Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Техническое задание на производство инженерно-геологических работ
Руководитель проекта Солодкова С.И.
Общая часть
Глава 1. Географо-экономические условия работ.
1.1. Местоположение и рельеф.
В административном отношении район работ находиться в городе Губкин. Город расположен в южной части Среднерусской возвышенности Российской Федерации. Рельеф района равнинный, с плоскими платообразными водоразделами, абсолютные отметки которых, составляют 220-260 м, и широкими долинами рек, с абсолютными отметками 120 – 150 м. Общий уклон поверхности отмечается в юго-восточном направлении. Довольно широко развита овражно-балочная сеть, составляющая 13-14% площади всей территории. Балки и овраги развиты на склонах долин. Длина их изменяется от десятков метров до 15 км. Значительная часть балок задернована и заселена. (рис. № 1) Рельеф данного района способствует развитию геологических процессов.
1.2. Гидрография.
Гидрографическая сеть представлена в основном рекой Оскол с притоками Осколец, Убля и многочисленными ручьями и оврагами. Долины рек хорошо разработаны, в верховьях они имеют ширину 0,2-0,3 км, к устью до 2км. Глубина вреза рек в верховьях 20-25 м, а в устьевых частях 50-60 км. Поймы, в основном, низкие преимущественно двухсторонние. Превышение их над меженным урезом реки 0,5-3,0м. Ширина поймы изменяется от 50 до 100м, в верховьях и достигает 1,0-1,5км, нижнем течение реки Оскол. Первая надпойменная терраса прослеживается почти на всех реках, отсутствуя лишь в верховьях, а вторая - только на реке Оскол и имеет прерывистое распространение. Третья и четвертая терраса визуально почти не выделяется.
Озера и болота па рассматриваемой территории имею небольшое распространение. Озерность её составляет менее 5 %. Это в основном искусственные водохранилища, пруды и озера- старицы. Болота развиты в поймах рек. Реки исследуемой территории находятся в одной климатической зоне, поэтому имеют общие закономерности. Все они имеют постоянный водоток. Режим уровней воды характеризуются четко выраженным весенним половодьем, низкой летней и зимней меженью, иногда прерываемой дождевыми паводками или таянием снега. Весенний подъем уровней начинается в середине марта и достигает максимума в конце марта в начале апреля. В среднем интенсивность подъема половодья составляет 30 см/сут. В большинстве случаев во время весеннего половодья реки выходят из берегов и заполняют пойму. Наименьшие уровни в период летней межени наблюдаются, как правило, в июле- августе. Зимняя межень, но высоте состояния уровня воды на 10-20 см выше летней. Наименьший зимний уровень обычно наступает в декабре- январе месяцах и заканчивается с наступлением половодья.
Толщина льда достигает 0,4-0,6 м. Речной сток характеризуется такой же неравномерностью, как и уровненный режим. Из общего объема годового стока на весенний период приходится 50-70 %. [2 ]
1.3. Климат
Климат района умеренно-континентальный, характерный для юго-западных районов центрально-черноземной зоны. Среднегодовая температура воздуха составляет +6.1 С. Абсолютный максимум зафиксирован в июле месяце (+40 С), минимум в январе (-37°С). Продолжительность периода с температурой ниже 0°С составляет 130 суток. Продолжительность промерзания почвы, составляет около 5 месяцев, начиная с ноября и заканчивая апрелем.
Глубина промерзания до 1,5 м. Относительная влажность воздуха колеблется от 37 % до 92 %, достигая минимальных значений в мае, максимальных в декабре, при среднегодовой 64,5 %. Число дней с осадками в году 135-180. Наибольшее их количество выпадает в летний период 184мм, минимальные зимой 89 мм. Величина испарения за год составляет 462 мм. В летний период испарения составляют 320 мм и достигают максимума. В виде снега осадков выпадает 69 мм/год. Распределение снежного покрова весьма неравномерное. В результате переноса ветром наибольшее количество снега накапливается в овражно-балочной сети. Толщина снежного покрова на полях, водораздельных пространствах, составляет 12-13см. Климат способствует динамике развития эрозионной деятельности и карстообразованию.
.
1.4. Экономика
Город Губкин является центром горнодобывающей промышленности, кроме этого имеет ряд предприятий: комбинат по производству строительных материалов, механический завод, ТЭЦ, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, мясокомбинат, молочный завод. В городе имеется научно- исследовательский институт НИИ КМА. Город насчитывает 85 тыс, жителей, что обеспечивает богатый кадровый потенциал - Через г. Губкин проходят шоссе, соединяющие г Белгород и г. Старый Оскол, железная дорога Старый Оскол-Москва. Это один из крупнейших индустриальных и стабильно развивающихся центров Белгородской области. Здесь не только добывают и перерабатывают железную руду на старейших предприятиях Курской магнитной аномалии - комбинате «КМАруда» и Лебединском ГОКе, - но и строят жильё, школы, больницы, Дворцы культуры, спортивные комплексы, православные храмы, дороги, ведут масштабное благоустройство, успешно реализуют многие социальные программы.
В городе функционирует ряд учреждений среднепрофессионального и технического образования, Губкинский институт (филиал) Московского Государственного открытого Университета, научно исследовательский институт КМА.
