Оценка геологических условий района строительства

Министерство образования и науки РФ

 

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования по образованию

ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет

 

Институт Гидротехнического и энергетического строительства (ИГЭС)

Кафедра Инженерной геологии и экологии(ИГГЭ)

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)

По дисциплине

«Инженерная геология и геомеханика»

Тема: «Оценка геологических условий района строительства»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент                       Бидяк А.А. ИГЭС-II-12

(институт, курс группа)

 

Руководитель проекта                 Кашперюк П.И.

 

К защите                                        ______________________

 

Проект защищен оценкой            ______________________

 

Председатель комиссии               ______________________

 

Члена комиссии:                           ______________________

 

                                       

 

Москва 2013

Содержание:

 

 

Введение

Настоящая работа выполнена в соответствии с заданием, полученным на практических занятиях, основанном на учебной геологической карте, материалах изысканий (по буровым скважинам), приведенных в задании, таблицам и приложениям учебных пособий.

Целью настоящей работы является построение инженерно-геологического разреза по материалам задания, изучение инженерно-геологических условий застраиваемой территории и выбор места для строительства конкретного сооружения. 
В результате выполнены следующие виды работ: 
- построен инженерно-геологический разрез по карте №2 по линии VII-VII; 
- выделено 14 инженерно-геологических элементов (ИГЭ); 
- изучены основные инженерно-геологические свойства грунтов, слагающих территорию; 
- установлены типы подземных вод по условиям залегания, характер распространения, глубина залегания и мощность водоносных горизонтов; 
- выявлены участки развития опасных геологических процессов и установлены причины, вызывающие их; 
- даны оценки инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории; 
- проведено инженерно-геологическое районирование территории и выбран наиболее перспективный участок для строительства.

 

Рельеф территории

Общая оценка рельефа: данный рельеф можно отнести к равнинно-холмистому (абсолютные отметки у скважин:195,179,130,130,130,120,130,130,172). На разрезе присутствуют 5 геологических границы, ни одна из которых не совпадает с горизонталями. Разрез проходит через речную долину. Река течет с севера на восток. Абсолютная отметка уреза воды 115 м. Ширина русла реки на данном разрезе равняется 15м., а глубина 9 м. На территории имеются следующие геоморфологические элементы: пойма, первая надпойменная терраса, склон коренного берега с оползневым телом, водораздельная поверхность.

1. Пойма является симметричной, она представлена аллювиальными отложениями. Относится к аккумулятивному типу. Поверхность поймы ровная, сильно наклонена к реке. Абсолютные отметки варьируют от 115 до 120 м. Ширина поймы в среднем равняется 100 м.

2. Первая надпойменная терраса также представлена аллювиальными отложениями и является симметричной. По типу является цокольной. Ее поверхность абсолютно ровная, плоская. Абсолютные отметки варьируют от 129 до 130 м. Ее ширина справа от реки равняется 280 м., а слева 390 м.

3. Правый и левый склоны коренного берега. Абсолютные отметки поверхности правого склона изменяются от 130 до 172 м., сама поверхность ровная и сильно наклонена к руслу реки, ее максимальный уклон 22,8°. Поверхность правого склона находится под массивным слоем оползневых отложений.

4. Оползень представлен делювиально-пролювиальными отложениями. Поверхность неровная, холмистая, местами имеет большие уклоны. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 135 до 195 м., при максимальном уклоне 23,9°.

5. Водораздельная поверхность правого берега ровная, плоская, имеет маленький уклон к реке. Абсолютные отметки изменяются от 172 до 174 метров. На данном разрезе ширина составляет 180 м.

Геологическое строение территории

Данный участок представлен разными по возрасту и генезису породами. Наиболее древними являются отложения палеозойской эры нижнего пермского периода (P1). Эти отложения представлены снизу вверх слоями:

- доломит серый , плотный с редкими прослоями известняка. Мощность слоя не установлена, но превышает 18 м.

- известняк серый, трещиноватый, кварцевый с редкими прослойками глины, плотной. Мощность слоя варьирует от 13 до 30 м. Этот слой разделен поймой реки.

  Кровля пермского (P1) слоя неровная за счет размыва, с понижениями и возвышениями. Кровля находится на отметке 80-97 м. Подошва неустановлена. Характер залегания – горизонтальный.

Далее у нас представлены отложения мезозойской эры нижнего мелового периода (K1). Они расположены по обе стороны бывшей поймы. Отложения представлены следующими породами:

- песчаник светло-серый, мелко-зернистый, на кремнистом цементе, плотный. Мощность варьирует от 4 до 49 м.

