Специальные инженерно-геологические исследования под строительство комплекса сооружений Серебрянского цементного завода в Михайловско
Министерство образования Российской Федерации
Московский государственный открытый университет
Горно-нефтяной факультет
Курсовой проект
по дисциплине: «Инженерно-геологические изыскания»
на тему: «Специальные
инженерно-геологические
Выполнил:
Студент 6 курса
Специальность: 130302
Шифр:
Проверил:
Москва, 2011 г.
Содержание
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. ОБЩАЯ ЧАСТЬ. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Физико-географические и 1.1.1. Административное положение района и его экономика. . . . . . . 1.1.2. Рельеф, геоморфология, орогидрография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.3. Климат, растительность, животный мир. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Геологическая, 1.2.1. Геологическое строение (стратиграфия, литология). . . . . . . . . . 1.2.2. Геолого-структурные 1.2.3. Гидрогеологические условия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.4. Инженерно-геологические 1.2.5. Геоэкологические условия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Выводы по разделу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II. СПЕЦИАЛЬНАЯ
ЧАСТЬ. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНЖЕНЕРНОГО 2.1. Характеристика проектируемого объекта исследования. . . . . . . . 2.2. Обобщение, систематизация и
анализ ранее проведенных 2.2.1. Топографо-геодезические 2.2.2. Комплексная рекогносцировка местности . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3. Буровые работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4. Полевые испытания грунтов статическим зондированием. . . . . 2.2.5. Опытно-фильтрационные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.6. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.7. Оценка проведенных работ с общей постановкой вопросов, оставшихся не выясненными. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.
Инженерно- геологическая 2.3.1. Рельеф и геоморфология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2. Горные породы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3. Подземные воды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.4. Грунты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.5. Геологические и инженерно-геологические процессы. . . . . . . . 2.3.6. Геоэкология. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.
Интерпретация данных 2.5. Прогнозные инженерно- 2.5.1. Определение осадки фундамента. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2. Подтопление объекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Выводы по разделу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.
Оценка изученности участка 3.2.
Обоснование состава, объемов,
методики, техники проектируемых
инженерно- геологических 3.3. Охрана окружающей среды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Графические приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
4
6 7 7 9 11
13 15 37 40 43 44 44
46 47
49 50 50 51 53 54 54
60
61 62 63 66 67 83 86
86 94 94 97 99
101
102
102
|
Введение
Представленный курсовой
проект основывается на материалах, собранных
в ЗАО «Институт «Рязаньпроект»
Целью данного курсового
проекта является определение, анализ
и прогноз инженерно-
В процессе разработки данного
курсового проекта был
- выполнить оценку физико-
- более глубокое изучение геологического строения и гидрогеологических условий площадки строительства;
-оценка и прогноз развития
возможных геологических
- разработать проект инженерно-
В курсовой работе был проведен анализ результатов работ, выполненных в процессе проведения инженерно-геологических изысканий: топогеодезических, буровых, лабораторных, камеральных; приведены методика выполненных полевых и лабораторных работ и описание инженерно-геологических условий участка строительства. На основании ранее проведённых исследований и изучения фондовых материалов выяснено, что на участке строительства под влиянием определенных факторов могут образовываться инженерно-геологические явления и процессы, такие как просадка, осадка. Это дало возможность выполнить прогнозные инженерно-геологические расчеты подтопления объектов и рассмотреть вопрос осадки оснований сооружений на участке строительства.
I. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
«Анализ и оценка природных условий
района исследований»
1.1. Физико-географические и экономические условия района
1.1.1. Административное положение района и его экономика
Объект исследования расположен в пос. Октябрьский Михайловского района Рязанской области.
Михайловский муниципальный район общей площадью 1841,17 км2 расположен на западе южной природно-экономической зоны Рязанской области, в верхнем течении реки Прони - правого притока Оки. Административный центр - г. Михайлов.