ОАО «Лебединский ГОК» - крупнейший в Росси предприятие по добыче и обогащению железной рудой и производству высококачественного металлургического сырья: железорудного концентрата, окатышей, горячебрекетированного железа предприятие занимает ведущие место в отрасли по внедрению уникальных автоматизированных систем.
Глава 2. Инженерно-геологическая изученность территории.
Подробная характеристика геологической и гидрогеологической изученности района достаточно полно изучена в опубликованной литературе по КМА. В 1972 году изложена монография «Геология, гидрогеология и железные руды КМА.» В монографии обобщен богатый фактический материал, полученный за всю историю геологических исследований этой территории. В 1975-1981 годах выполнены геолого-гидрогеологические исследования масштаба 1:50000. В отчетах описаны гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории, составлены гидрогеологическая, инженерно - геологическая карты масштаба 1:50000. В 1994 году завершена комплексная гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка с геологическим заключением и экономическими исследованиями масштаба 1:200000. В процессе съемки уточнены условия распространения водоносных горизонтов и комплексов территорий, оценены естественные ресурсы подземных вод, изучена зона дренирования, дана инженерно-геологическая характеристика грунтов, освещены: экономическая обстановка, качество подземных и поверхностных вод. [1]
В 1985-2010 годы Старооскольским комплексным отделом треста Белгород ТИСИЗ в городе Губкин были выполнены инженерно-геологические изыскания под строительство различных сооружений: жилых кварталов, научно-развлекательных центров, промышленных сооружений. В 1999 году были выполнены инженерно-геологические исследования для строительства завода горячебрикетного железа, находящегося на площадке ОАО «Лебединский ГОК», а так же разработан проект строительства узла приготовления цементно-меловой суспензии в районе склада окатышей. Проведены изыскания в районе бункера № 2, погрузки концентрата ЛПОК. В 2003 году выполнены инженерно-геологические изыскания под пункты установки железнодорожных весов грузоподъемностью 150-200 тон на промплощадки «Лебединского ГОКа»
Глава 3. Геологическое строение район.
3.1. Стратиграфия и литология
В геологическом строении района исследований принимают участие отложения: юрской, меловой, палеогеновой и четвертичной систем. Отложения юрской и меловой систем имеют повсеместное распространение, сверху перекрыты четвертичными отложениями. Отложения палеогена встречаются только на водораздельных пространствах и так же перекрыты четвертичными отложениями.
Юрская система J.
Юрские отложения характеризуются частой сменой пород, как по вертикали, так и по простиранию, а так же резкими колебаниями мощности. В разрезе преобладают: глины и глинистые пески. В северной части встречаются пески разнозернистые, крупнозернистые, отмытые.
Меловая система К.
Меловые отложения имеют повсеместное распространение и представлены альб-сеноманским и турон-коньякским ярусами.
Верхний и нижний отдел
Альб-сеномаиский ярус K2al-s
Альб-сеноманский ярус представлен кварцевыми разнозернистыми, мелко – и среднезернистыми песками, имеющими повсеместное распространение. В кровле залегают фосфоритовые желваки, где часто образуют плиту мощностью 0,5-2,0 м. Общая мощность отложений изменяется от 5 до 40 м, в основном выдержана по всему разрезу и преобладает 30-40 м.
Верхний отдел
Турон-коньякский ярус K2t-k.
Турон-коньякский ярус представлен толщей белого писчего мела, залегающей с размывом на сеноманских песках. В подошве ее часто развит песчаный мел, мощностью до 40м, в долинах рек, оврагов и балок он выходит на поверхность, в поймах рек может быть размыт. Общее увеличение мощности до 100м, наблюдается в юго-западном направлении. Мел плотный, трещиноватый, иногда разрушен до глиноподобного состояния.
Палеогеновая система Р.
Палеогеновые отложения района работ представлены Эоценом и Олигоценом. Распространены они довольно широко на водораздельных пространствах и выходят на поверхность по склонам долин и оврагов.
Эоцен
Киевская свита P2kv
Эоцен представлен преимущественно глинами, а так же опоками, опоковидными песчаниками, песками, преимущественно в нижней части разреза. Залегают они на размытой поверхности меловых пород. Мощность установлена в пределах 0-35 м, чаще 15 м.
Олигоцен
Полтавско-харьковская свита P3pl-hr
Олигоцен представлен кварцевыми разнозернистыми песками, с прослоями глинистых песков и глин общей мощностью от 0 до 20 м, залегающих па глинах киевской свиты.
Четвертичная система Q
Нижний и верхний отдел Q11-111
Четвертичные отложения развиты повсеместно. Они покрывают сплошным чехлом водораздельные пространства, долин рек, оврагов, балок и их склоны. Залегают они па различных горизонтах, повторяя в основном формы современного рельефа. Представлены эти отложения делювиальными и перегляциальными образованиями. Отложения перегляциальной зоны расположены на водоразделах и представлены суглинками, супесями, песками. Общей мощностью 18м.
Современный отдел аQiv
Представлен аллювиальными отложениями, слагающие поймы рек, днища болот и оврагов. Представлены они в нижней части разреза: песками, супесями реже галечниками; в верхней части: мелом, суглинками или песчаными глинами. В основании разреза наблюдается мелкий щебень песчаника, фосфоритов, мела и опоки. Мощность отложений 3-12 м.