- мергель  светло-серый, плотный с редкими  прослоями глины. Он является  прослоем в песчанике светло-сером. Мощность равна 5-7 м. Мергель залегает моноклиально.

Кровля отложений мелового периода (K1), которая представлена песчаником светло-серым, находится на отметке 100-140 м., а подошва 80-97 м.

Выше залегают отложения кайнозойской эры нижнего и верхнего неогенового периода (N1;N2). Нижний неогеновый период (N1) представлен снизу вверх следующими породами:

- песок серый, кварцевый, мелкий плотный. Мощность равна 18 м.

- конгломерат  серовато-бурый, глинисто-известковистый. Мощность слоя составляет 12 м. Конгломерат заключен между двумя разными по мощности слоями песка серого. Мощность первого слоя песка равна 18 м., а второго 7 м.

Перечисленный выше слои образовались в результате деятельности реки и залегают в пределах старых пойм реки.

- гравелит серый, глинистый, с прослоями песчаника на глинистом цементе. Этот слой залегает горизонтально. Его мощность в среднем равняется 13 м. Он расположен под левым и правым берегом. Характер залегания – горизонтальный.

- глина серая, твердая. Слой залегает моноклиально. Мощность равняется 10 м. Слой расположен под левым берегом. Кровля слоя ровная, под левым берегом немного наклонена к руслу реки и имеет абсолютную отметку 113-150 м. под левым берегом, а под правым 145 м. Подошва находится на отметке 100-140 м. под левым берегом, а под правым 115 м.

Коренной берег состоит из пород верхнего неогенового периода (N2). Этот период представлен снизу вверх следующими породами:

- глина серая тугопластичная, с прослойками опоки и трепела. Мощность слоя под правым берегом равна 17 м., а под левым 9 м.

- песок желтый, средней крупности, кварцевый, плотный  с прослоями слабоцементированного  песчаника. Этот слой выходит на поверхность. Мощность слоя справа равна 10 м., а слева 36 м. Характер залегания пород верхнего неогенового периода справа и слева – горизонтальный. Подошва находися на отметке 145-150 м., а кровля 172 м.

 

Самыми молодыми являются породы кайнозойской эры четвертичного периода (Q).

Среди четвертичных пород самыми старыми является:

- галечник  и щебень. Мощность варьирует от 4 до 9 м.

- песок, серовато-желтый, кварцевый, средней крупности, плотный, с мощностью 7 м.

- лессовидный  суглинок, серовато-желтый, твердой  консистенции. Мощность равна 10 м.

Характер залегания – горизонтальный. Эти породы лежат по обе стороны русла реки, в пределах первой надпойменной террасы. Подошва находится на отметке 113 м., а кровля 130 м.

В пределах современной поймы залегают аллювиальные отложения, представленные песком желтым, мелким, кварцевым с редкими прослоями глины, рыхлый. Мощность равна 7 м. Кровля с абсолютной отметкой 115-120 м., а подошва 108 м.

Самими молодыми являются делювиально-пролювиальные отложения. Их максимальная мощность составляет 46 м. Кровля неровная, находится на отметке 135-195 м. Подошва с наименьшей абсолютной отметкой 133 м.

 

История геологического развития

Исходя из данных стратиграфической колонки, составим эпейрогеническую кривую. Каждый временной перерыв в осадконакоплении соответствует поднятию территории в результате тектонических процессов и превращает её в сушу (отсутствие осадконакоплений, разрушение Г.П.). Осадки накапливались, когда изучаемая территория была дном моря.

История геологического строения данного участка местности начинается с отложений пермского периода, т.к. отложения этого периода - доломит серый, плотный с редкими прослоями известняка, следовательно, в пермский период данная местность была дном моря. Отсутствие отложений в триасовый и юрский периоды свидетельствует о том, что изучаемая территория становится сушей. В результате тектонических процессов в мезозойскую эру в меловой  период земная кора оказалась дном моря, в результате чего образовался мергель светло-серый, с редкими прослойками глины. В палеогеновый период изучаемая территория становиться сушей. В неогеновый период кайнозойской эры земная кора оказалась дном моря, в результате чего образовались песчаник желтый, мелкозернистый и песок серый, кварцеватый, мелкий, плотный. В четвертичный период на коренных породах образовался слой  aQ3. Формирование современного рельефа связано с деятельностью реки.

 

 

Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия данного геологического участка представлены напорными межпластовыми водами, безнапорными грунтовыми водами. В исследуемом разрезе имеются напорные и безнапорные воды. Безнапорные грунтовые воды залегают на левом и правом берегах реки.

