Оценка инженерно-геологических условий территории строительства

 

Федеральное государственное  бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет»

(ННГАСУ)

 

 

 

Кафедра геоэкологии и  инженерной геологии

 

 

 

Курсовая работа

 по инженерной геологии

 

«Оценка инженерно-геологических  условий территории строительства»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент  III курса группы 164  ИСФ     Маринина С.А.

Проверил          Хромова Т.С.

 

 

 

 

 

 Нижний Новгород -2012

Содержание

 

Задание……………………………………………………………...........2

Введение……………………………………………………………..…..3

1. Региональная оценка  условий района строительства   

1.1. Орография, климатические условия, гидрография………..…4 

1.2. Геоморфология…………………………………………………5

1.3. Геологическое строение…………………….……………..…5

1.4. Гидрогеологические условия………….……………..……...5 

1.5. Физико-геологические процессы и явления……..…………5 

1.6. Инженерно-геологическая характеристика грунтов………8

1.7. Геолого-экологическая характеристика района…….……..10

1.8. Перспектива застройки территории района сооружениями промышленного и гражданского назначения........……….………10

2. Инженерно-геологическая оценка участка, предназначенного для строительства

2.1. Физико-географические условия……………….………….11

2.2. Геологическое  строение…………………………………….11

2.3. Гидрогеологические  условия………………………..…......12

2.4. Инженерно-геологическая характеристика грунтов………..12

2.5. Физико-геологические процессы и явления………....……16

Выводы и рекомендации………………………………………….….17

Список использованной литературы…………….…………………19

Приложения

Инженерно-геологический  разрез, масштаб вертикальный - 1:100, горизонтальный – 1:500 

Федеральное государственное  бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет»

(ННГАСУ)

 

 

 

Кафедра геоэкологии и  инженерной геологии

 

 

 

Курсовая работа

 по инженерной геологии

 

«Оценка инженерно-геологических  условий территории строительства»

 

ЗАДАНИЕ №10

 

 

 

Студент  III курса группы 164  ИСФ      Маринина С.А.

 

Дата выдачи задания: 04.09.2012   Срок сдачи работы: 20.10.2012

 

 

 

 Нижний Новгород -2012

Введение

Цель  работы:

Основная цель курсовой работы по дисциплине «Инженерной геологии»  заключается в том, чтобы научиться  анализировать инженерно-геологические  условия территории, где располагается  участок строительства: определить климатические условия и геоморфологию, выяснить основные структурно-тектонические  единицы, оценить условия залегания  пород и выдержанность их по простиранию, определить наименование артезианского  гидрогеологического бассейна, типы водоносных горизонтов, источники их питания, площадь питания и районы разгрузки подземных вод, химический состав и агрессивность подземных вод, составить представление о физико-механических свойствах пород, о физико-геологических процессах и явлениях, об условиях развития экзогенных геологических процессов, определить инженерно-геологическую принадлежность района согласно принятому инженерно-геологическому районированию, дать оценку геолого-экологического состояния.

Основные  задачи:

  1. составить инженерно-геологический разрез;
  2. выполнить анализ инженерно-геологических условий района расположения участка строительства (т.е. произвести региональную оценку по инженерно-геологическим условиям);
  3. проанализировать инженерно-геологические условия конкретного участка, предназначенного для промышленно-гражданского строительства;
  4. оценить перспективность застройки территории конкретного участка, предназначенного для промышленно-гражданского строительства и разработать рекомендации, улучшающие его инженерно-геологические условия.

Конечная цель работы –  обосновать пригодность (либо непригодность) данного участка для промышленно-гражданского строительства.

Местоположение участка: г. Нижний Новгород, Нижегородский район, ул. Минина.

 

  1. Региональная оценка района строительства

Цель данного раздела  – составить представление о  районе строительства, где располагается  участок: определить климатические  условия и геоморфологию, выяснить основные структурно-тектонические  единицы, оценить условия залегания  породи выдержанность их по простиранию, определить типы водоносных горизонтов, источники их питания и районы разгрузки подземных вод, составить  представление о физико-механических свойствах пород, о физико-геологических  процессах и явлениях, об условиях развития экзогенных геологических  процессов, определить инженерно-геологическую  принадлежность района согласно принятому инженерно-геологическому районированию, дать оценку геолого-экологического состояния.