3.2 Геоморфология
Район работ расположен в пределах центральной части Воронежской антиклизы и представляет собой пологоволнистую эрозионную равнину, сильно расчлененную речной и овражно-балочной сетью.
В структурном отношении района работ располагается в юго-восточной части Среднерусской антиклизы.
В пределах изучаемой территории широким развитием пользуются отложения четвертичной системы, плащеобразно покрывающей всю площадь района.
По своим морфологическим признакам и генезису рельефа района можно подразделить на следующие основные типы.
3.3 Геологические процессы.
Для данной территории характерно развитие таких процессов, как линейная и плоскостная эрозия, оползни, заболачивание и подтопление в одних районах и осушение других, образование карста. Наиболее активно в силу рельефа и гидрографии, идут процессы эрозии и карстообразования. Для данной территории характерно развитие таких процессов, как линейная и плоскостная эрозия, оползни заболачивание и подтопление в одних районах и осушение в других, образование карста. Наиболее активно в силу рельефа и гидрографии идут процессы эрозии и карстообразования. Массовая разработка мела песка и глины малыми карьерами, хотя и не приводят к появлению антропогенного рельефа большого площадного распространения, но значительно усиливает агрессивность экзогенных процессов: оползневых, обвально-осыпных, просадочных, эрозионных.
Глава 4. Гидрогеологические условия района.
Рассматриваемая территория в гидрогеологическом отношении приурочена к юго-восточной части Воронежского кристаллического массива. Водовмещающими породами являются: пески, супеси, суглинки, алевриты, мела, известняки. Общая мощность обводнений зоны составляет 150-200 м в южном направлении. Характеристика водоносных горизонтов и комплексов, выделенных на участке работ по условиям залегания, приводится ниже.
Водоносный современный аллювиальный горизонт aQlv.
Имеет распространение в пределах русловой и пойменной частях долины реки Оскол и ее притоков, а так же в днищах крупных оврагов и балок, водовмещающими породами являются разнозернистые пески и суглинки. Воды горизонта имеют свободную поверхность. В единичных случаях водоупорными породами могут служить глинистые отложения аллювия, которые создают местный напор.
Водоупор в нижней части отсутствует. Пески аллювия непосредственно ложатся на трещиноватые мела турона, или на пески сеномана. Наличие гидравлической связи между современными аллювиальными и турон-коньякским водоносным горизонтами подтверждается опытными работами. Мощность горизонта изменяется от 2 до 12 м. Глубин до воды колеблется от 0,1 до 4,0 м. Фильтрующие свойства песков неоднородны и зависят от них гранулометрического состава. Коэффициенты фильтрации колеблются от 0,5 до 55,5 м/сут. Водообильность незначительна, дебит скважины изменяется от 0,6 до 4.9 л/с. Воды горизонта пресные, с минерализацией от 0,23 до 0,98 г/дм3, преимущественно гидрокарбонатные кальциевые. Подземные воды горизонта используется местным населением для хозяйственно питьевых целей, с помощью колодцев и мелких скважин.
Водоносный харьковско-полтавский терригенный горизонт P3hr-pl.
Имеет распространение на водораздельных пространствах. Водовмещающими породами являются мелко – и тонкозернистые пески, часто глинистые, кварцевые, ожелезненные. Обводнена обычно лишь незначительная часть песков, мощностью 0,1-0,3 м. Верхний водоупор отсутствует, нижним является глина киевской свиты. Водоносный горизонт, как правило, безнапорный, но в отдельных случаях величина напора достигает 0,5 до 2,0 м. Глубина залегания уровня грунтовых вод составляет 2,8-18,0 м. Воды пресные, гидрокарбонатные, кальциевые, реже магниевые и натриевые, с минерализацией 0,3-0,77 г/дм3. Питание горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется за счет колодцев.
Водоносный турон-коньякским карбонатный горизонт K2t-k
Имеет повсеместное распространение, за исключением отдельных территорий в долинах рек, где меловые отложения полностью размыты.
Водоносный горизонт приурочен к толще трещиноватых и закарстованных мелов турон-коньякского возраста. Мощность водовмещающих пород изменяется в широких пределах в зависимости от гипсометрического положения . В долинах рек она составляет 1-2 м, к водораздельным пространствам меняется, увеличивается до 10-40 м. В долинах рек подземные воды имеют напорный режим, по мере удаления от долин рек , он переходит в безнапорный характер фильтрации. По данным опытных работ удельные дебиты скважин составляют 7,2-8,2 л/с, а коэффициенты фильтрации изменяются от 0,2 до 40 м/сут. Воды горизонта пресные, с минерализацией от 0,2 до 0,7 г/дм3 , по химическому состава преимущественно гидрокарбонатные кальциевые и магниевые. Водоносный горизонт является основным источником водоснабжения населенных пунктов района.
Водоносный Альб-сеноманский терригенный горизонт K2al-s
Имеет повсеместное распространение на изучаемой территории и приурочен к толще мелко- и среднезернистых песков, мощность которых изменяется от 14 до 40 м, а в среднем составляет 23-26 м, в сторону водоразделов.
