Результаты инженерно-геологических изысканий

Содержание

1. 1. Введение
2. 2. Изученность инженерно-геологических условий
3. 3. Физико-географические и техногенные условия
   • 3.1. Геоморфология
   • 3.2. Почвы и растительность
   • 3.3. Климат
   • 3.4. Техногенная нагрузка
4. 4. Геологическое строение и свойства грунтов
   • 4.1. Физико-механические свойства грунтов
   • 4.2. Коррозионные свойства грунтов
5. 5. Специфические грунты
6. 6. Гидрогеологические условия
7. 7. Геологические и инженерно-геологические процессы.
8. 8. Заключение.
9. 9. Список использованных материалов

1. Введение

Инженерно-геологические изыскания по объекту выполнены на основании договора, согласно Техническому заданию.

Изыскания проводились для разработки проектной документации.

• Вид строительства – новое.
• Объекты проектирования: ...
• Уровень ответственности – II (нормальный).

Целью инженерно-геологических изысканий являлось изучение геолого-литологического строения участка работ, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, выявление современных экзогенных физико-геологических процессов и явлений, могущих оказать неблагоприятное воздействие на проектируемые сооружения, а также классификации грунтов по трудности разработки, согласно ГЭСН 81-02-Пр-2001.

По инженерно-геологическим условиям участок изысканий отнесен к II (средней) категории сложности, согласно СП 11-105-97, Часть I.

Методика проведения инженерно-геологических изысканий и способы производства работ выполнялись в соответствии СП 47.13330.2012, СП 11-105-97, Часть I- III и ГОСТ 25100-2011.

Согласно техническому заданию и программе работ в комплекс инженерно-геологических изысканий вошли следующие виды работ:

• рекогносцировочное обследование территории изысканий;
• бурение скважин;
• геофизические работы;
• лабораторные исследования грунтов и подземных вод;
• камеральная обработка материалов изысканий;
• составление технического отчета.

Таблица 1. Виды и объемы выполненных работ

Рекогносцировочное обследование территории проводилось в районе проектируемой и на сопряженных территориях, для выявления неблагоприятных геологических процессов и явлений.

Бурение скважин выполнялось с целью определения инженерно-геологического разреза и глубины залегания уровня подземных вод. Бурение проводилось механическим колонковым способом станком УРБ-2А-2. На участке изысканий под проектируемые сооружения было пробурено 24 скважины, глубиной 3,0 м – 5,0 м, диаметром 127 мм. Общий объем бурения составил 78 п.м.

В процессе бурения скважин велось визуальное описание разреза, фиксировались литологические границы грунтов, производился отбор образцов грунта нарушенной и ненарушенной структуры для лабораторных исследований. Глубина бурения и расстояние между выработками были назначены согласно табл. 6.4, 6.5 СП 47.133302012. Скважины привязаны инструментально. Каталог координат и высот скважин приведен в Приложении Т.

Отбор образцов грунта, их упаковка, транспортировка и хранение производились в соответствии с ГОСТ 12071-2014.

По окончании буровых работ скважины были ликвидированы путем обратной засыпки грунта с послойной трамбовкой.

Для определения химического состава подземных вод, агрессивности к бетону и коррозионной активности к металлам отобрано 2 пробы воды.

Геофизические (электрометрические) работы проводились с целью определения коррозионной агрессивности грунтов и необходимостью электрохимической защиты проектируемого газопровода. Коррозионная агрессивность грунта определялась по результатам измерения удельного электрического сопротивления (УЭС) грунтов прибором М – 416. Все виды измерений и камеральная обработка материалов проводились согласно ГОСТ 9.602-2005. Измерение УЭС грунта производились по оси проектируемой ... в местах бурения скважин.

Лабораторные исследования грунтов выполнялись с целью определения классификационных, физических свойств грунтов, определения их нормативных и расчетных характеристик, выделения инженерно-геологических элементов в соответствии с ГОСТ 20522-2012 и ГОСТ 25100-2011, а также определения химического состава подземных вод и их агрессивности по отношению к бетону.

Камеральная обработка заключалась в обобщении материалов рекогносцировочного обследования, бурения скважин и лабораторных исследований, построении инженерно-геологических разрезов, оформлении текстовых и графических приложений и составлении технического отчета по результатам инженерно-геологических изысканий.

