1977

В процессе проведения съемки особое внимание уделяют описанию геоморфологических элементов местности, геологических и ин- женерно-геологических процессов (оползни, заболачивание территории, просадки, оврагообразование, суффозия).

Фиксируют участки с необеспеченным поверхностным стоком (котловины, блюдца, западины), а также участки выхода подземных вод на поверхность земли. На план наносят горные выработки и естественные обнажения пород.

Результаты глазомерной съемки оформляют в виде плана (трассы, участка мостового перехода) в масштабах 1:10000, 1:5000, 1:2500 или

1:1000 (прил.1).

3.2.2. Проходка разведочных выработок

Основными видами выработок в процессе инженерногеологических изысканий являются шурфы и скважины. В местах естественных обнажений пород и крутых склонов рельефа проходят наиболее простые выработки-расчистки. Для их проходки с целью вскрытия грунтов ненарушенной структуры достаточно удалить (сбросить вниз) со склона небольшой слой почвы, делювия или осыпи. Назначение расчисток то же, что и шурфов.

Шурфы (вертикальные выработки прямоугольного сечения размером 1х1, 1х1,25 м, 1х1,5 м) проходят до 2 м вручную.

Проходку скважин глубиной до 3 – 4 м осуществляют буровым самоходным агрегатом типа УПБ-25 и ручным способом.

Места заложения выработок назначают с учетом геоморфологии трассы автомобильной дороги, мостового перехода, тоннеля.

При трассировании автомобильной дороги разведочные выработки располагают по оси намеченной трассы на каждом из геоморфологических элементов, так как формы рельефа тесно связаны с геологическим строением. Расстояние между выработками в зависимости от сложности инженерно-геологических условий и размеров геоморфологического элемента должно составлять 200 – 500 м. Минимальное количество разведочных выработок должно быть не менее двух на 1 км трассы дороги.

На участке подхода к мосту (пойма и первая надпойменная терраса) разведочные выработки закладывают на каждом геоморфологическом элементе не реже, чем через 200 – 400 м друг от друга.

Студенты специальности "Автомобильные дороги и аэродромы" проходят 2 – 3 шурфа и 3 – 4 скважины или расчистки. Глубина

1030

скважин и расчисток может быть 2 – 3 м. Студенты специальности "Мосты и транспортные тоннели" проходят 4 – 5 шурфов и 5 – 6 расчисток или скважин глубиной до 3 – 4 м (табл. 2).

Если в период прохождения практики геологические организации выполняют механическое колонковое бурение, студенты знакомятся с буровыми станками, принципами их работы, применяемым для бурения инструментом и колонковыми снарядами. Буровые станки фотографируют, буровой инструмент зарисовывают.

3.2.3. Документирование разведочных выработок

Документирование разведочных выработок заключается в послойном описании всех литологических видов грунтов, вскрытых горной выработкой, и их зарисовке. Документируют выработки в полевом журнале (дневнике), все графы которого заполняют четко и с достаточной полнотой простым графитовым карандашом умеренной твер-

1130

дости или шариковой ручкой. Подчистки и сокращения в записях (кроме общепринятых) не допускаются.

Документирование выработки начинают с заполнения титульного листа, на котором проставляют дату выполнения работ, наименование выработки, ее номер, элемент рельефа (пойма, первая надпойменная терраса, пологий склон и т.п.), привязку выработки.

Затем выполняют подробное послойное описание сверху вниз пород, вскрытых данной выработкой, указывая наименование породы, ее цвет, наличие включений. Для глинистых грунтов указывают их консистенцию, для песков – степень влажности. Отмечают также трудность разработки грунта (легко разрабатывается, средней трудности разработки и т.п.). Фиксируют уровень появления подземных вод и установившийся уровень. Если подземные воды не вскрыты выработкой, это также отмечают в журнале.

При указании цвета породы необходимо отличать основной цвет (например, желтый, серый, черный и т.п.) и его оттенки (например, светло-коричневый, темно-серый и т.п.). Цвет пород, наряду с другими признаками, помогает установить аналогию между ними, указывая также на наличие различных соединений. Так, оттенки черного цвета чаще всего свидетельствуют о содержании в грунте гумуса, бурые и коричневые пятна – о присутствии железистых соединений, дендриты – о марганцовистых соединениях. При описании включений, имеющихся в породе, указывают на их размеры, цвет, генезис (органические, неорганические).

