Цели и задачи дисциплины

Инженерно-геологические исследования в стадии проектирования здания выполняются в пределах выбранных участков и имеют целью выбор конкретной площадки для строительства данного объекта; полученные данные позволяют проектировщикам обосновать компоновку основных и вспомогательных сооружений, выбрать тип и конструкцию оснований сооружений, разработать наиболее рациональную технологию производства земляных работ и решить ряд других вопросов.

Исследования включают следующие виды работ:

• комплексную инженерно-геологическую съёмку соответствующего масштаба;

• горноразведочные работы – проходку канав, шурфов, штолен, шахт, скважин;

• опытно-исследовательские работы – откачки, нагнетания, наливы, пробные нагрузки, опыты на срез и др.;

• лабораторные исследования по определению физико-механических свойств грунтов;

• анализы химического состава и определение агрессивности подземных вод;

• расчётные работы по определению осадок сооружений, устойчивости откосов, потерь на инфильтрацию и др.;

• стационарные наблюдения над физико-геологическими и инженерно-геологическими процессами и режимом подземных вод.

Комплексные гидрогеологические исследования проводятся с целью установления условий залегания и распространения водоносных горизонтов, условий их питания, дренирования, взаимосвязи подземных и поверхностных вод, определения фильтрационных свойств отдельных горизонтов, их производительности, химического состава и наличия гидравлической связи между отдельными водоносными горизонтами. В процессе гидрогеологических исследований решаются основные задачи: обоснование искусственного понижения уровня грунтовых вод; прогноз изменения гидрогеологических условий (подтопление, образование верховодки, загрязнение грунтовых вод, возникновение просадок, пучения и т.п.); оценка подземных вод для водоснабжения; охрана подземных вод от истощения и загрязнения промышленными стоками.

При гидрогеологических исследованиях для целей питьевого или хозяйственно-технического водоснабжения необходимо получить характеристику подземных вод: естественные и эксплуатационные ресурсы, режим в природных условиях и в процессе эксплуатации водозабора, химический состав, санитарное состояние и степень защищённости от загрязнения намечаемого к эксплуатации водоносного горизонта.

Практические занятия Занятие і Построение геологического разреза по данным буровых скважин

Одной из задач инженерно-геологических изысканий является установление напластования грунтов на площадке строительства. Информацию о напластовании получают при проходке вертикальных геологических выработок – шурфов и скважин. Модель напластования грунтов на площадке строительства создаётся в виде системы продольных и поперечных геологических разрезов.

Геологическим разрезом (рис. 1) называется вертикальное сечение участка земной коры на глубину разведки, выполненное в заданном направлении. Составляется он по выданной геологической документации скважин в определённом вертикальном (1:50; 1:100 или 1:200) и горизонтальном (1:500, 1:1000 или 1:2000) масштабах.

Отметку верха скважины называют устьем, а отметку низа – забоем.

Предварительно определяют отметки забоя скважин, а затем максимальные размеры разреза в натуре по горизонтали (по сумме расстояний между скважинами) и вертикали (по разности между максимальной отметкой устья и минимальной отметкой забоя скважин разреза). На основании полученных данных выбирают вертикальный и горизонтальный масштабы.

Основные этапы построения инженерно-геологического разреза

1. Составление таблицы, которая размещается в нижней части листа на всю длину разреза и включает пять граф:

1 – номера скважин;

2 – абсолютные отметки устья скважин;

3 – расстояния между скважинами;

4 – абсолютные отметки забоя скважин;

5 – абсолютные отметки уровня подземных вод.

Заполнение таблицы начинают с третьей графы, где в принятом горизонтальном масштабе откладывают расстояния между скважинами. Отметки устьев скважин и отметки уровней подземных вод в скважинах определены в ходе предварительных инженерно-геологических изысканий и представлены в исходных данных для построения разреза.

Абсолютную отметку забоя каждой скважины определяют как разность между отметкой устья скважины и суммой мощностей пройденных скважиной пород.

2. Построение вертикального линейного масштаба. Он располагается в виде двух одинаковых масштабных реек на расстоянии 1,5…2,0 см от крайних скважин. Основу (базу) масштаба рекомендуется принимать равной 1,0 – 2,0 см. Длина масштабной рейки зависит от разности между максимальной отметкой устья и минимальной отметкой забоя. Нумерация реек начинается с минимальной отметки забоя («минус» единица масштаба) и продолжается до максимальной отметки устья («плюс» единица масштаба).

3. Нанесение расположения скважин. Используя таблицу в нижней части геологического разреза и построенные масштабные рейки, на определённых уровнях и расстояниях наносят точки, обозначающие устье и забой каждой скважины. Затем от отметки устья до отметки забоя проводят жирные линии, обозначающие скважины. Забой скважины обозначают горизонтальными чёрточками длиной 3…5 мм.

4 . Отложение мощностей пород, пройденных скважиной. В каждой скважине, начиная от устья, вниз последовательно откладывают мощности пройденных скважиной пород в принятом вертикальном масштабе. Рядом условными обозначениями показывают литологический состав пород. Слева от линии скважины записывается относительная глубина залегания подошвы каждого пласта, а справа – абсолютная отметка подошвы каждого пласта и отметка установившегося уровня подземных вод.

5. Увязка геологического разреза. Сначала соединяют устья скважин, получая линию дневной поверхности. Подошвы каждого пласта, вскрытого и отмеченного в отдельных скважинах, соединяют плавными линиями. Если слой имеется в данной скважине, но отсутствует в соседней, то его выклинивают между этими скважинами. При увязке геологического разреза необходимо следить, чтобы более древние слои располагались под более молодыми. Если последний слой вскрыт скважинами не полностью, то в нем необходимо показать лишь забой скважин, не ограничивая его снизу линией подошвы. В заключение штриховкой обозначают литологический состав пород (условные обозначения состава каждого слоя приводят на листе), а индексами и цветом – возрастную принадлежность разных слоев, в соответствии с исходными данными и геохронологической шкалой (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

6. Обозначение положения уровня подземных вод. В каждой скважине намечаются абсолютные отметки уровня грунтовых вод или межпластовых подземных вод. Найденные точки соединяются пунктирной линией синего цвета и представляют положение уровня подземных вод (УПВ) на геологическом разрезе.

№№ скважин	1 2 3 4
Абсолютная отметка устья скважины, м	58,2 58,8 58,9 58,9
Расстояние между скважинами, м		80	80	70
Абсолютная отметка забоя скважины, м	51,6 51,0 53,0 52,9
Aбс. отметка УГВ, м	53,0 53,5 54,1 54,5

Условные обозначения

Условные обозначения

Супесь

edQ₂

Рис. 1. Инженерно-геологический разрез.