2. Изученность инженерно-геологических условий

Информация у Исполнителя об изученности непосредственно участка производства работ и прилегающих к нему территорий отсутствует. Данные о ранее проводимых изысканиях Техническим заказчиком по участку изысканий и на сопряженных территориях не предоставлялись.

При написании настоящего отчета использовались следующие опубликованные материалы:

...

3. Физико-географические и техногенные условия

3.1. Геоморфология

В геоморфологическом отношении эту территорию относят к возвышенной равнине с отметками.

В пределах равнины наиболее хорошо выражены увалы – вытянутые в длину возвышенности с пологими склонами без ясно выраженного подножия и, разделяющие их корытообразные котловины. Южные склоны увалов большей частью крутые, а северные – пологие. Склоны увалов, обращенные к морю, крутые повсеместно.

Поверхность равнины сильно расчленена глубокими сухоречьями, балками, лощинами и оврагами. Одни долины и балки, приуроченные к осям корытообразных котловин, тянутся с востока на запад, другие направлены поперек увалов, а третьи расположены веерообразно и сходятся к какому-либо прогибающемуся месте (группы долин и балок, впадающие в бухты, а так же северную часть озера).

Участок изысканий расположен в пределах нескольких геоморфологических элементов: пологой балки и плоского водораздельного пространства.

На участке от ПК 0+00.0 до ПК 13+50.0 трасса пересекает пологую балку, слабо выраженную в рельефе. Дно балки плоское, склоны пологие. Балка простирается с юго-запада на северо-восток и впадает в озеро. Устьевая часть балки заболочена и обводнена.

От ПК 13+50.0 до ПК 50+68.5 (конец трассы) трасса пройдет по плоскому водораздельному пространству между озером и морем.

Перепады высот плавные. Абсолютные отметки поверхности земли по устьям пробуренных скважин изменяются в пределах 0.50– 13.85 м.

3.2. Почвы и растительность

В почвенном покрове района изысканий преобладают черноземы остаточно-карбонатные и дерновые карбонатные почвы.

В растительном покрове участка производства работ преобладает растительность солончаков и полупустынных степей в комплексе с безразнотравными степями, а так же степная и луговая растительность на засоленных почвах.

Непосредственно на участке изысканий почвенно-растительный слой с дресвой и щебнем известняка вскрыт всеми скважинами и распространен повсеместно. Мощность вскрытого почвенного слоя 0,2 – 0,7 м. По своему типу вскрытый горизонт почв относится к черноземам остаточно-карбонатным. Структура почвы – зернисто-комковатая, с корнями травянистой растительности. На дне пересекаемой балки, в местах близкого залегания подземных вод, почвы засолены как с поверхности, так и по всему профилю (солончаки гидроморфные).
Растительность участка изысканий представлена степным травянистым покровом (полынь, типчак, ковыль и т.д.). Древесная и кустарниковая растительность выражена лесополосами вдоль полевых и автомобильных дорог и состоит из следующих пород деревьев: акация, дикий миндаль, лох серебристый. На участках подверженных засолению (донная часть балки) распространена галофитная растительность.

3.3. Климат

Район работ относится к степному климатическому району, характеризующимся антициклональным климатом с субтропической циркуляцией. Среднегодовая температура воздуха равна плюс 9-11.5°. Для данного района обычным является жаркое лето, при средних температурах июля плюс 23-24°С и максимальных плюс 35-39°С. Средняя температура самого холодного месяца февраля от минус 2 до минус 5 °С, в отдельные, наиболее холодные дни морозы достигают минус 28-37°С. Для района характерна резкая континентальность, продолжительный вегетационный период и засухи. Годовое количество осадков равно в среднем 325-450 мм, причем в холодный период года (ноябрь – апрель) выпадает 100-200 мм, а в теплый - 160-300 мм.

В течении года здесь господствуют частые ветры, северо-восточные, восточные, западные и юго-западные воздушные потоки. Среднегодовая скорость ветра 4-5,5 м/сек. В течение суток скорость ветра меняется: днем она более значительная, чем ночью. Сильные ветры (более 15 м/сек.) в среднем за год дуют 24-29 дней. Крайне редки ураганные ветры.