    1. Орография, климатические условия, гидрография

Район строительства располагается  в пределах северной части Приволжской  возвышенности. Особенностью этого  района строительства является густое и глубокое расчленение рельефа, что определяет сильную дренированность поверхностных толщ горных пород и глубокое залегание уровня грунтовых вод.

Отметки поверхности земли  в долинах рек и в районах  развития водно-ледниковых отложений  составляют в среднем 100 -130 м. Отметки  водоразделов повышаются от правого  берега реки Волгина юг и юго-восток в среднем с 150 – 200 метров до 244 – 248 метров.

Климат умеренно континентальный, обычно с холодной малоснежной зимой  и умеренно жарким коротким летом. За год выпадает 510-530 мм осадков. Около 30% годовых осадков выпадает зимой  в виде снега. Средние многолетние  годовые температуры воздуха  колеблются от 2,6 – 3,1 °С. Средняя многолетняя  глубина промерзания горных пород 0,6 – 0,8 м. В аномально холодные зимы она может достигать 1,5 – 1,8 м.

Основная река района строительства  – Волга, на которой выше города Городца создано Горьковское  водохранилище, а ниже по течению  – Чебоксарское, плотина которого располагается у города Новочебоксарск, за пределами Нижегородской области. Бассейны малых рек правобережья реки Волги в южной части области отличаются значительной пересеченностью оврагами и балками. Реки протекают в глубоких долинах с широкими заболоченными поймами, изобилующими старицами, имеют небольшие уклоны (0,2 – 0,6 м на 1 км), незначительные скорости течения, не превышающие на плесах 0,5 м/с. Густота речной сети в южной половине области составляет в среднем 0,15 – 0,17 км на . Густота овражно-балочной сети в 2 – 2,5 раза превышает густоту речной сети и составляет в среднем 0,3 – 0,5 км на .

    1. Геоморфология

Геоморфологически участок расположен на возвышенном водораздельном плато рек Ока и Волга.

    1. Геологическое строение

 

В геологическом строении участка принимают участие четвертичные отложения и коренные породы пермской системы.

В пределах района строительства  четвертичные отложения представлены элювиально-делювиальными отложениями  водоразделов и склонов, в долинах  малых рек – отложениями аллювиального  генезиса, а так же покровными образованиями  проблематичного генезиса.

Коренные породы пермской системы представлены перстроцветными глинами, песками, алевролитами, мергелями, доломитами, известняками, гипсами и ангидритами.

 

    1. Гидрогеологические условия

Элювиально-делювиальные и  проблематичные покровные отложения  практически безводны. Иногда в подошве  слоя формируется маломощный водоносный горизонт, чаще на глубине более 10 метров.

В районе строительства в  элювиально-делювиальных и проблематичных лессовидных суглинках сформирован  мощный антропогенный водоносный горизонт.

В аллювиальных отложениях содержится грунтовый водоносный горизонт.

Коренные породы пермской системы, непосредственно подстилающие комплекс пород четвертичного возраста рассматриваются как водоупорные. Содержащиеся в этих породах межпластовые напорные и ненапорные подземные воды не оказывают влияние на условия строительства и эксплуатации наземных объектов.

    1. Физико-геологические процессы и явления

В районе строительства преобладают  оползневой процесс, овражная эрозия и выветривание.

Оползни являются обычным явлением по бортам долин,  по склонам оврагов, берегам водохранилищ.

Оползень - скользящее смещение горных пород под действием гравитации без потери контакта с поверхностью.

Классификаций оползней чрезвычайно  много. Наиболее часто применяются  следующие классификации:

- по характеру развития  смещения (деляпсивные, детрузивные оползни);

- по характеру захвата  горных пород (оползни 1-го порядка,  оползни 2-го порядка);

- по структуре оползневого  склона и положению поверхности  смещения (асеквентные, консеквентные, инсеквентные);

- по возрасту и фазам  развития (современные, древние оползни).

