Инженерно-геологические изыскания

Испытание будет осуществляться установкой С-832, которая смонтирована на автомобиле ГАЗ-63.Для крепления установки и восприятия реактивной нагрузки вдавливания имеются две анкерные винтовые сваи, которые погружаются в грунт гидравлическим двигателем через червячные редукторы. Гидравлический цилиндр вдавливания зонда установлен на стреле, поднимающейся из транспортного положения в рабочее - гидравлическое. Максимальная глубина зондирования составляет (с дополнительной штангой) 21 м, максимальное усиление вдавливания — Юте. Диаметр штанги зонда 34 мм, площадь основания конуса 10 см3, угол при вершине конуса 60°.Зонд установки предназначен для измерения сопротивления грунта по погружению конуса и измерения местного трения с помощью муфты, имеющей боковую поверхность 350 см2.Во время опускания зонда штанги автоматически зажимаются специальным устройством, находящимся на конце штока, устройство скользит по штанге до верхнего положения. Чтобы избежать прогиба штанги, предусмотрена направляющая втулка-кондуктор, закрепленная на траверсе, она при зондировании находится на поверхности земли. Подъем и опускание стрелы, вдавливание зонда, а также завинчивание и вывинчивание анкерных свай проводится оператором с пульта управления.Сопротивление грунта погружению конуса и трение по боковой поверхности муфты воспринимаются специальными электротензаметрическими датчиками и автоматически фиксируются в виде графиков двумя самопишущими приборами МС-03. Измерительная аппаратура питается от аккумуляторов автомобиля через специальный преобразователь.Работы по статическому зондированию будут проводиться по программе изысканий, составляемой в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.Последовательность операций следующая:в выбранной точке зондирования площадки производят горизонтальную планировку поверхности;установка закрепляется с помощью анкерных свай и приводится в вертикальное положение;монтируется и включается силовая система и измерительно-регулирующая система, затем зонд задавливается в грунт. При этом фиксируется общее сопротивление зондированию и сопротивление под острием зонда. Результаты записываются в специальный журнал.После этого захватывающее устройство поднимают в крайнее верхнее положение и наращивают штангу. При этом резьба должна завинчиваться до отказа.По окончании работ зонд извлекают в порядке, обратном вдавливанию. Установка приводится в транспортное положение. Устье скважины закрепляется репером. По данным обработки результатов зондирования будут строится графики удельного сопротивления задавливанию зонда и сопротивления трению породы по боковой поверхности зонда в зависимости от глубины. Графики совмещаются с геологическим разрезом.3.2.6 Опробование.Целью данного вида работ является получение характеристик состава, состояния и физико-механических свойств пород, состава и свойств грунтовых вод, изучение изменения этих свойств в пространстве и времени в зависимости от природных и техногенных факторов. Физико-механические свойства горных пород изучают в лаборатории и полевых условиях при выполнении инженерно-геологической съемки, разведочных и специализированных работ. Отбор проб производится из естественных обнажений, горных выработок и буровых скважин, согласно ГОСТ 12.071-2000.От количества проб будет зависеть надежность строительства и эксплуатации здания, прогноз изменения среды от воздействия здания.Для отбора проб из скважин применяются различные виды грунтоносов в зависимости от крепости отбираемых пород. Из связных грунтов пробы будут отбираться грунтоносом марки ГЩ-1, из несвязных грунтов грунтоносом марки ГЗ-1.Техническая характеристика ГЗ-1Длина грунтоноса, мм685Наружный диаметр грунтоноса, мм106Диаметр входного отверстия башмака, мм92Наружный диаметр корпуса, мм106Длин керноприемной гильзы, мм400Наружный диаметр гильзы, мм97Внутренний диаметр гильзы, мм94Угол заточки башмака, градусы15Масса грунтоноса, кг15,5Описание образцов горных пород в процессе бурения инженерно-геологических скважин должно обеспечить их правильное наименование, состав, состояние и свойства. Это достигается специальной технологией бурения скважин и соблюдением правил ведения полевой документации.Все полевые документы должны иметь четкий адрес – наименование организации, экспедиции, партии, отряда; наименование объекта исследования, номер буровой выработки.Номенклатуру пород устанавливают по признакам, включающим наименование пород и их разновидности, с учётом минерального состава, включений, примесей и т.д. важным номенклатурным признаком является цвет минералов и породы в целом.