43. Геологическая деятельность ветра.

Образование ветра, как циркуляция атмосферы, связана с разницей температур и давлений между различными участками земной поверхности.

Виды ветров на земной поверхности

Пассаты  - ветры, дующие от высоких широт к экватору

Муссоны – ветры, дующие зимой с материка на океан, а летом с океана на сушу.

Бриз – ветер, дующий днем с моря на берег, а ночью с суши на море.

Горно-долинные ветры -  днем ветер дует из долины к вершинам, а ночью ветер дует с гор в долину.

Циклоны и антициклоны – мощные атмосферные вихри, диаметр которых до 3 тыс. км. В циклонах в центе - область низкого давления, в антициклонах – область высокого давления.

Наиболее  интенсивно геологическая деятельность ветра проявляется в условиях:

1)    аридного климата

2)    скудной растительности

3)    интенсивного физического выветривания

4)    постоянных ветров.

Таким условиям отвечают пустыни и песчаные побережья морей, озер и рек.

Разрушительная деятельность ветра

Она проявляется в виде двух процессов:

1) Дефляция -  выдувание частиц горных пород. В степях она носит характер пыльных бурь, которые наносят громадный ущерб сельскому хозяйству.

2) Корразия – обтачивание песчаными частицами, переносимыми ветром, выступов скальных пород. Так как концентрация песчаного материала в воздушном потоке максимальна в приземной части. В результате образуются грибообразные формы.

 

Транспортная функция ветра

Пыль переносится на тысячи км

Мелкий песок – десятки и сотни метров в год

Крупный песок – несколько метров в год.

Кроме того, ветер переносит соли.

Аккумулятивные эоловые формы рельефа

1) Кучевые пески  - изолированные бугры неправильной формы, высотой 1-5м, образуются при малом количестве материала и переменном ветре.

2) Барханы – бугры серпообразной формы высотой 20-30м, образуются при малом количестве песка и постоянном ветре.

3) Барханные цепи высотой 50-70м образуются при большом количестве песка.

4) Поперечно-грядовые пески – образуются, когда на пути ветра встречаются горы

5) Грядово-ячеистые пески – образуются котловины выдувания 100-200м в поперечнике во внутриматерековых областях.

6) Бугристые пески – песчаные холмы высотой до 15м, образуются, когда пески закреплены растительностью

7) Дюны - песчаные бугры высотой 10-15м на песчаных побережьях

Барханы и дюны перемещаются со скоростью 30-40м в год, засыпая освоенные земли и селения. Для их остановки на склонах высевают песчаный овес и сосну.

Признаки эоловых отложений

1)    слоистость

2)    тонкая зернистость песчаного материала (0.05-0.25мм)

3)    преобладание кварца

По мнению В.А. Обручева лесс имеет эоловое происхождение, как продукт накопления атмосферной пыли. Его особенностью является способность давать просадку – значительно уменьшать свой объем при намокании.

Типы пустынь

1) Гамады – каменистые пустыни. Это мрачные черные пустыни, все обломки покрыты железо-марганцевой корочкой. Образуются на предгорных равнинах Африки.

2) Песчаные пустыни – наиболее распространенные

3) Адыры - лессовые пустыни. Их поверхность расчленена густой сетью оврагов. Они развиты на окраинах пустынь, граничащие с горами, распространены в Туркмении

4) Такыры – глинистые пустыни – образуются на глинистых отложениях былых разливов рек

5) Шоры – солончаковые пустыни – на месте высохших озер

6) Гипсовые пустыни – расположены между Каспийским и Аральским морями, для растений малопригодна.

52. Просадочность и просадка грунтов. Способы строительства на таких грунтах.

Методы уплотнения просадочного грунта при строительстве фундамента

Просадочный грунт- это структурно неустойчивый грунт, который при разных условиях (наводнение, вибрация, сейсмическое воздействие) может изменить свою структуру, что повлечет рост усадок.

К просадочным грунтам в основном относят лесса и лессовидный грунт, который при воздействии влаги размокает и подвергается просадке.