Для классификации оползней Нижегородско-Чебоксарского Поволжья наиболее приемлима классификация К.А.Гулакяна, В.В.Кюнтцеля, которая наиболее полно отражает особенности развития оползней в породах татарского яруса и отложениях четвертичной системы. Согласно этой классификации оползни можно разделить на 2 группы. К I группе относятся оползни, приуроченные к породам коренной основы, отличающейся относительной сохранностью первоначальной структуры смещающихся пород, ко II группе относятся оползни, характеризующиеся полным изменением структуры, состояния и свойств всей массы смещающихся пород четвертичных отложений.

Оползни I группы происходят сравнительно редко, захватывают часть склона, иногда весь склон от плато до уреза реки и ниже.

В этой группе выделяют 3 типа оползней, отличающиеся основными оползнеобразующими факторами и морфологическими особенностями.

Оползни выдавливания производят большое впечатление своими размерами. Происходят они вследствие раздавливания пород в глубине массива и последующего их выдавливания. Длина оползней выдавливания > 80-100м, ширина > 50-60м, глубина захвата смещением до 20-40м, в отдельных случаях до 50-60м. Для оползней выдавливания характерна крутая, почти вертикальная стенка срыва высотой до 15-20м, наличие крутых ступенчатых блоков с почти горизонтальной поверхностью и вала выпирания (вала выдавливания) у подошвы оползня.

Оползни выплывания образуются при выплывании песчаных разностей пород вследствие действия веса вышележащих пород и при высоких гидравлических градиентах. Основным деформируемым горизонтом (ОДГ) чаще всего являются алевролиты глинистые, реже песчаники глинистые тонкозернистые. Длина оползней выплывания от 20 до 50м, ширина может достигать 60-100м, глубина захвата смещением 6-10м, стенка срыва почти вертикальная, но высота её обычно не превышает 5-7м.

Оползни скольжения наиболее распространены среди оползней I группы. Смещением захватывается выветрелая зона коренных пород и покрывающих её четвертичных отложений. Смещение происходит быстро, вследствие хрупкого разрушения пород, переходящего в срез. Длина оползней 30-80м, ширина 50-60м, иногда >60м, глубина захвата смещением от 5 до 15-20м. Для оползней выдавливания характерно наличие мелких ступенеобразных блоков пород, запрокинутых в сторону склона.

Оползни I группы обычно происходят на склонах с коэффициентом устойчивости 1 и менее, при крутизне склонов 18-28 о и более, при наличии в разрезе пород с пониженными прочностными характеристиками (чаще всего это глины).

Оползни II группы составляют 80-95% от общего количества оползней, происходят ежегодно, особенно активны в весенний период. Происходят на склонах крутизной 8о и выше. Основные оползнеобразующие факторы -атмосферные осадки, подземные воды, подмыв основания склона. В этой группе выделяется также 3 типа оползней.

Оползни течения наиболее распространены. Основной деформируемый горизонт атмосферными осадками, либо различного вида водами (подземными в период высокого положения уровня, техногенными г др.) приобретает текучее состояние и начинается медленное смещение юрод, которое может продолжаться от нескольких суток до 1-2 месяцев. Поверхность оползней имеет бугристый характер, реже мелкоступенчатый. Размер оползней довольно различен - длина до 12-20м, ширина до 20-50м, глубина захвата смещением от 3 до 5-8м.

Оползни течения развиваются в элювиально-делювиальных, аллювиальных, озерно-аллювиальных отложениях.

Оползни проседания встречаются редко и поражают только лессовидные суглинки и супеси, для которых характерным признаком является их просадочность. Размер оползней небольшой: длина редко превышает 20-З0 м, ширина 30-40 м, глубина смещения чаще до 3-4 м, реже до 5-6 м. Стенка срыва оползней обычно почти отвесная высотой 1,5-4,0 м. Тело оползня одноступенчатое, реже двухступенчатое. Ступени представляют террасы с почти горизонтальной поверхностью.

Основным оползнеобразующим фактором являются атмосферные осадки в виде затяжных дождей.