Подземные воды характеризуются напорным режимом, величина напора достигает 36-40м. Горизонт изучается при разведке подземных вод для водоснабжения города Старый Оскол и ОЭМК (долины рек Оскол, Убля и др.), Губкин (долина реки Оскол), где в настоящее время построены и функционируют водозаборы. По данным разведочных работ коэффициенты фильтрации песков горизонта изменяются от 1 до 71,8 м/сут, водопроводимость от 3 до 1780 м2/сут. По химическому составу воды пресные гидрокарбонатные кальциевые, с минерализацией от 0,3 до 0,54 г/дм3. Альб-сеноманский водоносный горизонт является одним из основных источников водоснабжения города Старый Оскол и Губкин по средствам централизованный водозабор.
Юрский водоносный комплекс J
Воды водоносного комплекса в целях водоснабжения используются исключительно редко, преимущественно они эксплуатируются совместно с водами девонских отложений. В пределах участка работ этот водоносный горизонт представлен обводненными, невыдержанными в плане прослоями песков. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые, реже кальциево-натриевые, с минерализацией от 0,35 до 0,43 г/дм3.
Глава 5. Инженерно-геологические условия района.
Инженерно-геологические условия наземного строительства предопределяются рядом природных факторов; физико-географических, геологических и гидрогеологических. Поверхность площади сложена четвертичными перигляциально-делювиальными, элювиальными отложениями, которые представлены покровными лёссовидными суглинками. Ими сложены многие водораздельные пространства, а местами и склоны долин.
В долинах рек распространены современные и древние аллювиальные и флювиогляциальные отложения, представленные песками, суглинками и глинами, а иногда, торфяниками. Из-за высокого стояния в них грунтовых вод приходится часто применять дренаж или свайные основания. Состав пород в значительной мере связан с современными физико-геологическими явлениями. Некоторые из них оказывают значительное влияние на инженерно-геологические условия наземного строительства. Так с покровными лессовидными породами связаны просадочные явления и распространения на водоразделе пространственных впадин, степных блюдец. Довольно широкое развитие получили карстовые явления. Они известны в северной части территории, в бассейнах реки связаны с известняками. Карст вызывает деформацию земной поверхности, нарушает условия поверхностного стока и часто создает угрозу различным сооружениям.
Оползневые явления также имеют распространение на изучаемой территории, хотя занимают небольшое по размерам пространство и приурочены к отложениям палеогена. Овражная эрозия широко распространена в центральной и южной частях территории.[ 4 ]
Глава 6. Полезные ископаемые.
Важнейшим полезным ископаемым на рассматриваемой территории являются железные руды, особенно уникальные по своим запасам месторождения богатых железных руд и железистых кварцитов КМА. Из полезных ископаемых известны также месторождения мергелей. Они залегают в непосредственной близости от поверхности земли и легко доступны для разработки. Используются как сырье для цементной промышленности. В районе также имеются месторождения глины суглинков, которые используются для изготовления кирпича и черепицы. На базе Стойленского и Лебединского карьеров вскрыты меловые отложения, используемые в промышленности. Богаты и разнообразны, но своему составу месторождения песка, применяемые при изготовлении силикатного и красного кирпича, производстве стекла, для приготовления цементных и бетонных растворов.
Кроме перечисленных полезных ископаемых район работ располагают подземными водами, которые являются основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения как городского, так и сельского населения. Большое внимание уделяется обеспечению населения качественной питьевой водой.
Проектная часть
Данным проектом предусматривается проведение инженерно-геологических изысканий под расширение комплекса по производству сушеного концентрата с массовой долей влаги до 2,0 % на обогатительной фабрике ОАО «Лебединский ГОК».
На исследуемом участке предполагается строительство сооружений и технологического оборудования для расширения комплекса по производству сушеного концентрата.
Стадия проектирования – рабочая документация.
Исходя из требований действующих нормативных документов и по согласованию с заказчиком на исследуемом участке, будет выполнен комплекс работ на глубину взаимодействия фундамента проектируемого сооружения с геологической средой.
Степень изученности данной площадки довольно хорошая. Ранее были выполнены изыскания под строительство обогатительной фабрики. Было произведено механическое бурение скважин диаметром 146 мм, с целью уточнения геолого-литологического разреза, получения характеристик для определения несущей способности свай и выбора их параметров выполнено статическое зондирование грунтов, из скважин отобраны монолиты грунта, пробы нарушенного сложения, определен грансостав песчаных грунтов.
Бурение скважин осуществлялось установкой ПБУ-122. Отбор монолитов производился тонкостенным грунтоносом диаметром 125 мм, способом задавливания.
Все эти данные будут использованы для предварительной характеристики инженерно-геологических условий участка.
Основные показатели несущих свойств грунта приведены по результатам ранее выполненных работ под обогатительную фабрику.
1.2 Инженерно-геологические условия участка
Геоморфологические условия
Площадка проектируемого строительства расположена на территории ОАО «Лебединский ГОК», расположена в пределах одного геоморфологического элемента и в геоморфологическом отношении приурочена к водоразделу р. Оскол и Осколец.
Абсолютные отметки поверхности изменяются в пределах 227-230м (по устьям выработок).
Геологическое строение
В геологическом строении площадки принимают участие отложения палеогенового и четвертичного возраста. Выделено 6 слоёв.
Слой №1 (tIVQ). Современные техногенные отложения. Представлены насыпным грунтом, состоящим из механической смеси почвы, суглинка, песка, с включениями битого кирпича, щебня кристаллических пород. Мощность составляет 3,25 м.