Иногда бывает, что просадка может достичь до 2,5 метров. Расчет основания, которое сложенно лессовым грунтом, выполняется по деформации, суммарная величина которой является суммой осадки от внешних нагрузок и при замачивании. Лессовые грунты есть двух типов.

Первый— это такие грунтовые условия, когда просадка фундамента из блоков фбс зависит в основном от внешнего воздействия, а от своего веса почти не просаживается, или не более чем на 5 см. Второй— это, когда просадка зависит от внешнего воздействия и своего веса, значение просадки от собственного веса больше 5 см.

Чтобы устранить первый тип просадки, когда толща просадочного грунта не более 6 метров, можно:

✔ Уплотнить грунт тяжелой трамбовкой. Предварительно необходимо довести влажность грунта до оптимальной, когда глубина фундамента будет достигать 1,5- 2 метра. В таком случае просадочный грунт имеет мощность около четырех метров, что и позволит уплотнить его трамбовкой.

✔ Уплотнить при помощи подушек из непросадочного местного грунта. Этот способ используется, когда трамбование не помогает уплотнить на нужную глубину. Подушку нужно устраивать над заранее уплотненной частью грунта.

✔ Использовать свайный фундамент с полной прирезкой просадочного грунта, чтобы направить давление на нижний слой непросадочного грунта.

✔ Уплотнить грунт подводным взрывом, предварительно замочив его. Взрывы нужно производить в скважинах, которые пробуреваются на дне, заранее сделанного котлована, который заливается водой, а потом осуществляется взрыв.

Чтобы уплотнить просадочность второго типа можно:

✔ Устроит свайный фундамент, проверив толщу просадочного грунта.

✔ Закрепить грунт цементацией, силикатизацией, или битумезацией.

✔ Уплотнить грунт с помощью грунтовых свай.

✔ Устроить фундамент из набивных свай и уширить пяту.

✔ Уплотнить грунт предварительным замачиванием и подводными взрывами с последующим трамбованием грунта.

Иногда для легких зданий подойдет будет более экономичный способ, который исключает любое проникание воды в просадочный грунт на весь период эксплуатации. Для этого нужно исключить проникновение в основание фундамента дождевой, хозяйственной и подземной воды.

Нужна специальная планировка и устройство дернового, и асфальтового покрытия. Отвод дождевой воды выполняется кюветами, канавами, лотками с последующим сбором в канализацию. Особенно тщательно нужно удалять воду от фундамента.

Для этого нужно хорошо утрамбовать засыпку фундамента и устроить водонепроницаемую отмостку, которая будет отводить воду в канализацию. Чтобы предотвратить проникновение в грунт хозяйственной воды необходимо использовать специальный проект трубопровода.

59. Инженерно-геологические работы в период строительства.

Особенностями современного проведения инженерно-геологических изысканий для строительства и реконструкции зданий и сооружений на городских территориях являются: резкое ускорение темпов ведения всех видов строительных работ; нередкое ограничение финансирования изыскательских работ; стеснённые условия проведения инженерно-геологических изысканий на территории города.

По этим причинам в большинстве случаев не выполняются в полном объёме требования соответствующих нормативных документов. Нередко изыскатели и проектировщики используют "табличные" значения характерных грунтов, установленные как среднее для территории крупного региона, в большинстве случаев без дифференциаций по генетико-стратиграфическим признакам. Не учитывается техногенная изменённость состава, строения и свойств массива грунтов основания строительных объектов.

Ведение инженерно-геологических изысканий регламентируется основным нормативным документом в строительстве «Строительными нормами и правилами» СНиП 11-02 – 96 «Инженерные изыскания для строительства». Данный документ определяет порядок, состав, объём и виды выполняемых работ изысканий для различных этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов и различных геологических обстановках, а так же состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приёмки, а так же ответственность исполнителей и заказчиков (проектировщиков).

 

Инженерно-геологические изыскания

Инженерно-геологические изыскания — производственный процесс получения, накопления и обработки инженерно-геологической информации для обеспечения строительного проектирования исходными данными об инженерно-геологических условиях района (площадки, участка, трассы).