Оползни разжижения - смещение пород в виде грязевого потока, вследствие мгновенной потери прочности. Оползням этого типа подвержены только лессовидные суглинки, возможно это связано с их макропористостью и столбчатой отдельностью. Смещение происходит быстро (1-3 минуты) и на месте оползших пород остаются лишь пустые колбы выплывания. Длина оползней 20-50 м, ширина 10-З0 м. Глубина захвата смещением не превышает 3-5 м. Причиной разжижения грунтов могут быть интенсивные атмосферные осадки. Оползни часто происходят во время ливней.

Овражная эрозия имеет довольно широкое развитие и может поражать огромные по площади регионы.

При таянии снега и во время дождей образуются ручейки  и потоки. Возникает струйчатая эрозия. Образуются промоины: мелкие и глубокие, узкие и широкие. Они дают начало оврагам. Развитию оврагов способствует отсутствие растительного покрова  и наличие пород, способных к  размыву, и рельеф местности. Развитие промоин начинается при крутизне поверхности 1м с дальнейшим увеличением крутизны резко возрастает скорость развития.

Наиболее легко размываются  лессовые породы, поэтому в районах  их распространения овраги имеют  наиболее широкое развитие. Овраг  может вскрыть подземные воды, в таком случае возникает постоянный водоток, который в свою очередь  усиливает развитие оврага.

В овраге различают устье, ложе и вершину. Овраг растет вершиной вверх по склону. Одновременно происходит его углубление и расширение за счет размыва ложа оврага.

Мероприятия на землях, подверженных овражной эрозии:

- планировка приовражных  склонов и засыпка мелких оврагов  глубиной до 1,5 – 2,0 м с последующим  залужением;

- выполаживание оврагов с устройством гидротехнических сооружений;

- устройство распылителей  стока;

- создание противоовражных лесных полос;

- строительство на базе  оврагов водоемов, дорожной сети, реакционных зон.

    1. Инженерно-геологическая характеристика грунтов

Согласно «Схеме инженерно-геологического районирования территории Нижегородской  области» участок строительства  принадлежит инженерно-геологическому району II-Б-в.

Район располагается в  правобережье рек Оки и Волги. Элювиально-делювиальные (edII-IV) отложения покрывают плащом различной мощности водораздельные пространства, пологие склоны долин и частично речные водораздельные террасы. Их состав, свойства и мощность разнообразны. В районах развития песчано-глинистых отложений юры, нижнего мела элювиально-делювиальные отложения представлены серыми и темно-серыми глинами и суглинками, вязкими, пластичными, местами песчаными с обломками местных дочетвертичных пород.

В районе широко развиты  лессовидные суглинки разнообразного генезиса, но весьма сходные по внешнему виду, составу и свойствам. Это  элювиально-делювиальные и покровные  проблематичные отложения. Мощность лессовидной  толщи в северной части района вдоль Волги достигает 15-20 метров и более. Толщина лессовых пород  практически безводна.

Осредненный инженерно-геологический  разрез показан на рис. 1.

Наиболее важным свойством  лессовидных пород является просадочность. Наибольшая просадочность проявляется на глубине 4…5 метров, а с 6-7 метров породы слабосжимаемы и непросадочны. По показателям просадочности покровные суглинки относятся преимущественно к I типу.

Геологический индекс

ИГЭ

Наименование грунта

Разрез

Мощ-ность слоя, м

Уровень подзем-ных вод, м

Характеристика грунтов

С, кПа

°

Е, Мпа

 

1

Суглинок

макропористый

лессовидный, с тонкими

прослоями супеси

До 20 и более

>10

1,5-15

10-27

8-9

 

2

Мергель трещиноватый, переслаивающийся с глиной, алевролитом

>10

        

 

Рис. 1. Осредненный инженерно-геологический  разрез района II-Б-в

Грунты района широко используются в качестве оснований промышленных и гражданских объектов.

Физико-геологические явления, связанные с лессовидными породами, обычно обусловлены их слабой водоустойчивостью. Эти породы интенсивно размываются  поверхностными водами и образуют глубокие овражно-эрозионные долины. Густота  овражно-балочной сети района составляет 0,3 - 0,4 км на 1 .

На высоких волжских откосах  в лессовидных породах, насыщенных подземными водами подстилающих отложений  татарского яруса, образуются многочисленные оползни-сплывы.