С запада Михайловский район граничит с Венёвским районом Тульской области и Московской областью, с юга — со Скопинским, с востока — с Пронским, с севера — с Захаровским районом. Протяженность территории с севера на юг — 55 км, с запада на восток — 37 км.
Непосредственно сам пос. Октябрьский расположен на северо-западе от г. Михайлов на реке Проня (рис.1.1). На северо-западе поселок граничит с пос. Горенка, на востоке — с пос. Змеинка, на юге — с пос. Тереховое.
Район исследований имеет развитую транспортную инфраструктуру. Через пос. Октябрьское проходят автомобильные дороги, связывающие поселок со всеми близлежащими населенными пунктами района. С юго-восточной стороны от поселка проходит автодорога федерального значения «Калуга – Тула – Михайлов – Рязань», а с северо-восточной стороны - трасса «Москва – Астрахань».
К тому же, к пос. Октябрьское проложена железнодорожная ветка на боковой ветке от станции Михайлов Московской железной дороги участка Ожерелье — Павелец со станцией Цементная.
Население пос. Октябрьское по состоянию на 2010 г. составляет 6203 чел.
Рис. 1.1 – Выкопировка с карты района расположения объекта исследования
Основная масса
Экономику района значительно
улучшит строительство и
1.1.2. Рельеф, геоморфология, орогидрография
Территория рассматриваемой
площади находится на восточном
склоне Средне-Русской возвышенности.
Поверхность ее представляет собой
пологоволнистую равнину, постепенно
снижающуюся в северо-
Описываемая территория имеет поверхность, отражающую общие черты структурного строения Русской платформы.
Возвышенные участки современной
поверхности связаны не столько
со структурными элементами известкового
фундамента, сколько с рельефом кровли
пород наиболее стойкими к размыванию.
А именно процессы эрозии являются
главным рельефообразующим
Под влиянием эрозии сложились и оформились основные черты современного рельефа еще к началу четвертичного периода.
На большей части территории это типичная эрозионная равнина, но на северо-западе, куда заходил ледник московской стадии, сохранились черты и моренного рельефа – эту часть можно выделить как вторичную моренную равнину.
Таким образом, на рассматриваемой территории можно выделить два основных типа рельефа: вторичную моренную равнину и эрозионную равнину.
Вторичная моренная равнина. Поверхность ее сглаженная, но не однообразная, выделяются районы сильно расчлененные и расчлененные.
Большая часть вторичной моренной равнины расположена в зоне распространения днепровской морены, а на северо-западе района – московская морена. Морена обычно перекрывается маломощными суглинками, а местами выходит прямо под почву.
Эрозионная равнина. Занимает большую часть территории, представляет собой пологоволнистую равнину, на которой рельефообразующими породами на междуречных пространствах являлись моренные и особенно покровные суглинки, а в придолинных – известняки и песчано-глинистые породы коренных отложений. По степени расчленения выделяются участки эрозионной равнины расчлененной и сильно-расчлененной.
Кроме эрозионной и моренной равнины имеют большое развитие зандровая равнина.
Зандровая равнина. Занимает большие водораздельные участки вдоль восточных границ. На северо- и юго- востоке равнина с поверхности слагается покровными суглинками и маломощными надморенными флювиогляциальными отложениями.
Также в изучаемом районе развиваются речные долины двух типов.
Долины 1-го типа широкие, с хорошо развитыми надпойменными террасами и широкой поймой. Склоны высокие, но сглаженные.
Долины 2-го типа – узкие, почти или вовсе без пойм, крутостенные, с высокими берегами, иногда видны и слабо развитые надпойменные террасы.
К долинам первого типа относятся и долина р. Проня.
Пойма ровная, луговая, иногда заболоченная, высотой 2-4 м.
I-я надпойменная терраса
окаймляет пойму хорошо
II-ая надпойменная терраса эрозионная, поверхность слабоволнистая, высота ее достигает от 10 м до 26 м над уровнем реки. Эта терраса аккумулятивная.