Под инженерно-геологическими условиями понимается совокупность компонентов геологической среды, которые могут оказать влияние на проектируемые здания и сооружения (рельеф и геоморфология, геологическое строение, подземные воды, состав, состояние и свойства грунтов, опасные геологические процессы).

Одной из важнейших задач инженерно-геологических изысканий является прогнозирование возможных изменений в сфере взаимодействия проектируемого сооружения с геологической средой.

 

Договор (контракт), техническое задание и программа инженерно-геологических изысканий

Содержание этих важнейших проектно-изыскательских документов регламентируется СНиП 11-02-96.

Основанием для производства инженерно-геологических изысканий является договор (контракт) между Заказчиком (финансирующей, проектной или строительной организацией) и Исполнителем инженерно-геологических изысканий. Обязательными приложениями к договору должны быть техническое задание, календарный план работ и смета, а при наличии требования Заказчика и программа инженерно-геологических изысканий.

Техническое задание на выполнение инженерно-геологических изысканий составляется Заказчиком и передается в изыскательскую организацию.

В техническом задании указываются местоположение площадки (или трассы) предполагаемого строительства, вид проектируемого сооружения, стадийность (этап) проектирования, конструктивные особенности проектируемых зданий и сооружений, намечаемый тип фундаментов (свайный, плита, ленточный), этажность, наличие мокрых технологических процессов, подвальных помещений, допускаемые величины деформаций, предполагаемая нагрузка на грунты основания и другие сведения.

Для трасс коммуникаций указывается предполагаемая глубина их заложения, протяженность, диаметр и материал трубопроводов и др.

Программа инженерно-геологических изысканий устанавливает состав, объемы, методы и последовательность инженерно-геологических исследований. Ее содержание определяется видом строительства, уровнем ответственности сооружений, сложностью инженерно-геологических условий и стадией проектирования.

При небольшом объеме намечаемых инженерно-геологических работ (несложные объекты II и III уровня ответственности, простые инженерно-геологические условия, высокая степень геологической изученности) допускается взамен программы составление технического предписания на производство изысканий.

Материалы инженерно-геологических изысканий, передаваемые Заказчику в виде технического отчета, подлежат обязательной государственной экспертизе.

 

Основные стадии инженерно-геологических изысканий

Инженерно-геологические изыскания для строительства выполняются последовательно на различных стадиях (этапах)

Различают следующие основные стадии работ: предпроектную (она включает прединвестиционную документацию, градостроительную документацию и обоснование инвестиций в строительство) и проектную (в состав которых входят проект и рабочая документация для строительства предприятий, зданий и сооружений).

Предпроектная документация разрабатывается с целью обоснования целесообразности строительства объекта, выбора строительных площадок и направления магистральныхтранспортных и инженерных коммуникаций, основ генеральных схем инженерной защиты от опасных геологических процессов и др.

Основной объем инженерно-геологических изысканий выполняют на этапе обоснования инвестиций в строительство. В состав работ входит: проведение инженерно-геологической съемки на территории проектируемых строительных объектов и трасс линейных сооружений. Проводятся буровые и горнопроходческие работы, полевые методы исследования грунтов, лабораторные исследования, стационарные наблюдения и другие виды работ.

Инженерно-геологические изыскания для разработки проекта должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий уже выбранной площадки (участка, трассы) и прогноз их изменений при строительстве и эксплуатации объекта.

Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации проводятся на окончательно выбранной стройплощадке для отдельных зданий и сооружений с целью детализации и уточнения инженерно-геологических условий. Проходят скважины и шурфы (чаще всего по контурам и осям проектируемых зданий и сооружений), определяют расчетные показатели физико-механических свойств грунтов, выполняют полевые исследования грунтов, опытно-фильтрационные работы и геофизические исследования. Продолжают начатые на предшествующих этапах изысканий стационарные наблюдения за развитием опасных геологических процессов, режимом подземных вод и т. д.

Для технически несложных объектов, а также при строительстве по типовым проектам инженерно-геологические изыскания выполняют для одной стадии: «рабочего проекта», при которой рабочая документация разрабатывается одновременно с проектом.