Слой №2 (QdII-III). Представлен суглинками мягкопластичными, буро-желтыми, желто-бурыми. Мощность отложений составила 1,3 м.
Слой №3 (QdII-III). Отложения представлены суглинком твердым, с редкими включениями окислов Mn, местами с тонкими линзами и гнездами песка, бурый, темно-бурый, красно-бурый. Мощность отложений 12,5 м.
Слой №4 (р2kV). Глина твердая, трепеловидная, слабослюдистая, местами с тонкими прослоями песка, зеленовато-светло-серая. Мощность отложений составляет 4,6 м.
Слой №5 (р2kV). Представлен глиной твердой, алевритистой, слабослюдистой, местами ожелезненной по трещинам, зеленовато-серая. Мощность отложений составляет 3,7 м.
Слой №6 (р2kV). Суглинок твердый, алевритистый, слабослюдистый, в кровле местами с сцементированными твердыми участками, местами с прослоями песка, зеленовато-серый. Мощность отложений составляет 3,7 м.
Гидрогеологические условия
Гидрогеологические условия площадки проектируемого строительства характеризуются развитием техногенного водоносного горизонта, установившийся уровень воды отмечен на глубине 3,40м (абс. отм. поверхности 223,69-226,69 м).
Физико-механические свойства грунтов
Слой №1 (tIVQ). Нормативное значение плотности грунта составляет 1,69 г/см3.
Слой №2 (QdII-III). Суглинок с нормативным значением числа пластичности равным 0.09. Состояние грунта мягкопластичное с нормативным значением показателя текучести 0.65,
удельное сцепление – 14 кПа, угол внутреннего трения – 19 градусов, модуль деформации – 9,2 МПа.
Слой №3 (QdII-III). Суглинок с нормативным значением числа пластичности равным 0.13. Состояние грунта твердое с нормативным значением показателя текучести < 0. Удельное сцепление – 27 кПа, угол внутреннего трения – 19 градусов,
Модуль деформации – 20 МПа.
Слой №4 (р2kV). Глина трепеловидная с нормативным значением числа пластичности равным 0.20. Состояние грунта твердое с нормативным значением показателя текучести < 0.
Удельное сцепление – 56 кПа, угол внутреннего трения – 17 градусов,, модуль деформации – 21 МПа.
Слой №5 (р2kV). Глина алевритистая с нормативным значением числа пластичности равным 0.23. Состояние грунта твердое с нормативным значением показателя текучести < 0.
Удельное сцепление – 42 кПа, угол внутреннего трения – 15 градусов,, модуль деформации – 15 МПа.
Слой №6 (р2kV). Суглинок алевритистый с нормативным значением числа пластичности равным 0.09. Состояние грунта твердое с нормативным значением показателя текучести < 0.
Удельное сцепление –29 кПа, угол внутреннего трения – 24 градусов,, модуль деформации – 22 МПа.
Современные инженерно – геологические явления
Из проявлений современных инженерно - геологических явлений и процессов на изученном участке отмечено образование техногенного водоносного горизонта.
По материалам изученности категория сложности инженерно-геологических условий площадки -II (средней сложности).
1.3 Характеристика несущего слоя
При свайном варианте фундамента в качестве несущего слоя грунта предполагается использовать ИГЭ № 4 ( слой №3 ).
Инженерно-геологический элемент представлен суглинком с нормативным значением числа пластичности, равным 0,13. Состояние грунта твердое с нормативным значением показателя текучести < 0. Удельное сцепление – 27 кПа, угол внутреннего трения – 19 градусов, модуль деформации – 20 МПа.
Основные показатели несущих свойств грунта приведены по результатам ранее выполненных работ под обогатительную фабрику.
1.4 Задачи дальнейших исследований
Целью инженерно-геологических исследований для разработки рабочей документации строительства жилого дома в г.Губкин является обеспечение детализации и уточнение инженерно-геологических условий проектируемого здания, и прогноз их изменений в период строительства и эксплуатации с детальностью, необходимой для обоснования окончательных проектных решений (СП 11-105-97).
В соответствии с заданной целью в задачи проектируемых работ входит:
1.Уточнение рельефа строительной площадки.
2.Детализация инженерно-геологического разреза и гидрогеологических условий непосредственно под проектируемым зданием.
3.Уточнение нормативных и расчетных значений показателей физико-механических свойств грунтов, слагающих основание сооружения и изменчивость этих свойств в плане и разрезе.
4.Уточнение современного инженерно-геологического состояния территории.
Инженерно-геологические исследования на объекте ОАО «Лебединский ГОК» на обогатительной фабрике будут выполняться для расширения комплекса по производству сушеного концентрата.
Строительная площадка находится в пределах одного геоморфологического элемента и приурочена к водоразделу р. Оскол и Осколец.
В геологическом строении площадки участвуют отложения палеогенового и четвертичного возраста. Выделено 6 слоёв:
Слой №1 (tIVQ) - современные техногенные отложения.
Слой №2 (QdII-III) - суглинки мягкопластичные.
Слой №3 (QdII-III) - суглинок твердый.
Слой №4 (р2kV) - глина твердая, трепеловидная, слабослюдистая, местами с тонкими прослоями песка.