Структуру и текстуру описывают по визуальным признакам рассмотрением невооружённым глазом и под лупой, используют свежие сколы по спайности и разлому.Состав породы оценивают качественно по описанию породы, заполнителя (цемента) и количественно – по размерам и содержанию крупных включений.В совокупности с буровыми работами должно быть отобрано такое количество проб, которое обеспечит получение не менее 6 механических и не менее 10 физических характеристик для каждой выделенной разновидности грунтов.Общий объем проб, отобранных при бурении—117 проб.Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 12071-2000.Для того чтобы сохранить структуру монолитов, их природную влажность и избежатьих растрескивания, монолит необходимо немедленно консервировать. Наиболее распространенным методом консервирования является парафинирование.Для выполнения парафинирования подготовленный монолит необходимо туго обмотать марлей, пропитанной горячим парафином, после чего весь монолит покрывается толстым слоем расплавленного парафина и к верхней грани приклеивается этикетка.Затем монолит вторично покрывается марлей, пропитанной парафином. Второй слой марли тоже обмазывается парафином. К одной из боковых граней приклеивается второй экземпляр этикетки.При парафинировании необходимо соблюдать следующие правила:температура расплавленного парафина должна быть 60-70° С;для придания пластичности и увеличения вязкости к парафину следует добавить воск или гудрон;марлевую салфетку, пропитанную расплавленным парафином, необходимо тщательно разглаживать и прижимать пальцами к грунту во избежание образования складок и воздушных пузырей;внутреннюю этикетку всегда необходимо класть на грань со знаком ориентации монолита;5. Этикетка во избежание обесцвечивания или расплывания надписи заполняется обычно карандашом.Общий объем проб грунтов— 117.Общий объем проб воды —3.3.2.7. Лабораторные работы.Лабораторные исследования грунтов следует выполнять с целью определения их состава, состояния, физических, механических, химических свойств для выделения классов.групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ 25100-95, определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления степени однородности (выдержанности) грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов, прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства иОтбор образцов грунтов из горных выработок и естественных обнажений, а также их упаковку, доставку в лабораторию и хранение следует производить в соответствии с ГОСТ 12071-84.Выбор вида и состава лабораторных определений характеристик грунтов следует производить с учетом вида грунта, этапа изысканий (стадии проектирования), характера проектируемых зданий и сооружений, условий работы грунта при взаимодействии с ними, а также прогнозируемых изменений инженерно-геологических условий территории (площадки, трассы) в результате её освоения.Лабораторные исследования по определению химического состава подземных и поверхностных вод необходимо выполнять в целях: определения их агрессивности к бетону и стальным конструкциям, коррозионной активности к свинцовой и алюминиевой оболочкам кабелей, оценки влияния подземных вод на развитие геологических и инженерно-геологических процессов (карст, химическая суффозия и др.) и выявления ореола загрязнения подземных вод и источников загрязнения.Отбор, консервацию, хранение и транспортирование проб воды для лабораторных исследований следует осуществлять в соответствии с ГОСТ 4979-49.Для оценки химического состава воды рекомендуется проводить стандартный анализ. Выполнение полного или специального химического анализа воды следует предусматривать при необходимости получения более полной гидрохимической характеристики водоносного горизонта, водотока или водоёма, оценки характера и степени загрязнения воды, что должно быть обосновано в программе изысканий.Лабораторные работы выполняются в соответствии с требованиями действующихГОСТ 5180-84. 12536-79, 12248-96.Намечается выполнить следующий основной объем лабораторных исследований образцов грунтов:Определение влажности – 17Определение плотности – 17Гранулометрический состав крупнообломочных грунтов с разделением на фракции>10, 10-2 и <2мм – 9 Гранулометрический состав песков – 9Определение предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии – 13.Гранулометрический состав (ГОСТ 12536-79)Гранулометрический состав это относительное содержание в грунте фракций различного размера, выраженное в процентах к массе абсолютно сухого грунта.Для определения гранулометрического состава проектом предусматривается ситовой метод.