Важной характеристикой климата является относительная влажность воздуха. Среднегодовой показатель составляет 70-75%. Самая низкая относительная влажность летом – 66-74% и более.
Минимальная температура почвы на глубине 0.8 м отмечается в феврале и составляет плюс 3.6 °С.

Глубина промерзания грунта зависит от его состава, влажности, скорости понижения температуры воздуха. Наибольшая глубина промерзания грунта (по данным метеостанции) составляет 80 см.

3.4. Техногенная нагрузка

Трасса проходит в основном по выгонным землям. От ПК 0+00.0 до ПК 14+00.0 трасса проходит вдоль линии электропередач 35 кВт.

От ПК 13+60.0 и до конца (ПК 50+68.5) трасса газопровода проходит в 10 – 20 м вдоль автодороги соединяющей порт и пгт., с проложенными вдоль нее коммуникациями. Именно на этом участке проектируемая трасса будет испытывать наибольшую техногенную нагрузку, т.к. будет проходить в одном коридоре с существующими подземными кабелями, водопроводом и газопроводом.

4. Геологическое строение и свойства грунтов

В тектоническом отношении территория изысканий расположена в пределах вала.
Вал представляет собой длинное волнообразное поднятие, осложненное многочисленными мелкими складками. Они образуют три рода поднятий, вытянутых вдоль полуострова в широтном направлении и затем протягивающихся, образуя пологую дугу, вдоль грабена.

В геологическом строении района изысканий главную роль играют отложения неогена. В северной части преобладают отложения плиоцена, а в юго-западной – верхнего миоцена. К древнейшим породам относятся мергели мелового периода, обнажающиеся.

К верхнемиоценовым породам относятся отложения среднего и верхнего сармата. Первые выражены толщей известняков и мергелей и разбиваются на три отдела.

Выше сарматских отложений следуют отложения мэотиса, разделяющиеся на два горизонта. Они представлены мергелистыми известняками с прослоями светло-зеленых или светло-желтых глин.

Еще выше залегают морские и континентальные отложения понтического яруса. Пористые понтические известняки желтовато-охристой окраски мощностью до 8м активно разрабатываются как строительный материал.

К постплиоценовым отложениям относятся красно-бурые глины водоразделов, являющиеся продуктами процессов выветривания и почвообразования.

Четвертичные отложения в районе исследования представлены в основном элювиально-делювиальными, элювиальными, эолово-делювиальными, делювиально- пролювиальными и лиманно-морскими и другими отложениями.

В геологическом строении непосредственно участка производства работ принимают участие отложения мэотического и понтического яруса, верхнего миоцена, которые представлены известняками. Сверху известняки покрывают элювиально- делювиальные верхнечетвертичные суглинки щебенистые.

Геологическое строение рассматриваемого участка, до изученной глубины 5.0 м представлено следующими стратиграфо-генетическими комплексами (СГК):

СГК-I - Современные техногенные образования (tQh)
Слой 1 (tQh) - Насыпной грунт (щебень с песком и суглинком).

СГК-II – Современные элювиальные образования(eQh)
Слой 2 (eQh) – Почвенно-растительный слой с дресвой и щебнем, мощностью 0,2 – 0,7 м.
СГК-III – Верхнечетвертичные элювиально-делювиальные отложения (edQN3)
ИГЭ I (edQN3) – Суглинок палево-желтый, щебенистый (в среднем 42% включений), твердый. Мощность слоя 0,7 – 1,5 м.
СГК-IV – Морские отложения верхнего миоцена, понтического(N1p) и мэотического яруса (N1m).
ИГЭ II (N1p,m) – Известняк-ракушечник, средней прочности, средней плотности, неразмягчаемый. Пройденная мощность слоя 1,2 – 3,0 м.
ИГЭ III (N1p,m) – Известняк перекристаллизованный, прочный, плотный, неразмягчаемый. Пройденная мощность слоя 0,7 – 1,8 м.