1.Первый от водораздельной поверхности водоносный горизонт расположен на правом берегу реки, был обнаружен на глубине 5 м. Он представлен безнапорными грунтовыми водами. Водовмещающим грунтом является верхненеогеновый песок желтый, средней крупности, кварцевый, плотный с прослоями слабоцементированного песчаника. Областью разгрузки является склон правого коренного берега. Нижним водоупором является верхненеогеновая глина серая тугопластичная, с прослойками опоки и трепела. Питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков, областью разгрузки является коренной берег. Мощность 5 метров. По химическому составу вода хлоридно-магниевая, пресная и не агрессивная к бетону на портландцементе. Формула Курлова имеет вид:

 

2.Следующий водоносный горизонт также является первым, только от поверхности поймы. Глубина появления варьирует от 13 до 40 м. Он представлен безнапорными межпластовыми водами, которые переходят в грунтовые. Водовмещающими грунтами являются: верхненеогеновый песок желтый, средней крупности, кварцевый, плотный с прослоями слабоцементированного песчаника; современные делювиально-пролювиальные оползневые отложения; современные верхне- и среднечетвертичные аллювиальные отложения (галечник и щебень; лессовидный суглинок, серовато-желтый твердой консистенции; песок желтый, мелкий, с редкими прослоями глины, рыхлый; нижненеогеновый песок серый, кварцевый, мелкий, плотный. Верхним водоупором является – нижний водоупор для первого вод. гор., а нижним является нижненеогеновый гравелит серый, глинистый с прослоями песчаника на глинистом цементе. Нижним водоупором являются: верхненеогеновая глина тугопластичная, с прослойками опоки и трепела; нижненеогеновая глина твердая; нижненеогеновый гравелит серый, глинистый, с прослоями песчаника на глинистом цементе; нижнемеловый мергель светло-серый, плотный, с редкими прослоями глины. Мощность водоносного горизонта на левом берегу от 3 до 25 метров, на правом от 3 до 4 метров. Питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков, областью разгрузки является река. Вода хлоридно-сульфатно-магниевая, пресная и не агрессивна к бетону на портландцементе.

 

3.Этот водоносный горизонт является последним. Он межпластовый напорный, расположен по всей длине разреза. Глубина появления колеблется от 33 до 129 м., а уровень установления от 2 до 60 м. Водовмещающими грунтами являются: нижненеогеновый песок серый, кварцевый, мелкий, плотный и нижнепермский известняк серый, трещиноватый, кварцевый с редкими прослойками глины, плотной. Верхними водоупорами являются: нижнемеловый мергель светло-серый, плотный, с редкими прослоями глины; нижнемеловый песчаник светло-серый, мелко-зернистый, на кремнистом цементе, плотный; нижнепермский доломит серый, плотный с редкими прослоями известняка; нижненеогеновый конгломерат серовато-бурый, глинисто-известковистый. Нижним водоупором является нижнепермский доломит серый, плотный с редкими прослоями известняка. Область разгрузки, питания неизвестна. Мощность от 12 до 30 метров. Вода сульфатно-кальциево-магниевая, пресная и не агрессивна к бетону на портландцементе. Формула Курлова имеет вид:

 

 

Геологические процессы и явления

На данной территории прослеживаются такие геологические процессы как: речная эрозия, суффозия, оползни, карст, просадка.

1. Геологическое строение речных долин имеет важное значение при инженерно-геологической их оценке в строительных целях. На данной территории присутствует речная эрозия. Происходит размыв правого берега и аккумуляция левого. С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. Способы укрепления подводной и надводной части берега различны. Подводную часть берега ниже меженного горизонта укрепляют каменной наброской и фашинными тюфяками, загруженными камнем; надводная часть крепится бетонными армированными плитами, подпорными стенками, камнем в плетневых клетках. Неблагоприятно сказываются паводки на пойму реки. Сооружения и берега долины необходимо защищать земляными дамбами, отсыпкой камня и другими способами, позволяющими нейтрализовать эрозионную силу паводковых вод.

2. Так как пески правого склона коренного берега неоднородны, к тому же учитывая направление фильтрационного потока первого и второго от поверхности водоносных горизонтов можно предположить что в данной области может начаться суффозионный процесс. Суффозия может привести к возникновению оползней, что и случилось с левым склоном коренного берега. Для того что бы предотвратить это - необходимо в местах предположительного возникновения суффозионного процесса поставить противофильтрационный экран.

3. На данной территории наблюдаются оползни. Происходит разрушение коренного берега. Оползни возникают из-за ослаблении прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами. Для того, чтобы предотвратить оползневой процесс необходимо осушить воду, в данном случае надо поставить вертикальный дренаж на границе оползневых отложений и верхненеогенового песка, который достанет до нижнего водоупора.