    1. Геолого-экологическая характеристика района

 

Район строительства расположен в Приокско-Волжской зоне, требующей обязательного природоохранного и охранно-восстановительного режима использования территории.

Приволжско-Волжская зона, промышленная с повышенным развитием транспорта, с повышенным загрязнением воздуха, природных вод и почв, городских территорий. В этой зоне происходят процессы активного антропогенного изменения грунтовых условий, формируются антропогенные водоносные горизонты со своеобразным, отличным от природного, режимом подземных вод. На территории зоны возникают наибольшие осложнения при строительстве и эксплуатации различных объектов.

    1. Перспективность застройки территории района сооружениями промышленного и гражданского назначения

Исходя из природных условий  района можно сделать вывод о том, что район пригоден для промышленного и гражданского строительства, однако следует учесть, что на склонах развиваются оползни и застройка в оползневой зоне должна быть исключена. Так же возможно развитие оврагов.

 

  1. Инженерно-геологическая оценка участка, предназначенного для района строительства

В этом разделе инженерно-геологическая  характеристика приводится на основе инженерно-геологического разреза, то есть в пределах створа скважин и  окружающей территории в радиусе 1 - 2км.

2.1. Физико-географические  условия

Геоморфологически участок расположен на возвышенном водораздельном плато рек Ока и Волга.

Наибольшая абсолютная отметка поверхности на данном участке 151,40 метров, наименьшая – 150,80 м, что свидетельствует о равнинной местности с небольшим уклоном. Уклон между скважинами 2 и 3 i=0,046=2,64°, между скважинами 3 и 4 i=0,018=1,06°. Основная река района строительства – Волга. В районе строительства преобладают оползневой процесс и выветривание.

2.2. Геологическое  строение

В геологическом строении участка принимают участие отложения  четвертичной системы и коренные породы пермской системы.

Характеристика слоев  приводится в нижеследующей таблице.

№ слоя

Геологический индекс

Литология слоя

 

Высотное положение слоя в абс. отметках

 

Глубина залегания от поверхности  в метрах

Мощ-ность слоя, м

 

Примечание

кровля

подошва

кровля

подошва

1

tQIV

Насыпной

грунт

151,40-

150,80

150,10-

149,10

0

1,20-

2,30

1,20-2,30

Суглинок коричневый с включением строитель-ного мусора

2

prQII-III

Суглинок желтовато-коричневый, лессовидный

150,10-

149,10

148,80-

148,50

1,20-

2,30

2,00-

2,80

0,00-1,60

Лессовидный с включением гидроокислов марганца, железа и с прослоями алевролита

3

P2

Глина красновато-коричневая

149,50-

148,50

148,00-

146,30

1,90-

2,80

2,80-

5,00

0,80-2,30

С прослоями алеврита и алевролита слабосцемен-тированного

4

P2

Песчаник красновато-коричневый

148,00-

146,30

136,40-

135,80

2,80-

5,00

15

10,00-12,20

Пылеватый, глинистый, слабосцемен-тированный


 

2.3. Гидрогеологические  условия

 

На участке проектирования вскрыт один водоносный горизонт.

Тип водоносного горизонта  – межпластовый горизонт.

Водосодержащие породы-песчанники верхнего отдела пермской системы, мощность 4,2-5,2 м.

Зеркало межпластовых вод в абсолютных отметках 140,60-141,30 м, глубина от поверхности земли 9,80-10,80 м.

Уклон поверхности подземных  вод: .

 (между 1 и 2 скважинами) (между 2 и 3 скважинами), (3 и 4). Между 1 и 2 скважинами , значит подземные воды образуют бассейн. Между 2, 3 и 4 скважинами показания J>0, значит подземные воды образуют поток.

Питание водоносного горизонта  происходит в местах выхода водосодержащих пород на поверхность, за счет инфильтрации атмосферных осадков через трещины в верхнем слое относительно водоупорных пород. Разгрузка водоносного горизонта осуществляется реками Волгой и Окой и другими реками, дренирующими водоносный горизонт, и за счет испарения.

По химическому составу  воды пресные, с минерализацией до 1г/л, гидрокарбонатные кальциево-натриевые, не агрессивные.

Водоносный горизонт является защищённым от загрязнения.