Отмечают также глубину “вскипания” грунта под действием раствора соляной кислоты, фиксируя интенсивность “вскипания”.

При визуальном определении в полевых условиях разновидностей дисперсных грунтов рекомендуется пользоваться следующими признаками: глина в сухом состоянии образует твердую массу, которая рассыпается на куски только при ударе. При растирании образует тонкий глинистый порошок, в котором песчинки встречаются редко. Во влажном состоянии скатывается в шарик, который при сдавливании в лепешку не растрескивается, раскатывается в шнур диаметром 1 мм и менее без разрушения.

Суглинок в сухом состоянии представляет собой сплошную твердую массу, которая от легких ударов распадается на комки. При растирании образуется тонкий глинистый порошок, в котором ощущается присутствие песчаных зерен. Во влажном состоянии скатывается в

12

30

шарик и в шнур диаметром 3 – 5 мм. Шарик при сдавливании в лепешку растрескивается по краям.

Супесь в сухом состоянии образует комки, которые легко разрушаются пальцами. При растирании ощущается преобладание песчаных зерен. Во влажном состоянии плохо скатывается в шарик, а в шнур не раскатывается – разрушается.

Песок мелкий и пылеватый во влажном состоянии визуально можно спутать с супесью. В отличие от супеси такой песок в сухом состоянии легко рассыпается при нажатии, а будучи обводненным, образует текучую массу.

Окончательно разновидность дисперсных грунтов уточняют в соответствии с ГОСТ 25100-95 по числу пластичности и гранулометрическому составу после лабораторных исследований проб грунта во время камерального периода.

Природную влажность грунтов в полевых условиях оценивают приближенно. Пески условно подразделяют по степени их насыщения водой следующим образом: малой степени водонасыщения – рассыпается, средней степени водонасыщения – мажет руки, насыщенный водой – мокрый.

Глинистые грунты в зависимости от содержания в них влаги подразделяют по следующим признакам: грунт твердый – порода при ударе рассыпается, пылит; грунт пластичный, если он раскатывается в шнур; грунт текучий, если шарик диаметром 2 – 3 см оседает от собственного веса. Уточняют влажность грунтов после их исследований в лабораторных условиях.

Для макропористых глинистых грунтов следует определять размеры пор, форму и ориентировочное их количество на площади 1 см2. При документировании шурфов зарисовывают одну из его стенок, указывая соответствующими обозначениями различные породы, их возраст, генезис, места отбора проб и уровень подземных вод.

3.2.4. Опробование горных выработок

Опробование горных выработок осуществляется с целью определения физических и механических свойств грунтов для оценки их несущей способности и пригодности для строительных целей.

Пробы грунта берут как с нарушенной структурой для определения гранулометрического состава, характерных влажностей (границ текучести и раскатывания), естественной влажности, химических и минералогических анализов, так и с ненарушенной структурой для

13

30

определения плотности грунта естественного сложения и его механических характеристик (прочности, деформативности).

Из скважин отбираются преимущественно пробы грунтов с нарушенной структурой, из шурфов и расчисток – образцы ненарушенной структуры.

Отбор проб производят из всех генетических типов грунтов и их литологических разновидностей. При однородном строении толщи отбор проб грунта с нарушенной структурой массой 0,5 кг производят путем квартования бороздовых послойных проб, взятых через каждые 20 – 25 см по глубине выработки, начиная с поверхности. Ширина борозды 10 см, глубина – 5 см.

Для отбора проб грунта из шурфа или расчистки стенку шурфа (расчистки) зачищают почвенным ножом таким образом, чтобы четко выделялись границы грунтовых горизонтов, их окраска, влажность, структура и т.п.

Пробы грунта нарушенной структуры упаковывают в мешочки из плотной ткани или хлорвинила и снабжают этикеткой с указанием номера группы и факультета, наименования выработки, номера пробы, интервала опробования, наименования грунта, даты и фамилии лица, отобравшего пробу.