Весь бассейн реки Проня имеет несимметричное строение с крутым одним и пологим другим склоном.
1.1.3. Климат, растительность, животный мир
Район расположения объекта исследования расположен в зоне умеренно-континентального климата, с теплым летом и умеренно-холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными, но длительными переходами сезонами года весны и осени.
По географическому положению район находится под воздействием воздушных масс Атлантики, Арктического бассейна, а также масс, сформировавшихся над территорией Европы. В конце лета - начале осени, нередко во второй половине зимы и весной преобладает западный тип атмосферной циркуляции, сопровождающийся обычно активной циклонической деятельностью, значительными осадками, положительными аномалиями температуры воздуха зимой и отрицательными летом.
Среднегодовая температура воздуха в Михайловском районе составляет 4,6°. Величина годовой амплитуды между средней месячной температурой самого холодного и самого теплого месяца равна 29°. Средняя температура января, самого холодного месяца года, составляет минус 10°.
В самый теплый месяц года (июль), средняя температура повышается до 18.5°. Продолжительность наиболее теплой части лета, со средней суточной температурой выше 15° С, составляет в среднем 95 дней. Годовая амплитуда абсолютных температур составляет 80°.
Абсолютная влажность воздуха в среднем за год составляет 7.8 мб. Наибольшая величина абсолютной влажности наблюдается в июле (14.9 мб), наименьшая - в январе - 2.8 мб.
Территория расположения
объекта исследования относится
к зоне достаточного увлажнения. Средняя
многолетняя сумма осадков
В течение года осадки распределяются неравномерно. Большая их часть (более 70%) выпадает в теплый период года с апреля по октябрь.
В среднемноголетнем варианте максимальное месячное количество осадков наблюдается в июле - 80 мм, минимальное - в феврале, 30 мм.
Осадки летнего периода
часто носят ливневой характер. Сухие
периоды, как правило, прерываются
ливнями значительной интенсивности,
вызывающими большие разрушения
почвенного покрова. С декабря по
март преимущественно твердые
Первый снежный покров появляется в октябре, устойчивый образуется в начале декабря. Самая ранняя дата его образования - конец октября, поздняя - 27 января. Наибольшая высота снежного покрова, 49-51см, наблюдается в конце февраля и первой декаде марта. Продолжительность залегания снежного покрова составляет 130 дней. Средняя дата разрушения устойчивого снежного покрова отмечается 30 марта, а его схода - 9 апреля.
К началу снеготаяния в снеге накапливаются наибольшие запасы воды, в среднем 50-65 мм. Средняя величина наибольших запасов воды в снеге – 76 мм.
Промерзание почвы начинается в ноябре и наибольшей величины (60-70 см) достигает в феврале-марте (см. табл.1.1).
Таблица 1.1 – Глубина промерзания почвы, см
XI |
ХII |
I |
II |
III |
Из максимальных на зиму | ||
средняя |
наименьшая |
наибольшая | |||||
15 |
35 |
56 |
69 |
70 |
72 |
26 |
142 |
Осенью и зимой преобладают юго-западные и юго-восточные ветры. В теплое время года увеличивается повторяемость ветров северо-западных, северных и северо-восточных румбов. В среднем за год преобладают западные ветры.
Среднегодовая скорость ветра составляет 3,6 м/сек. Наибольшая скорость ветра наблюдается зимой и в начале весны, наименьшая - летом.
Растительность
Леса занимают незначительную
часть (4,7 тыс. га) территории муниципального
образования Михайловского
Животный мир
На территории Михайловского района сохранились: лисица, заяц-русак, бобр, обыкновенная белка, хорёк; из грызунов — суслики, хомяки, тушканчики; из птиц — чирки, кряква, серая утка и др.