В течение года в режиме подземных вод интенсивного водообмена четко выделяются 4 периода: весенний подъем уровней, летняя межень, осенний подъем и зимняя межень. Как правило, уровни подземных вод перед началом весеннего подъема являются годовыми минимальными, а самые высокие уровни на пике подъема – годовыми максимальными уровнями. Разность между экстремальными уровнями есть годовая амплитуда колебания уровня подземных вод.  
Коэффициент фильтрации  = 0,7 м/сут, недостаток насыщения 0,2, мощность зоны аэрации >20м.

2.4. Инженерно-геологическая  характеристика грунтов

     Согласно классификация  грунтов по ГОСТ 25100-95, скважинами  скрыты грунты следующих классов:

Суглинок (QII-III)

Класс               дисперсные грунты

Группа                         связные

Подгруппа             осадочные

Тип              минеральные

Вид              глинистые грунты

 

Глина (P2)

Класс               дисперсные грунты

Группа                         связные

Подгруппа             осадочные

Тип              минеральные

Вид              глинистые грунты

 

Песчанник (P2)

Класс               скальные грунты

Группа                         скальные

Подгруппа             осадочные

Тип              силикатные

Вид              песчаники

 

Согласно геолого-гидрогеологическим условиям в разрезе выделено 10 инженерно-геологических элементов.

Характеристика элементов приводится в нижеследующей таблице

 

Номер

ИГЭ

Возраст

и генезис

Литология

Высотное положение

Глубина залегания

Мощность ИГЭ

Влажность

Пористость,

е

Консистен-ция, Jl

Кровля

Подошва

Кровля

Подошва

1

tQIV

Насыпной

грунт (суглинок коричневый)

151,40-

150,80

150,10-

149,10

0

1,20

-

2,30

1,20

-

2,30

Маловлажный

0,60-0,75

Твердый

2а

prQII-III

Суглинок желтовато-коричневый, лессовидный

150,10-

149,10

148,80-

148,50

1,20

-

2,30

2,60

-

2,80

0,30

-

1,60

Маловлажный

0,80-0,95

Твердый

2б

prQII-III

Суглинок желтовато-коричневый, лессовидный, с прослоями алевролита

149,60

148,80

1,20

2,00

0,80

Маловлажный

0,80-0,95

Твердый

3

P2

Глина красновато-коричневая, с прослоями алеврита и алевролита слабосцемен-тированного

149,50-

148,50

148,00-

146,30

1,90

-

2,80

2,80

-

5,00

0,80

-

2,30

Маловлажный

0,70-0,85

Твердый

4а

P2

Песчаник красновато-коричневый, пылеватый, глинистый, слабосцемен-тированный, с прослоями алеврита

148,00-

146,90

142,00-

141,60

2,80

-

4,50

8,80

-

9,80

5,30

-

6,00

Маловлажный

-

-

4б

P2

Песчаник красновато-коричневый, пылеватый, глинистый, слабосцемен-тированный

 

146,30

 

142,30

5,00

9,00

 

4,00

Маловлажный

-

-

4в

P2

Песчаник красновато-коричневый, пылеватый, глинистый, слабосцемен-тированный, с прослоями алеврита

142,00-

141,60

141,00-

140,60

8,80

-

9,80

 

9,80

-

10,80

 

1,00

Влажный

-

-

4г

P2

Песчаник красновато-коричневый, пылеватый, глинистый, слабосцемен-тированный

 

142,30

 

141,30

9,00

10,00

1,00

Влажный

-

-

4д

P2

Песчаник красновато-коричневый, пылеватый, глинистый, слабосцемен-тированный, с прослоями алеврита

141,00-

140,60

136,40-

135,80

9,80

-

10,80

15,00

4,20

-

5,20

Насыщенный водой

-

-

4е

P2

Песчаник красновато-коричневый, пылеватый, глинистый, слабосцемен-тированный

 

141,30

136,30

10,00

15,00

5,00

Насыщенный водой

-

-

Оценка инженерно-геологических условий территории строительства 📙 Курсовая → 🆔 171812

Оценка инженерно-геологических условий территории строительства 📙 Курсовая → 🆔 171812

Оценка инженерно-геологических условий территории строительства