Средняя проба воздушно-сухого грунта 100 грамм помещается в ступку и растирается резиновым пестиком. Грунт в сухом состоянии просеивается, взвешиваются остатки на ситахи рассчитывается содержание каждой фракции. После выполнения анализа необходимо сделать контроль. Для этого надо суммировать массу частиц и сравнить полученную величину с первоначальной массой. Расхождение не должно превышать 1% от первоначальной массы пробы. Потеря грунта разносится по фракциям пропорционально массам. Все данные заносятся в специальный журнал.Общий объем проб — 18.Плотность частиц грунта (ГОСТ 5180-84).Плотность частиц грунта — это отношение массы сухого грунта к объему твердых частиц этого грунта.Для определения плотности частиц грунта, образец воздушно-сухого состояния растирается в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником. После перемешивания отбирается проба 15 грамм и высушивается до постоянной массы при температуре 105±2°С.Далее в предварительно взвешенный и высушенный пикнометр насыпают взятую навеску и взвешивают. До половины объема пикнометр заполняется дистиллированной водой, все взбалтывается и кипятится на песочной бане. При определении суглинков время кипячения 60мин., песков — 30 мин. Остудив пикнометр, доливают его дистиллированной водой до мерной черты и взвешивают. Необходимо следить, чтобы нижний край мениска суспензии находился строго на уровне мерной черты. После взвешивания суспензия выливается, а промытый пикнометр наполняется дистиллированной водой для повторного взвешивания. Все данные заносятся в специальный журнал.Применяемая для анализа дистиллированная вода кипятится в течение 1 часа дляполного дегазирования и хранится в закупоренном виде. Затем вычисляется плотность частиц грунта.Общий объем проб —17.Влажность грунтов (ГОСТ 5180-84)Влажность — это все количество воды, содержащееся в грунте.Будет определяться термостатно-весовым способом. В заранее взвешенный стакан с открытой крышкой помещается около 15 грамм грунта, далее грунт взвешивают и ставят в сушильный шкаф, где он высушивается до постоянной массы при температуре 105±2°С.Продолжительность начального высушивания для песчаных грунтов — 3 часа. Последующую сушку для песчаных грунтов ведут в течение 1 часа. Разность между двумя взвешиваниями не должна превышать 0,02 часа. Бюкс с высушенным грунтом охлаждают и взвешивают. Для каждого образца выполняют два параллельных определения, расхождение между которыми не должно превышать 2%. Данные взвешиваний заносятся в специальный журнал.Расчет выполняется с точностью до 0.1%. В случае расхождения результатов параллельных измерений более чем на 10% от массы определенной влажности число определений увеличивается до трех.Затем производится расчёт абсолютной величины.Общий объем проб — 17.Компрессионные испытания (ГОСТ 12248-96)Под компрессией понимается одноосное сжатие грунта в условиях невозможного бокового расширения.Испытания будут проводиться компрессионным прибором К-1М.Задачей этих испытаний будет являться изучение характера сжимаемости, величины и скорости этого процесса, в получении объективных характеристик, необходимых для расчетов осадок оснований сооружений и допустимых давлений на основание. До испытания доставленный в лабораторию монолит очищается от парафина и осторожно удаляется оказавшийся наружным подсохший верхний слой. На горизонтальную зачищенную поверхность монолита устанавливается режущая кромка кольца. По наружному периметру кольца будет проводиться обрезка грунта и постепенно кольцо вдавливается в грунт.Кольцо вырезается без перекосов строго вертикально во избежание нарушения структуры образца. До тех пор, пока над верхним краем кольца не окажется 1-2 мм грунта. После этого кольцо с грунтом отделяется от монолита. Широким ножом производится срезка излишек грунта по плоскости вровень с краями кольца. После обработки обеих поверхностей можно приступать к загрузке прибора.Каждую торцевую поверхность надо будет покрыть листом фильтровальной бумаги. Далее кольцо помещаем в прибор. Для лучшего прилегания металлического штампа к грунту прикладывается кратковременная нагрузка, длительность которой должна быть не более 1-1,5 минут. Отсчет по индикатору устанавливается после приложения кратковременной нагрузки и будет начальным отсчетом опыта.Дальнейшая нагрузка на образец передается ступенями. Каждая ступень выдерживается до наступления полной стабилизации осадки. Она будет определяться моментом установления постоянства показаний индикатора. Стабилизация считается достигнутой, если разность между отсчетами через 3 часа не будет превышать 0.01 мм. По достижению стабилизации к образцу будет прикладываться следующая ступень нагрузки.