Слой №5 (р2kV) - глина твердая, алевритистая, слабослюдистая.
Слой №6 (р2kV) - суглинок твердый, алевритистый, слабослюдистый, местами с прослоями песка.
Гидрогеологические условия площадки проектируемого строительства характеризуются развитием техногенного водоносного горизонта.
Геологические процессы отсутствуют.
По материалам изученности и на основании выше сказанного территория строительной площадки с учетом требований СП 11-105-97(прилож. Б) относится ко II категории сложности инженерно-геологических условий. Уровень ответственности сооружений – II.
Техническим заданием, выданным заказчиком определено место заложения скважин и их глубина. Скважины будут располагаться по контуру склада высококачественного концентрата. Количество скважин составит 6, глубиной 25 метров. Схема расположения скважин приведена на листе 2.
Для изучения физико-механических свойств из скважин будут отбираться монолиты. Количество монолитов грунта может быть принято в соответствии с указаниями СП 11-105-97 п.7.16 для получения не менее 10 характеристик состава и состояния грунтов или 6 механических (прочностных и деформационных) свойств для каждого выделенного инженерно-геологического элемента.
Для получения надежных значений показателей физико-механических свойств грунтов проектом предусматривается комплексное их изучение с помощью полевых и лабораторных методов. Поэтому данным проектом предусматривается выполнение следующих видов работ:
-разведочные работы
-опробование
-топографо-геодезические
-лабораторные исследования
-камеральная обработка
2.2 Разведочные работы
Для изучения инженерно-геологических условий площадки: геолого-литологического строения, гидрогеологических условий, физико-механических свойств грунтов и получения другой информации, необходимой для технически обоснованных решений при проектировании оснований и фундаментов, проектом предусматривается проведение разведочных работ. Проектируется проходка инженерно-геологических скважин.
Данным проектом рекомендовано пройти 6 выработок глубиной 25 метров.
Общий объём выработок составит: 6х25=150 м.
Скважины предназначены для изучения геологического строения и для отбора монолитов.
Выбор способа бурения
Выбор способа бурения зависит от геологического строения. В геологическом строении принимают участие породы: техногенные отложения, суглинки и глины. Бурение скважин будет осуществляться ударно-канатным способом кольцевым забоем.
Выбор грунтоноса
Отбор монолитов регламентирован ГОСТом 12071-2000, которым определяется методика отбора монолита из скважины.
Внутренний диаметр грунтоносов для отбора монолитов грунтов должен быть не менее 94 мм при высоте не менее одного и не более двух диаметров.
Учитывая геолого-литологический состав горных пород, выбран грунтонос ГВ-2, пробы будут отбираться способом задавливания.
Техническая характеристика грунтоноса
- максимальный наружный диаметр грунтоноса по башмаку – 127 мм
- длина – 605 мм
- наружный диаметр корпуса – 113 мм
- диаметр входного отверстия башмака – 108 мм
- угол заточки башмака – 7 градусов
- масса грунтоноса – 9,3 кг
Обоснование выбора конструкции скважины
Конструкция скважины определяется ее назначением, глубиной и составом проходимых пород. Скважина предназначена для изучения геологического разреза и отбора монолитов грунтоносом ГВ-2, глубина скважин составляет 25 метров.
Так как разрез проектируемой скважины представлен суглинком, глиной, то конструкция скважины будет следующая: от 0 до 3,5 метров скважина будет обсажена колонной труб диаметром 168 мм, а от 3,5 м до 25 м пройдена одним диаметром – 127 мм (рис. ГТН).
Выбор станка и его характеристика
Для бурения скважин будет приниматься буровая установка УБР-2М.
Буровая установка смонтирована на базе автомобиля ЗИЛ-131, на платформе которого установлены складное укрытие и буровой станок.
Оснащение станка гидромеханическим зажимным патроном позволяет механизировать операции по свинчиванию и развинчиванию труб, осуществлять оперативную замену плашек.
Техническая характеристика установки УБР-2М
Номинальная глубина бурения, м
с креплением трубами диаметром 168 мм …………………25
то же, с диаметром 127 мм …………………………………. 30
без крепления трубами ……………………………………... 30
Частота вращения вращателя, об/мин.:
по часовой стрелке …………………………………... 12, 24, 76
против часовой стрелки ……………………………… 17
диаметр проходного отверстия вращателя, мм …………… 255
тип зажимного патрона вращателя ………………………… гидромеханический
наибольший крутящий момент вращателя, кН*м …………. 7
диаметр зажимаемых труб, мм …………..…………………. 73; 127; 168; 219
тип механизма подачи вращателя ………………………….. гидравлический
Ход подачи, мм:
при бурении ……………………………………..…….. 400
при извлечении обсадных труб ………………...…….. 115
Усилие подачи, кН:
при бурении……………………………………….……. ≤ 15
при извлечении колонны труб ...................................…. ≤ 80
Тип лебедки …………………………………………………… планетарная
Грузоподъемная сила лебедки, кН …………………………… 18
Средняя скорость навивки каната на барабан лебедки, м/с … 0,5
Тип ударного механизма ……………………………………… оттяжное устройство со свободным сбросом
Частота ударов в 1 мин …………………………………………. 51
Ход ударного механизма, мм …………………………………… 600
Масса ударного снаряда, кг ……………………………………… ≤ 300
Тип приводного двигателя ………………………………. Дизель 2Ч8, 5/11
Мощность двигателя, кВт ……………………………………..…. 8,8
Габаритные размеры, мм:
в транспортном положении:
длина ………………………………………………………………. 8650
ширина ……………………………………………………………… 250
высота ………………….. …………………………………………..3450
Масса, кг ………………………………………………………..….. 9800
Цена, руб. …………………………………………………………..18500
Технология бурения
Технологические приемы ударно-канатного способа бурения зависят от его разновид-ности, глубины и начального диаметра скважины, а также свойств проходимых пород.