1.2. Геологическая, гидрогеологическая, инженерно-геологическая и
геоэкологическая изученность
Исследуемый объект расположен
на участке с хорошо изученным
геологическим и
Геологическое изучение территории
Рязанской области началось с
момента организации
В 1886 г А.О. Струве дал детально
разработанную
В 1936 г. по материалам съемки 1924-26 гг. А.П. Иванов и Е.А. Иванова были изданы геологические карты масштаба 1:420 000, которые являлись основой для последующих поисков и разведки, развитых здесь полезных ископаемых. В 1945-47 гг. И.Д. Зхусом и Т.Н. Бабушкиной была проведена геологическая съемка масштаба 1:100 000 с целью выявления перспектив угленосности. Материалы этой съемки были использованы О.А. Глико, В.И. Еченстоновой в 1947-48 гг. при составлении комплексной карты южного крыла Подмосковного бассейна в масштабе 1:300 000.
В 1951 г. В.И. Еченстоновой и др. проведена геологическая съемка масштаба 1:200 000, по материалам которой составлен комплекс карт (геологическая дочетвертичных и четвертичных отложений, гипсометрии известнякового фундамента, полезных ископаемых). В период с 1959 по 61 гг. территория была охвачена шлиховой съемкой в М 1:200 000.
Шлиховому опробованию подверглись
преимущественно отложения
В 1970 г Л.Б.Тихомиров обобщил результаты радиогидрогеологических исследований 1:1 000 000, дал оценку степени радиоактивности подземных вод ряда водоносных подразделений (в т.ч. верхне- и нижнемелового, келловей-батского, тарусско-окского, яснополянского и др.) указан на зависимость фоновых содержаний урана от литолого-гидрогеологических условий. В пределах описываемой территории радиогидрогеологических аномалий не отмечено.
В 1857-76 гг. при изыскании
источников водоснабжения г. Рязань
за счет подземных вод в окрестностях
города производилось бурение
В 1973-75 гг. была проведена
Подмосковной КГРЭ комплексная геолого-
Из сводных работ по инженерной геологии необходимо отметить карту инженерно- геологического районирования масштаба 1:2 500 000 (П.И. Панюков) составленную в 1965 г.
В 1973-76 гг. в результате проведения геолого-гидрогеологической съемки масштаба 1:50 000 позволили внести существенные коррективы в ранее существовавшие представления о геологическом строении района.
К тому же, при строительстве крупных промышленных и гражданских объектов различными организациями проведен большой объем инженерных изысканий. Изыскания, в основном, выполнялись в районе существующей застройки либо на участках ближайших к ним, что обеспечило недостаточную изученность отдельных незастроенных районов.
1.2.1. Геологическое строение (стратиграфия, литология)
В геологическом строении
территории Рязанской области принимают
участие отложения нижнего
В составе каждой системы
выделяются отделы, ярусы, горизонты
и отдельные толщи. Поскольку
условия развития экзогенных геологических
процессов определяются особенностями
литологического состава толщ однородных
по составу и условиям образования,
характеристика геологического строения
дается применительно к стратиграфо-
Фаменский ярус (D3fm)
Нижнефаменский подъярус (D3fm1)
Нижнефаменский подъярус сложен светло-серыми, неравномерно глинистыми известняками, содержащими маломощные прослои глин. Мощность подъяруса около 85-90 м.
Верхнефаменский подъярус (D3fm2)
Верхнефаменские отложения на площади представлены карбонатными, глинисто-карбонатными и сульфатными породами. Мощность их 150-170 м. Верхняя часть разреза сложена известняками, доломитами и мергеля с прослоями глин и гипса, нижняя – преимущественно известняками. Более подробно можно охарактеризовать только верхнюю часть разреза (на глубине 50-70 м), вскрытую многими скважинами не только на Рязанском поднятии, но и в юго-западной и юго-восточной частях описываемой территории.