По результатам испытаний будет строиться график компрессионной кривой ибудет рассчитываться коэффициент сжимаемости и модуль общей деформации.Общий объем проб — 13.3.2.8. Камеральные работыКамеральные работы будут начинаться в процессе полевых работ. На этой стадии составляются колонки, профили, разрезы, будут выноситься места отбора проб, пород и воды для анализа равномерности и полноты опробования. На инженерно-геологических колонках приводятся сведения для составления разрезов. Инженерно-геологические разрезы будут по направлению контуров сооружений, заданных ориентированием заданного генерального плана проектируемых сооружений.Далее составляется отчет, в который входят текстовая часть, графические и текстовые приложения. Состав и содержание выпускаемого технического отчета должно соответствовать требованиям п.п. 6,7-6,22 СНиП 11-02-96.В состав основных камеральных работ входят:Составление карты фактического материала;Обработка материалов буровых и лабораторных работ;Получение расчетных и нормативных значений характеристик по выделенныминженерно-геологическим элементам (ГОСТ 25100-95, 20522-96);Составление инженерно-геологических колонок выработок и разрезов;Составление текстовой части отчета;3.2.9. Охрана геологической среды и окружающей природыВ данном проекте основным компонентом геологической среды, формирующим условия реконструкции здания, освоения территории, являются горные породы (грунты).Дополнительными компонентами, прямо и косвенно влияющими на условия реконструкции и эксплуатации здания, которые необходимо учитывать при инженерно-геологических изысканиях будут атмосфера и гидросфера, почвы и растительность.Необходимость учета основных и дополнительных компонентов, обусловлена общей взаимосвязью элементов экологической системы, когда изменения одного элемента приводят к изменению всей системы.На проведение инженерно-геологических работ от органа по контролю за охраной природы должно быть получено специальное разрешение соответствующей формы, направленное на охрану и рациональное использование земельной площадки, на сокращение загрязнения воздушной среды и понижению уровня шума. Контроль осуществления этих мероприятий будет выполняться специальным отделом проектной организации.3.2.10 Организация и ликвидация работ.Для предупреждения загрязнения окружающей среды предусматривается следующий комплекс мероприятий:Постоянный контроль и регулировка на буровой установке двигателя внутреннего сгорания и уменьшение загрязнения воздуха;Отработанные масла и прочие ГСМ, а так же обтирочный материал собираются в специальные емкости для сжигания;Все выработки, проходка которых завершена и которые выполнили свое назначение, подлежат обязательной ликвидации, согласно действующимдокументам;После завершения полевых работ обязательно должна быть проведена рекультивация земель.ЗаключениеВ процессе курсового проектирования автором были приобретены навыки работы с нормативными документами, применены на практике ранее полученные данные по курсам «механика грунтов» и «Инженерно-геологические изыскания».Для решения поставленных задач, исходя из особенностей геологического разреза и выбранного фундамента, выполнен следующий комплекс работ: - сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет; - топогеодезические работы;- рекогносцировочное обследование;- бурение скважин;- отбор проб;- полевые работы – статическое зондирование;- лабораторные работы;- камеральные работы.В качестве грунтов оснований свай-стоек рекомендуется гравийно-галечниковый грунт с супесчаным наполнителем ИГЭ 7. В процессе забивки свай выполнить контрольную их добивку для уточнения «отказа» и несущей способности свай.Список используемой литературы:Верхозин И.И., Самусенко А.В., Серова Г.Е. Методические указания по составлению комплексного курсового проекта по дисциплинам: «Инженерно-геологические изыскания», «Инженерные сооружения», «Механика горных пород и грунтов», по направлению 650100 «Прикладная геология» Специальности 080300 «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания» (РГ) - Иркутск: ИрГТУ, 2001 - с.Калачев В.Я., Максимов С.Н. «Инженерные сооружения.», издательство Московского университета, 1991г.Козловский Е.А. «Справочник инженера по бурению геолого-разведочных скважин.», Москва, «Недра», 1981г.СП 11-105-97, Часть I. Общие правила производства работ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ЖИЛИЩНОЙ И СТРОИТЕЛЬНОЙ ПОЛИТИКЕ (ГОССТРОЙ РОССИИ), Москва, 1997г.СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания.Цытович Н.А. «Механика грунтов», Москва, «Высшая школа»,1983г.