности их нанесения в компетентных органах.

В зависимости от габоритов будущего здания в начале определяется количество скважин. Так, если участок будущей застройки занимает площадь до 10 квадратных метров, достаточно пробурить в его периметре две скважины, если участок занимает площадь от 10 до 17 квадратных метров - понадобятся три скважины, на участке площадью больше 17 квадратных метров необходимо пробурить четыре или более скважин. Глубина бурения скважин, прежде всего, зависит от типа фундамента и этажности здания. Если предполагается столбчатый или ленточный фундамент, а здание - двухэтажным, то глубина бурения должна быть ниже предполагаемой подошвы фундамента на шесть метров.

Инженерно-геологические изыскания в настоящее время входят в число наиболее активно развивающихся работ, предшествующих началу процесса проектирования. В не далеком прошлом многие дома, в основном это касалось индивидуальной застройки, строились без точной информации о том, какая геоподоснова имеется на конкретной местности. Результатом подобного недальновидного строительства было появление разного рода проблем. Например, таких как осадка здания, затопляемость фундамента и т.д.

В состав работ могут входить: - получение архивных данных и анализ инженерных исследований прошлых лет; - рекогносцировка участка; - исследования геофизических параметров; - изучения грунта в полевых условиях; - лабораторные исследования анализов грунта и грунтовых вод; - проведение испытаний грунтов построенных зданий и сооружений; - прогнозирование геологических процессов на конкретном участке строительства; - оценка возможных негативных последствий протекания геологических процессов; - подготовка технического отчёта.

Заказывая инженерно-геологические исследования, не стоит забывать и доступности участка для проведения работ. Бурение скважин невозможно в лесу, болоте или на участках, имеющих уклон более 45°. Возможно применение переносных установок, но они ограничены по возможностям и имеют невысокую производительность, что значительно увеличивает сроки работ.

От этапа проектирования зависит количество буровых скважин. Если место строительства ещё не определено, то желательно располагать скважины сеткой, шаг которой не более двадцати метров, для получения наиболее точных данных об участке.

При проведении инженерных изысканий необходимы лабораторные работы, в частности анализ химического состава воды. Геологические исследования позволяют определить степень воздействия воды и грунта на бетон и металлоконструкции, а инженерные изыскания определяют прочность, устойчивость и надежность будущего фундамента.

При создании проекта любого сооружения важно знать инженерно-геологические условия местности, подобранного под его строительство, для предотвращения всевозможных осложнений при строительстве и эксплуатации сооружения.

Вопрос №13

Структура, текстура и минералогический состав горных пород.

Под структурой подразумевают совокупность особенностей внутреннего (агрегатного) строения породы, обусловленных размерами, формой, генези­сом и количественным соотношением ее составных частей - минералов.

С физической точки зрения, структура - это характеристика, определяю­щая мелкие и тончайшие особенности внутреннего строения породы. Необхо­димо различать четыре вида структур:

1) по агрегатному состоянию: порфировидные - порфирит; кристалличе­ские - гранит, мрамор; некристаллические (стекловатые) - обсидиан, смешан­ные (полукристаллические) - андезит;

2) по размеру составных частей (кристаллов): крупнозернистые - 6 > 5 мм, средне- - й=1-5 мм, мелко- - д< 1 мм и разнозернистые;

3) по генезису частиц: кристаллические - гранит, гипс, каменная соль; об­ломочные - песок; органогенные - торф; смешанные - опока;

4) по взаимному расположению: однородные, зернистые, беспорядочные и ориентированные.

Под текстурой (сложением) понимают пространственное расположение со­ставных частей породы в ее объеме. С физической точки зрения, текстура оп­ределяет внешний облик породы, то есть ее слоистость, сланцеватость, мас­сивность и пористость.

Необходимо выделять следующие два вида текстур:

1) по способу заполнения: плотные или массивные - гранит, мрамор; шла­ковые - вулканический туф; пористые - базальт, лесс;

2) по расположению компонентов породы: однородные - гранит; неодно­родные - гнейс, сланец.

Отсюда нужно запомнить, что если структура отвечает на вопрос, как по­строен агрегат, образующий породу, то текстура показывает, как он располо­жен в пространстве.

На рис. даны основные схемы структур и текстур.

Рис. Общий вод структур и текстур горных пород: 1 - порфировидная; 2 - порфировая; 3 - смешанная (пегматитовая); М 4 - полосчатая; 5 - шлаковая; 6 - сланцеватая.

Вопрос №64

Особенности инженерно-геологических исследований для различных видов строительства и инженерной деятельности .