Геологический разрез трассы однороден и представлен щебенистыми суглинками, под которыми залегает известняк. Местами, известняк-ракушечник перекристаллизован (колпак) и становится более прочным. В кровле разреза – почвенно-растительный слой с дресвой и щебнем.

4.1. Физико-механические свойства грунтов

По результатам полевых и лабораторных исследований грунтов, вскрытых при бурении скважин, на основании анализа пространственной изменчивости частных показателей свойств грунтов, определенных лабораторными методами в геолого-литологическом разрезе участка, до изученной глубины 5.0 м, выделены два слоя и три инженерно-геологических элемента (ИГЭ I, ИГЭ II, ИГЭ III).

Слой 1 (tQh) - насыпной грунт (щебень с суглинком и песком) – не нормируется, встречен только на переходах через автодороги. Слой 2 (eQh) – почвенно-растительный слой с дресвой и щебнем в отдельный инженерно-геологический элемент не выделялся, т.к. глубина заложения проектируемого газопровода ниже мощности почвенно-растительного слоя.

Известняки понтического и мэотического ярусов объединены в один инженерно-геологический элемент т.к. их физико-механические свойства практически идентичны.

Ниже приведена характеристика выделенных инженерно-геологических элементов:

ПРИМЕЧАНИЕ: Нормативные значения со звездочкой (*) рассчитаны по Методике ДальНИИС.

Согласно СП 14.13330.2015, Таблица 1 грунты ИГЭ I относятся ко II (второй) категории по сейсмическим свойствам, а грунты ИГЭ II и ИГЭ III к I (первой) категории.

4.2. Коррозионные свойства грунтов

Коррозионная агрессивность грунта определялась по результатам измерения УЭС грунтов в местах бурения скважин с помощью измерителя сопротивлений М-416 и 4-х стальных электродов. Электроды размещались в одну линию по оси трассы на одинаковом расстоянии друг от друга и забивались на глубину 20-30 см. Замеры удельного сопротивления грунтов проводились на глубину 1,0 м.

Величина удельного сопротивления грунтов определялась по формуле:

ρгр. =2πаR Ом.м,

где а - расстояние между электродами, равное 1,0 м, R - показания прибора, Ом.

В соответствии с ГОСТ 9.602-2005 грунты ИГЭ I обладают средней и высокой коррозионной агрессивностью, а грунты ИГЭ II и ИГЭ III обладают низкой коррозионной агрессивностью.

Значения удельного сопротивления грунтов приведены на продольных профилях (чертежи 137/ДП-16СН-ИГИ-Г-7-11) и в протоколе измерений УЭС грунта.

Для определения агрессивности грунтов, из зоны воздействия на проектируемые объекты, из скважины № 4 с глубины 0,5-0,7 м; из скважины № 6 с глубины 1,0 – 1,2 м; и из скважины № 10 с глубины 0,7-0,9 м были отобраны пробы грунта для химического анализа их водной вытяжки (грунты ИГЭ - I).

Согласно ГОСТ 25100-2011 таблице Б.25 – грунты ИГЭ I относятся к незасоленным (D sal < 0.5). Согласно приложения 1 СНиП II-3-79 – зона влажности «Сухая».

Химический состав и степень агрессивности грунтов приведены в Приложении П.

5. Специфические грунты

Согласно СП 11-105-97, Часть III, грунты слоя 1, слоя 2 и ИГЭ I относятся к специфическим.

• слой 1 – насыпной грунт (щебень с песком и суглинком – дорожная одежда) встречен только на переходах через автодороги. На строительство и эксплуатацию проектируемого объекта влияния не оказывает.
• слой 2 – почвенно-растительный слой с дресвой и щебнем, мощностью 0,2 – 0,7 м (подлежит рекультивации), в качестве основания для проектируемого сооружения служить не может.
• ИГЭ I - суглинок щебенистый (42% включений), твердый, отнесен к специфическим грунтам, т.к. генетический тип грунта элювиально- делювиальный.

6. Гидрогеологические условия

Согласно гидрогеологическому районированию участок изысканий принадлежит области Новоселовского поднятия. Грунтовые воды по большей части распространены в сарматских ракушечных известняках. На небольших участках выклинивания нижнесарматских глин первый от поверхности горизонт подземных вод приурочен к среднемиоценовым отложениям. На северо- и юго-восточной части поднятия грунтовые воды в понтическо-мэотических отложениях.