Пробы грунта ненарушенной структуры отбирают из стенки шурфа или расчистки в виде монолита. Для отбора монолита в установленном месте намечают его контур и с помощью ножа вырезают образец грунта размером от 10х10х10 см до 20х20х20 см. В целях сохранения природной влажности грунта монолит немедленно парафинируют. Для этого его туго обматывают слоем марли, предварительно пропитанной расплавленным парафином, или смесью парафина с гудроном (соотношение 1:1 или 1:2). Затем весь монолит в марле покрывают слоем парафина, обматывают вторым слоем марли (также пропитанной парафином) и еще раз покрывают слоем парафина толщиной не менее 1 мм. К монолиту прикладывают две этикетки с указанием наименования выработки, ее номера, интервала опробования, наименования грунта, номера студенческой группы, даты и фамилии студентов, отобравших монолит. Второй экземпляр этикетки, смоченной расплавленным парафином, прикрепляют сверху запарафинированного монолита и покрывают тонким слоем парафина.

Монолит доставляют в лабораторию в ящике. При укладке монолита в ящик свободное пространство между стенками ящика и монолитом заполняют влажными опилками, стружкой или соломой.

1430

Студенты специальности "Автомобильные дороги и аэродромы" отбирают также пробу грунта с нарушенной структурой массой не менее 3 кг на стандартное уплотнение. Всем пробам грунта присваивается порядковый номер, который в различных выработках не должен повторяться.

Ориентировочное количество проб грунта на одну бригаду приведено в табл. 3.

3.2.5. Полевые испытания грунтов

Полевые испытания грунтов заключаются в определении физических, механических и химических характеристик. Из физических характеристик в поле определяют плотность грунтов ненарушенной структуры методом режущего кольца, а также берут пробы грунта для определения их естественной влажности. Взвешивание бюкс с влажным грунтом осуществляют в поле. Высушивают грунт и взвешивают бюксы с сухим грунтом в лаборатории.

Из химических характеристик определяют присутствие в грунтах карбонатов реакцией с соляной кислотой.

Для определения механических свойств грунтов проводят компрессионные испытания грунтов и испытывают грунты на срез в приборах, входящих в состав полевой лаборатории И.М.Литвинова.

15

30

3.2.6. Ликвидация горных выработок

По окончании документирования и опробования шурфов производят их немедленную засыпку с тщательной утрамбовкой грунта и выравниванием поверхности земли. Выполненную работу по ликвидации шурфов оформляют в виде акта с подписью лиц, производивших засыпку.

3.2.7. Экскурсия

Экскурсию проводят с целью ознакомления студентов как с природными явлениями, так и с инженерно-геологическими процессами, вызванными техногенной деятельностью человека. Для этого выбирают территории, где имеют место оползни, овраги, просадки, суффозия, а также оползневые деформации откосов выемок дорог, смещения и деформации сооружений, построенных на оползневых местах и т.п. Устанавливают причины, вызывающие деформации сооружений, и ориентировочно намечают возможные мероприятия по их предупреждению в аналогичных условиях.

4.КАМЕРАЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Вкамеральный период выполняют лабораторные испытания грунтов, оформляют полевую документацию и составляют отчет по практике.

4.1.Лабораторные испытания грунтов

Влабораторных условиях с целью уточнения наименования грунтов, их состояния и физических свойств определяют естественную влажность, гранулометрический состав, влажность на границе текучести и границе раскатывания, оптимальную влажность и максимальную плотность скелета грунта. Работы выполняют в соответствии с методическими указаниями к лабораторным работам по инженерной геологии и механике грунтов.

На основании лабораторных испытаний вносят окончательные коррективы в полевое определение грунтов и их описание, зафиксированное в полевом журнале.

30

16

4.2. Составление отчета по практике

После выполнения лабораторных работ приводят в порядок записи в полевом журнале, вычерчивают геологические колонки шурфов, расчисток и скважин, геолого-литологические разрезы, почвенную карту, план глазомерной инженерно-геологической съемки и составляют сводную таблицу физико-механических характеристик грунтов (прил.1 – 6). Отчет по практике выполняется на бумаге формата А4 в рукописном или компьютерном варианте и содержит разделы, изложенные ниже.

ВВЕДЕНИЕ.

Во введении указывают цель и задачи учебной инженерногеологической практики, местонахождение участка прохождения практики, объем выполненных полевых и лабораторных работ, краткую методику их выполнения, состав бригады, степень выполнения программы практики.

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ПРАКТИКИ (объем 8 – 10 с.).