Для углубления скважины применяют забивной способ, желонирование и сплошным забоем. Забивной способ используют при наличии всех разновидностей связных нескальных грунтов, желонирование – несвязных грунтов.
При забивном бурении не следует стремиться к увеличению рейсового углубления. Если стакан забивается на глубину большую, чем положено, затрудняется его извлечение из скважины и последующая очистка грунта.
В условиях, когда спуско-подъемные операции занимают малое время по сравнению с процессом бурения, целесообразно чаще производить подъем снаряда, облегчая и ускоряя тем самым процесс очистки стаканов.
В вязких грунтах рекомендуется использовать разъемные стаканы, в несвязных – стаканы с клапанами.
При производстве желонирования число ударов должно быть равно 20-30 в 1 минуту, а высота подъема желонки 0,15-0,2 м и более. Желонки рекомендуется применять с утяжеленными штангами с таким расчетом, чтобы их сила тяжести была равна 0,5-1 КН. В процессе желонирования скважину, как правило, закрепляют обсадными трубами. При этом желонка не должна выходить за башмак обсадных труб более чем на 0.5-1 м.
Проектом намечено, что расстояние от 0 до 3,5 м будет пройдено желонкой, диаметром 127 мм, с одновременной обсадкой колонной труб диаметром 168 мм. А расстояние от 3,5 до 25 м – стаканом, диаметром 127 мм.
При забивном бурении не следует стремиться к увеличению рейсового углубления.
Рекомендуемые технологические параметры забивного бурения
|
параметры |
Значение параметра при диаметре скважины 89-127 мм |
|
Сила тяжести ударной части забивного патрона, кН Величина подъема ударного патрона, м Число ударов забивного патрона, удар/с Углубление за рейс, м: в слабосвязных породах в вязких породах |
0,8-1,2 0,6-1 20-25 0,5-0,7 0,3-0,5 |
Документация при бурении.
Описание образцов 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.
Особые требование к ведению полевой документации обусловлены:
- практической невозможностью улучшить полевую документацию при камеральных работах;
- стремлением исключить разночтения одних и тех же признаков;
- влиянием погодных условий на качество записи и сохранности документации и, главное, высокой стоимостью буровых работ, результаты которых фиксируются только на полевых документах.
Правила ведения полевой документации сводиться к следующему:
- все полевые документы (буровой журнал, коллекторские журналы, журналы производства наблюдений и т.д.) должны иметь чёткий адрес – наименование организации, экспедиции, партии, отряда; наименование объекта исследований, номер буровой выработки;
- записи должны вестись в определённой последовательности, чётко и ясно без сокращения слов. Цифры пишутся стилизованным шрифтом. Допущенные при описаниях ошибки и описки исправляются зачёркиванием и исправленным описание. Подтертости и исправление «цифра по цифре» не допускается;
- записи ведутся простым мягким карандашом или шариковой ручкой. Применение химического карандаша или чернил не допускается;
- полевая документация должна быть первичной, то есть вестись непосредственно в поле, без ведения промежуточных записей. Переписка ради достижения «чистоты» документа не допускается;
- все исправления в полевой документации, проводимые должностными лицами, должны быть сделаны как дополнительные, заменяющие первоначальную запись и подписаны должностным лицом;
Все полевые документы должны иметь дату ведения на каждый день записи и быть подписаны как документатором, так и соответствующим должностным лицом.
Проектом предусматривается отбор монолитов в соответствии с ГОСТом 12071-2000. Он заключается в получении материала горных пород для определения показателей их физико-механических свойств. Эти показатели должны характеризовать как состав, так и состояние грунтов в массиве.
Таблица №1
Количество отбираемых проб монолитов
|
№ слоя |
возраст |
наименование пород |
кол-во монолитов |
|
1 |
QtIV |
насыпной грунт – песок с вкл. битого кирпича |
|
|
2 |
QdII-III |
суглинок мягкопластичный |
6 |
|
3 |
суглинок твердый |
6 |
|
|
4 |
P2kv |
глина твердая, трепеловидная |
6 |
|
5 |
глина твердая, алевритистая |
6 |
|
|
6 |
суглинок твердый |
6 |
Методика отбора монолитов из скважин
Отбор монолитов будет осуществляться грунтоносом ГВ-2, способом задавливания.
Количество монолитов принимается в соответствии с указанием СП 11-105-97 пункт П.7.16, в соответствии с этим положением количество монолитов указано в таблице №1.
Консервация монолитов
Все монолиты, отобранные из скважин должны быть законсервированы методом послойного консервирования.