В описываемом артезианском бассейне распространены следующие водоносные горизонты: понтическо-мэотический, сарматский и среднемиоценовый.

Основным водоносным горизонтом участка, потенциально влияющим на условия строительства и эксплуатацию проектируемых сооружений, является понтическо-мэотический водоносный горизонт. Глубина залегания горизонта 4.0 – 15.0 м, удельный дебит 16 – 100 л/с, минерализация от 1,0 до 2,5 г/л, температура 11 - 14ºС. Характеристика водоносного горизонта дана по архивным данным.

В период изысканий подземные воды вскрыты скважинами № 3 и № 5, в донной части балки. Установившийся уровень подземных вод на момент изысканий составил 0,2 и 1,5 м соответственно.

Водовмещающими являются грунты ИГЭ II – известняк-ракушечник, средней прочности, средней плотности, неразмягчаемый.

Вскрытые подземные воды относятся к понтическо-мэотическому водоносному горизонту. Область разгрузки подземных вод – местные лиманы, соленые озера.

Для определения химического состава подземных вод, согласно СП 47.13330.2012, п. 6.3.19 из скважин № 3 и № 5 с глубины 0,2 и 1,5 м соответственно были взяты пробы воды на химический анализ.

Подземные воды по своему составу хлоридно-натриевые, умеренно солоноватая, очень жёсткая (жёсткость постоянная). Расчетные значения содержания компонентов, определяющих степень агрессивности подземных вод на металлические конструкции и к бетону, приведены в Приложении.

7. Геологические и инженерно-геологические процессы.

Исследуемый участок по сложности инженерно-геологических условий относится ко II (средней) категории, согласно СП 11-105-97, Часть I (Приложение Б) и СП 47.13330.2012 (Приложение А).

Из неблагоприятных геологических процессов необходимо отметить подтопление участков трассы газопровода в донной части балки (ПК 3+00.0 – ПК 4+50.0 и ПК 9+50.0 – ПК 10+50.0). Согласно Приложению И СП 11-105-97, Часть II, по типизации территорий по подтопляемости, указанные участки трассы газопровода относятся к постоянно подтопленным (участок I-А-1). По опросу работников и сотрудников ЧНГ прогнозируемый подъем зафиксированного (установившегося) уровня подземных вод составляет около 0.5 м.

Остальная часть трассы в силу геологических и геоморфологических факторов неподтопляемая.

В соответствии с картой сейсмичность района изысканий - 6 баллов.

В соответствии с опубликованными материалами в районе изысканий возможны следующие опасные геологические процессы: эрозия, карст, абразионные процессы, подтопление. Вышеперечисленные процессы не будут оказывать влияние на проектируемый объект, за исключением подтопления.

В процессе бурения и рекогносцировочного обследования территории участка изысканий, а также прилегающих территорий, карстовых и суффозионных проявлений, разрушений склонов, разрушения или усадки жилых и нежилых построек не выявлено. Участок производства работ на момент изысканий находится в стабильном состоянии.

8. Заключение.

1. Исследуемый участок по сложности инженерно-геологических условий относится ко II (средней) категории, согласно СП 11-105-97, Часть I (Приложение Б) и СП 47.13330.2012 (Приложение А).

2. Район изысканий расположен на северо-западе. В геоморфологическом отношении эту территорию относят к возвышенной равнине.

3. Участок изысканий расположен в пределах нескольких геоморфологических элементов: пологой балки и плоского водораздельного пространства. Перепады высот плавные. Абсолютные отметки поверхности земли по устьям пробуренных скважин изменяются в пределах 0,50– 13,85м.

4. Район работ относится к степному климатическому району, характеризующимся антициклональным климатом с субтропической циркуляцией.

5. В тектоническом отношении территория изысканий расположена в пределах вала.