Инженерно - геологические исследования- это комплекс работ, обеспечивающих изучение инженерно-геологических условий участка проектируемого строительства. Данные исследования необходимы для принятия решений о типе и глубине фундамента, о необходимости укрепления грунтов, а также в целях получения информации о возможных опасных процессах техногенного и природного характера. Данные тип работ незаменим при проектировании, строительстве и реконструкции объектов. Физико-механические и химические свойства подстилающих грунтов определяют посредством инженерно-геологических изысканий. Важнейшими свойствами грунтов являются прочность, пластичность, сыпучесть, влагопроницаемость, гигроскопичность (способность удерживать влагу). В большинстве случаев для определения свойства грунта достаточно нескольких разведочных скважин на глубину 5-6 м. Отдельно нужно упомянуть о том, что подобные мероприятия помогают выяснить уровень грунтовых вод. Их наличие и высота стояния значительно влияют на характеристики грунтов. Изучение этих свойств позволяет наилучшим образом рассчитать параметры фундамента и здания в целом, его местоположение, определить виды и объемы мелиоративных работ, предвидеть оползневые и просадочные процессы. Определение геологических свойств грунтов производится только после их извлечения путем бурения, шурфования и т. п., а также сложного лабораторного анализа полученных проб. Получение достоверных геологических сведений требует не только современного оборудования и программного обеспечения, но и участия опытных и квалифицированных специалистов, умеющих из отдельных фрагментов построить максимально близкую к реальности геологическую модель участка. Важную роль играет определение пространственных координат геологических выработок. Места геологических выработок обязательно отображаются на топографических планах. После проведения топографо-геологических изысканий можно наконец приступать к разработке генплана и проектированию. то есть определению того, где и какие сооружения будут находиться (дом, баня, гараж, беседка, патио), где будут сад, газон, клумбы, детская и спортивная площадки, пруд, бассейн, какова дренажная система (сброс самотеком, уклоны, канавы, траншеи, котлованы или глубинный отвод посредством дренажных труб со сбросом отобранной воды в открытую канаву или поглотительный колодец).

Площадка, предназначенная для строительства, чаще всего выглядит так, как на фото слева. То есть, она ровная и доступная для проезда тяжелой техники.

Однако, иногда бывает и так, как изображено на правом фото

Поэтому, прежде чем проводить полевые работы в рамках инженерно-геологических изысканий, предварительно исследуют площадку. До начала изучения геологического строения участка требуется иметь топографическую съемку площадки работ масштаба 1:2000 или 1:500, в зависимости от стадии, на которой проводятся изыскания. Когда площадка будущего строительства готова для бурения геологических скважин, места бурения отмечаются на ней с помощью геодезических приборов (в сложных условиях) или простой рулеткой (если позволяет рельеф изучаемой местности).

Бурение скважин и статическое зондирование

После вынесения в натуру точек расположения будущих скважин и согласования их с Заказчиком начинается бурение.

В процессе бурения геолог изучает образцы грунта, производит их визуальное описание в полевом журнале, документирует глубины, с которых они извлечены, и отбирает необходимое количество образцов для дальнейших лабораторных исследований.Также отмечаются глубины, на которых были вскрыты водоносные горизонты и установившийся уровень подземных вод, отбираются пробы воды.Каждый отобранный образец грунта тщательно упаковывается в полиэтиленовую пленку для сохранения естественной консистенции и влажности. Образец сопровождается этикеткой, на которой указан адрес объекта, номер скважины и глубина, с которой он был отобран:

В практике инженерно-геологических изысканий для строительства прочностные и деформационные свойства грунтов часто определяются полевыми методами (статическое и динамическое зондирование, испытание штампом, испытания на срез целиков грунта и другие).

Полевые виды инженерно-геологических исследований обладают рядом преимуществ перед лабораторными, главным из которых является то, что они изучают свойства пород при естественных условиях их залегания.

Одним из основных и распространенных полевых методов, применяющихся при проведении инженерных изысканий для подавляющего большинства объектов строительства, является испытание грунтов методом статического зондирования (см. рисунок).

Лабораторные анализы и испытания

В лаборатории изучаются физические, химические и механические свойства грунтов.

Выясняется гранулометрический состав, определяются плотность, влажность и пористость, коррозионная активность, пластичность и текучесть.Для образцов ненарушенной структуры (монолитов) в обязательном порядке проводятся испытания на компрессию и сдвиг.Для песчаных грунтов определяется коэффициент фильтрации. Для органоминеральных грунтов выявляется степень их заторфованности.

Камеральная обработка материалов изысканий

Последняя фаза инженерно-геологических изысканий – камеральная обработка и составление Технического отчета. Во время камеральной обработки происходит анализ и сопоставление данных, полученных при бурении, материалов полевых испытаний грунтов, лабораторных исследований, строительных норм и правил. Выполняется статистическая обработка, составляются сравнительные таблицы, вычерчиваются геологические колонки и разрезы, делаются выводы и даются рекомендации.

Список литературы

1. Шведовский П.В., Федоров В.Г. Инженерная геология.- Брест: БГТУ, 1999г.

2. Шведовский П.В., Федоров В.Г. Инженерная геология. Учебное пособие для строительных вызов.- Брест: БГТУ, 2007г.

3. Ананьев В.П., Коробкин В.И. Инженерная геология- М.: Высшая школа,1973г.

4. Баландин Р.К. Геологическая деятельность человечества: Техногенез.-Мн.: Высшая школа,1978г.

5. Интернет-ресурсы:

- www. academic.ru

- www.geo.web.ru

- www.mygeos.com