Правила парафинирования:
Форма этикетки:
а) наименование изыскательной организации или подразделения: экспедиции, партии, отряда
б) наименование объекта изысканий
в) номер монолита
г) наименование выработки и её номер
д) интервал глубины отбора образца
е) наименование грунта по визуальному осмотру
ж) должность и фамилия лица, отобравшего образец
з) дата отбора
Упаковка, транспортировка и хранение монолитов
Для транспортировки в лабораторию монолиты упаковывают в ящики. Укладка производится плотно с заполнением промежутков между ними опилками, стружкой, сеном или другими мелкими материалами.
При хранении монолитов должна обеспечиваться сохранность их влаги и структуры в течение всего времени до окончания лабораторных исследований.
Монолиты хранятся в специально приспособленных помещениях типа подвалов или погребов с относительной влажностью 50-60 % и температурой 2-20°С.
Сроки хранения консервированных монолитов грунтов не должны превышать 3 месяцев. При отсутствии упомянутых требований и соответствующих помещений срок хранения монолитов не должен превышать 15 суток.
Проектом предусматривается выполнение статического зондирования в соответствии с ГОСТом 19912-2001. Оно проводится с целью уточнения геолого-литологического разреза, получения характеристик для определения несущей способности свай и выбора их параметров.
Сущность метода статического зондирования заключается во вдавливании зонда в породу с одновременным измерением непрерывно или через заданные интервалы по глубине показателей сопротивления породы.
В соответствии со СНиПом 2.02.03-85 в пределах проектируемого комплекса на свайном фундаменте количество испытаний статическим зондированием будет составлять – 6.
При выполнении статического зондирования будет применяться установка С-832, с зондом II типа. Регистрирующей аппаратурой являются самописцы; устройствами для восприятия реактивных усилий – анкерные сваи и автомобиль. Масса установки составляет 2,6т (без автомобиля).
Подготовка к испытанию
В состав подготовительных работ входят:
Методика проведения испытаний
Зондирование осуществляется путём вдавливания зонда в породу. При этом местоположения каждого звена зонда должна соответствовать положению при тарировочной сборке. Скорость погружения сохраняется постоянной.
Регистрация может, осуществляется как при непрерывном вдавливании зонда (зондирование без стабилизации), так и при неподвижном зонде в состоянии предельного равновесия (зондирование со стабилизацией). Зондирование со стабилизацией применяется в точках, расположенных на глубине с интервалом 0,5-1,0 м. За критерий стабилизации принимается момент, когда в течение 2 мин на диаграммных лентах не наблюдается изменения величин лобового и бокового сопротивлений.
Статическое зондирование заканчивают после достижения конусом зонда заданной глубины или предельных усилий на конусе или на зонд в целом.
Извлечения зонда сопровождается осмотром штанг. Наличия искривлений, глубоких царапин и повреждений фиксируют в журнале статического зондирования.
Обработка результатов зондирования
Камеральную обработку статического зондирования выполняют на основании данных, внесённых в журнал статического зондирования, или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи. Результаты зондирования оформляют в виде совмещённых графиков удельного сопротивления задавливанию зонда и сопротивления трения породы по боковой поверхности зонда в зависимости от глубины. На графики статического зондирования откладывают:
Графики статического зондирования анализируют совместно с инженерно-геологическими колонками и разрезами.
По данным статического зондирования определяют несущую способность свай, плотность сложения песков, консистенцию глинистых пород и ориентировочные значения физико-механических характеристик песчано-глинистых пород.
Скважины в количестве 6 штук и 6 точек зондирования планируется выносить на местность и производить планово-высотную привязку по топографическим картам масштаба 1:1000.
Перед выполнением полевых работ все скважины и точки зондирования необходимо вынести в натуру методом теодолитных ходов, точностью 1:500 по заранее вычисленным направлениям и расстояниям от пунктов триангуляции. Углы поворотов теодолитных ходов точности 1:500 планируется измерять теодолитом, а линии измеряются двадцатиметровой лентой.
По окончанию бурения и опытных работ все скважины и точки зондирования на участке работ планируется привязать проложением теодолитных ходов точности 1:2000. Высоты пробуренных скважин вычисляются из теодолитных ходов, для чего измеряют вертикальные углы на точках хода в прямом и обратном направлении при двух положениях круга. Невязких ходов при вычислении высот считаются по формуле: L; где L - длина хода, м.
Выполняются в соответствии с СП 11-105-97 (приложение Г) и предназначены для определения количественных показателей, которые обуславливают прочность и устойчивость грунтов при длительном взаимодействии с сооружением. Все показатели, определяемые в лаборатории, приводятся в таблице №2.
Таблица №2
|
№ п/п |
наименование показателей |
индекс |
единица измерения |
ГОСТ |
количество определе-ний |
примеча-ние |
|
глинистые грунты |
||||||
|
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. |
Плотность Плотность частиц Влажность Пластичность Сжимаемость (модуль дефор-мации, коэф. сжи-маемости) Сопротивление грунтов сдвигу Карозийная активность грунта |
ρ ρs W IP, wL, wP E0, a C, φ ρk |
г/см3 г/см3 % % кг/см2, см2/ кг кг/см2, град Ом |
5180-84 5180-84 23001-90 23001-90 12248-96 12248-96 9602-89 |
30 30 30 30 30 30 6 |
Методика проведения испытаний
Все лабораторные определения показателей свойств грунтов выполняются в соответствии с ГОСТом.