6. Геологический разрез до глубины 5.0 м представлен двумя слоями и тремя инженерно-геологическими элементами:

• Слой 1 (tQh) - Насыпной грунт (щебень с песком и суглинком).
• Слой 2 (eQh) – Почвенно-растительный слой с дресвой и щебнем, мощностью 0,2 – 0,7 м.
• ИГЭ I (edQN3) – Суглинок палево-желтый, щебенистый (в среднем 42% включений), твердый. Мощность слоя 0,7 – 1,5 м.
• ИГЭ II (N1p,m) – Известняк-ракушечник, средней прочности, средней плотности, неразмягчаемый. Пройденная мощность слоя 1,2 – 3,0 м.
• ИГЭ III (N1p,m) – Известняк перекристаллизованный, прочный, плотный, неразмягчаемый. Пройденная мощность слоя 0,7 – 1,8 м.

7. Согласно СП 11-105-97, Часть III, грунты слоя 1, слоя 2 и ИГЭ I относятся к специфическим. Слой 1 – насыпной грунт (щебень с песком и суглинком – дорожная одежда) встречен только на переходах через автодороги. На строительство и эксплуатацию проектируемого объекта влияния не оказывает. Cлой 2 (почвенно- растительный слой с дресвой и щебнем) подлежит рекультивации.

8. В соответствии с ГОСТ 9.602-2005 грунты ИГЭ I обладают средней и высокой коррозионной агрессивностью, грунты ИГЭ II и ИГЭ III обладают низкой коррозионной агрессивностью.

9. Согласно гидрогеологическому районированию участок изысканий принадлежит области Новоселовского поднятия.

10. В период изысканий подземные воды вскрыты скважинами № 3 и № 5, в донной части балки Их установившийся уровень на момент изысканий составил 0,2 и 1,5 м соответственно. Водовмещающими являются грунты ИГЭ II – известняк-ракушечник, средней прочности, средней плотности, неразмягчаемый. Вскрытые подземные воды относятся к понтическо-мэотическому водоносному горизонту. Подземные воды по своему составу хлоридно-натриевые, умеренно солоноватые, очень жёсткие (жёсткость постоянная).

11. Из неблагоприятных геологических процессов необходимо отметить подтопление участков трассы в донной части балки (ПК 3+00.0 – ПК 4+50.0 и ПК 9+50.0 – ПК 10+50.0). Согласно Приложению И СП 11-105-97, Часть II, по типизации территорий по подтопляемости, указанные участки трассы относятся к постоянно подтопленным (участок I-А-1). Остальная часть трассы в силу геологических и геоморфологических факторов неподтопляемая.

12. В целом участок производства работ на момент изысканий находится в стабильном состоянии.

11. Сейсмичность района изысканий - 6 баллов. Согласно СП 14.13330.2015, Таблица 1 грунты ИГЭ I относятся ко II (второй) категории по сейсмическим свойствам, а грунты ИГЭ II и ИГЭ III к I (первой) категории.

12. Классификация грунтов по трудности разработки приведена согласно ГЭСН 81-02-Пр-2001в таблице 8.1.

Таблица 8.1

9. Список использованных материалов

1. СП 11-105-97, Часть I. Инженерно-геологические изыскания для строительства.
   Общие правила производства работ. Москва. Госстрой России, 1997;
2. СП 11-105-97, Часть II. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Москва. Госстрой России, 1997;
3. СП 11-105-97, Часть III. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Правила производства работ в районах развития специфических грунтов. Москва. Госстрой России, 1997;
4. СП 14.13330.2011. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*. Москва. Минстрой России, 2011;
5. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Москва. Минстрой России, 2011;
6. СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96. Госстрой. Москва, 2013;
7. СП 131.13330.2011. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-2003 Министерство Регионального развития Российской Федерации. Москва, 2012;
8. ГОСТ 12071-2014. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. Москва. Стандартинформ, 2015;
9. ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов изысканий. Москва. Стандартинформ, 2013;
10. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация; Москва. Стандартинформ, 2013;
11. ОСР-2015. Карты общего сейсмического микрорайонирования;
12. ГЭСН 81-02-Пр-2001. Государственные элементные сметные нормы на строительные и специальные строительные работы;
13. Методика оценки прочности и сжимаемости крупнообломочных грунтов с пылеватым и глинистым заполнителем и пылеватых и глинистых грунтов с крупнообломочными включениями. ДальНИИС ГОССТРОЯ. Москва, 1989.