1.Рельеф и геоморфологические условия. Дают характеристику рельефа местности (минимальные и максимальные абсолютные отметки), отражают основные геоморфологические элементы.

2.Климат. Указывают годовую амплитуду колебания температуры воздуха, глубину сезонного промерзания грунтов, мощность снегового покрова, преобладающее направление и скорость ветра, среднегодовое количество атмосферных осадков.

3.Гидрографическая характеристика. Дают краткую характеристику речной сети, глубину рек, скорость течения, химический состав воды.

4.Геологическое строение района. Приводят материал по горным породам, слагающим район, их составу и свойствам, возрасту, характеру залегания.

5.Гидрогеологические условия района. Указывают виды подзем-

ных вод, глубину их залегания, уровенный режим, химический состав.

6. Природные геологические явления и инженерно-геологические процессы. Приводятся сведения о характерных для района явлениях

17

30

и процессах, осложняющих строительство и эксплуатацию инженерных сооружений (просадочность, набухание, пучение грунтов, подтопление территорий и т.п.).

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ УЧАСТКА ПРОХОЖДЕНИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ (объем 30 – 40 с.).

Указывают месторасположение участка, элементы геоморфологии, строение речной долины. Излагают подробные сведения о грунтах, вскрытых горными выработками, их физических и механических свойствах, гранулометрическом составе. Приводят данные о наличии подземных вод и глубине их залегания. Выполняют детальное описание негативных природных и техноприродных процессов.

Дают сведения о наличии местных строительных материалов, их качестве и объеме запасов.

Текст отчета сопровождается таблицами, рисунками, схемами, фотографиями, планами, разрезами.

Взаключении указывают наиболее благоприятные участки трассы автомобильной дороги, мостового перехода с точки зрения несущей способности грунтов, глубины залегания подземных вод, рельефа местности. Дается характеристика неблагоприятных участков для возведения инженерных сооружений (оползни, болота, просадочные грунты и т.п.). Предлагаются мероприятия по улучшению свойств грунтов (закрепление, уплотнение и др.).

Графическая часть отчета оформляется по образцу прил. 1 – 8.

Всоответствии с прил.9 оценивают категорию сложности инже- нерно-геологических условий участка.

5. ПРИЕМ ЗАЧЕТА ПО ПРАКТИКЕ

Полностью законченный отчет должен быть сдан руководителю практики в день ее окончания.

Студент, пропустивший какой-либо вид работ, не допускается к зачету.

Защита отчета производится в присутствии полного состава исполнителей (бригады студентов).

Зачет по практике оформляется после положительной оценки отчета, просмотра преподавателем дневника (полевого журнала или пикетажной книжки) каждого студента, а также индивидуального собеседования со студентами по материалу отчета.

1830

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

1.Какова цель и в чем заключаются задачи учебной практики по инженерной геологии?

2.Какие климатические особенности характерны для района прохождения практики? Каковы: глубина сезонного промерзания грунтов, мощность снегового покрова, преобладающее направление ветра, максимальная и минимальная температуры воздуха, годовое количество атмосферных осадков и распределение их по сезонам года?

3.Какова ширина русла р. Иртыша в пределах г. Омска?

4.Какие типы террас имеются в пределах г. Омска?

5.Какими грунтами сложены террасы?

6.Какие террасы неблагоприятны для застройки и почему?

7.Какие генетические типы дисперсных грунтов характерны для

г. Омска?

8. Какова преобладающая глубина залегания грунтовых вод в г. Омске?

9.Какие негативные геологические и инженерно-геологические процессы развиты на территории города?

10.Какие геоморфологические элементы исследованы в период прохождения учебной практики?

11.Какие горные выработки использовали для вскрытия пород?

12.Чем отличается шурф от расчистки?

13.Какая выработка называется скважиной?

14.С какими способами бурения скважин вы ознакомились в период прохождения практики?

15.В чем заключается документирование горных выработок?

16.По каким признакам выделяют инженерно-геологические

слои?

17.Что называют кровлей и подошвой слоя? Как определить мощность слоя?

18.Для каких целей осуществляют отбор проб грунта ненарушенной и нарушенной структур?

19.Какое количество горных выработок пройдено в период прохождения учебной практики?

20.Сколько проб грунта взято для анализа во время практики?

21.Как визуально определить разновидность связного грунта?

1930