Инженерно-геологические изыскания в период строительства выполняют лишь в особых случаях:

при строительстве ответственных зданий и сооружений, особенно в сложных инженерно-геологических условиях;

в условиях стесненной городской застройки;

при длительных перерывах во времени между окончанием изысканий и началом строительства объектов и т. д.

Инженерно-геологические изыскания в период строительства включают:

уточнение геологических и гидрогеологических условий в период вскрытия котлованов, тоннелей, прорезей и других выемок, выявление расхождений натурных условий с проектными данными, внесение при необходимости соответствующих корректив и проведение дополнительных изыскательских работ;

контроль за ведением строительного водопонижения, инженерной подготовкой оснований зданий и сооружений, производством работ по закреплению грунтов.

В период эксплуатации объектов в необходимых случаях в соответствии с заданием Заказчика проводят обследования грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений, а также при их расширении, строительстве новых близко примыкающих зданий и в других случаях.

При необходимости в период эксплуатации объектов осуществляют стационарные наблюдения (локальный мониторинг) за развитием опасных геологических процессов, деформациями зданий и сооружений и другими неблагоприятными факторами.

Инженерно-геологические изыскания для реконструкции зданий и сооружений проводятся, как правило, в условиях плотной застройки и поэтому должны осуществляться с учетом конкретной природно-технической ситуации. По своему составу, объемам и применяемым методам изыскания для реконструкции значительно отличаются от изысканий под новое строительство. В частности, обязательным видом работ является натурное обследование окружающей территории и реконструируемого здания. В ходе обследования устанавливают геотехническую категорию объекта, необходимые объемы работ по изысканиям, принципиальные варианты реконструкции и усиления и др.

Небольшой объем инженерно-геологических изысканий выполняется в период ликвидации зданий и сооружений. Цель этих работ – обоснование проектных решений по санации (оздоровлению) и рекультивации нарушенной территории, оценка опасности и риска от ликвидации объекта.

 

Инженерно-геологические изыскания для строительства зданий и сооружений

Инженерно-геологические изыскания являются начальным этапом строительства любого объекта и находятся в полной зависимости от вида объекта (промышленное предприятие, жилой дом, автомобильная дорога и т. д.). Поэтому изыскания под каждый вид объекта имеют свою специфику, свои особенности, но все изыскания имеют нечто общее, некоторый стандарт.

Результаты инженерно-геологических исследований в виде отчёта поступают в строительную проектную организацию. Отчёты должны иметь для инженера-проектировщика материалы по семи основным позициям результатов инженерно-геологических изысканий:

оценка пригодности площадки для строительства данного объекта;

геологический материал, позволяющий решать все вопросы по основаниям и фундаментам;

оценка грунтового основания на восприимчивость возможных динамических воздействий от объекта;

наличие геологических процессов и их влияние на устойчивость будущего объекта;

полную характеристику по подземным водам;

все сведения по грунтам, как для выбора несущего основания, так и для производства земляных работ;

по влиянию будущего объекта на природную среду.

Проектирование крупных объектов осуществляется по стадиям: технико-экономическое обоснование (ТЭО), технический проект и рабочие чертежи. Название стадий инженерно-геологических изысканий соответствует стадия проектных работ, за исключением стадии ТЭО, где геологические работы получили название рекогносцировочных инженерно-геологических изысканий. Следует отметить, что в практике строительства последовательность стадий проектирования не всегда соблюдается. Проектирование крупных объектов может быть проведено в две стадии, проектирование жилого дома в одну стадию. В соответствии с этими стадиями проводятся инженерно-геологические изыскания.

На ранних стадиях проектирования инженерно-геологические изыскания охватывают обширные площади, применяются не очень точные, но сравнительно простые и экономичные технические средства. По мере перехода к более поздним стадиям площади изысканий сужаются и применяются более сложные и точные методы геологических работ.

На выделенной под строительство площадке на каждом отдельном этапе инженерно-геологические изыскания выполняют в определённой последовательности:

собирают общие сведения по территории из литературных публикаций и архивных материалов изыскательских организаций; сведения о климате, рельефе, населении, речной сети и т. д.;

производят осмотр строительной площадки инженеры-проектировщики совместно с инженером-геологом; определяют степень её застройки, осматривают ранее построенные здания, дорожную сеть, рельеф, растительность и т. д.; в целом определяют пригодность участка под застройку и вырабатывают техническое задание на изыскания;

выполняют инженерно-геологические изыскания; в полевых условиях изучают геологическое строение площадки, гидрогеологию, геологические процессы, при необходимости на грунтах ставят опытные работы; отобранные пробы грунтов и подземных вод изучают в лабораториях;

по окончанию полевых и лабораторных работ в камеральный период составляют инженерно-геологический отчёт, который защищают в проектной организации, после чего он становиться документом и используется для проектирования объекта.

 

Инженерно-геологические изыскания для градостроительных работ

Проектирование городского и поселкового строительства осуществляется стадийно. В настоящее время оно складывается из проектов: планировки и планы размещения первоочередного строительства; детальной планировки и проекта застройки.

Соответственно этому инженерно-геологические исследования проводят так же по стадиям, применительно к каждому виду проектирования.

Исследования для проекта планировки и плана размещения первоочередного строительства. Инженерно-геологические исследования для проекта планировки городов (посёлков) должны дать оценку значительной территории с точки зрения возможности использования её для строительства. Геологические работы проводят в сочетании с другими исследованиями и проектными проработками; экономическими, климатическими, гидрогеологическими, экологическими, санитарно-гигиеническими и т. д.

По изучаемой территории должны быть получены сведения о рельефе, гидрологии, климате, почвах, растительности, геологическом строении, гидрогеологии, природных геологических явлениях и инженерно-геологических процессах (оползнях, карсте, просадках, сейсмике и т. д.), составе и свойствах грунтов.

Инженерно-геологические изыскания проводят в три периода: подготовительный, полевой и камеральный. Инженерно-геологический отчёт служит основанием для составления проекта планировки и плана размещения первоочередного городского и поселкового строительства.

Исследования для проекта детальной планировки. Проект детальной планировки существующего города (посёлка) включает в себя архитектурно-планировочную и техническую организацию районов застройки первой очереди, устанавливает последовательность застройки, решает вопросы благоустройства, содержит проекты детальной планировки и застройки отдельных городских районов.

Основой инженерно-геологических исследований для проекта детальной планировки являются материалы, полученные при изысканиях для проекта планировки. Аналогичный состав и содержание работ и их последовательность (подготовительные работы, полевой период, камеральная обработка материала).

На этой стадии проводят более детальное изучение геологии местности и свойств грунтов. Для этого закладывают дополнительные буровые скважины по створам вдоль новых или реконструируемых улиц в местах специальных сооружений. Глубина скважины под сооружением в большинстве случаев достигает 8-10 м. при наличии слабых пород закладываются шурфы с отбором 2-3 образцов для проведения полного комплекса лабораторных исследований.

Исследования для проекта застройки. Проект застройки в пределах существующего города предусматривает строительство отдельных жилых домов (микрорайонов), кварталов, улиц и площадей. Проектирование проводят в 2 стадии – проектного задания и рабочих чертежей. Перед каждой стадией выполняют инженерно-геологические работы.

Изыскания для проектного задания освещают геологические и гидрогеологические условия всей изучаемой площадки, характеризуют инженерно-геологические свойства грунтов. В случае если для данной площадки ранее проводились изыскания для проекта планировки и проекта детальной планировки, то этих материалов в полнее достаточно, чтобы не проводить новых исследований на стадии проектного задания застройки. При отсутствии каких либо инженерно-геологических исследований изыскания проводят в составе и объёме, как это было показано выше для проекта планировки и проекта детальной планировки.

На стадии рабочих чертежей инженерно-геологические материалы могут быть оформлены в одном отчёте. При составлении рабочих чертежей возможны случаи назначения дополнительных исследований. Это связано главным образом, с изменениями в размещении зданий или проверкой имеющихся геологических материалов.

Задание 1