В самой верхней части
разреза преобладают светло-
Ниже лежит толща, состоящая из чередующихся прослоев доломитов, известняков, мергелей, гипса и ангидрита. Мощность пластов гипса иногда достигает 15-20 м; однако среди сульфатных пород наблюдаются многочисленные тонкие прослои доломита, а в карбонатных породах – такие же прослои гипса и ангидрита, таким образом, для всей толщи характерна тонкая слоистость. Отдельные прослои содержат большое количество рассеянного органического вещества и окрашены в темно-серый цвет, встречаются прослои черных сапропелевых глин, а также тонкие прослойки угля. Эта толща, мощность которой достигает 50 м и более, по своему стратиграфическому положению и литологическим признакам аналогична так называемой угледоломитовой толще западного крыла Подмосковного бассейна и соответствует, вероятно, Озерским слоям Центрального девонского поля.
Каменноугольная система
На территории развиты отложения нижнего карбона (турнейский, надюрский и визейский ярусы). При этом турнейские отложения и нижняя часть визейских отложений (бобриковский горизонт) на поверхность не выходят и известны только по скважинам, вышезалегающие горизонты карбона доступны для изучения в естественных обнажениях и карьерах.
Нижний отдел
Турнейский ярус (С3t)
Нижнетурнейский подъярус (С1t1)
Нижнетурнейские отложения не имеют на территории сплошного распространения, так как на многих участках они были размыты в довизейское время. Мощность нижнетурнейских отложений обычно не превышает 5-10 м и лишь на отдельных участках увеличивается до 15-20 м. Среди них выделяются Малевский и упинский горизонты, которые на геологической карте и разрезе из-за их очень малой мощности показаны совместно.
Малевский горизонт (С1ml) без видимых следов размыва залегает на породах девона. Полная мощность горизонта 8-10 м, но в результате довизейского размыва она в большинстве случаев не превышает 3-5 м. Представлен Малевский горизонт в основном голубовато-зелеными и серовато-зелеными плотными, известковыми, часто сланцеватыми глинами с подчиненными прослоями известняков мощностью от 0.1-0.3 до 1-1.5 м. Известняки светло-серые, часто с голубоватым оттенком в основном органогенные, иногда перекристаллизованные. В основании горизонта иногда залегают известняки мощностью до 5 м, но часто Малевский горизонт представлен одними глинами.
Упинский горизонт (С3up) сохранился в виде небольших останков, которые в последнее время обнаружены бурением на юго-западе, вблизи устья р. Локни, и на юго-востоке, в районе д. Кисьва. Здесь развита только нижняя часть упинского горизонта мощностью обычно не более 3-4 м. Представлены упинские отложения светло-серыми, серыми и голубовато-серыми известняками с подчиненными прослоями голубоватых известковых глин.
Визейский ярус (С1v)
Бобриковский горизонт (С1br) развит на территории почти повсеместно, и лишь на отдельных участках он размыт в предтульское, предверейское и доледниковое время. В результате длительной и энергичной денудации, которой подвергалась описываемая территория в конце турнейского и начале визейского веков, отложения эти залегают на сильно размытой поверхности упинского и Малевского горизонтов, а местами и на породах верхнего девона. На юге они залегают на глубине 40-50 м, на севере – опускаются на глубину 180-200 м. Нижняя граница бобриковских отложений прослеживается отчетливо, верхняя – проводится условно, по подошве базальных песков, залегающих в основании тульского горизонта. Мощность бобриковского горизонта изменяется от долей метра до 50-60 м; на большей части территории она колеблется в пределах 20-25 м.
Бобриковские отложения представлены сложным комплексом пород, состоящим из чередования песков и глин, содержащих пласты бурых углей мощностью до 2-3 м. Среди глин встречаются сухарные, полусухарные и алевритовые разности. Глины содержат большое количество растительных остатков и конкреций пирита; по минералогическому составу они в основном гидрослюдистые, с различной примесью каолинита. Пески кварцевые, серые, тонко- и мелко- зернистые, хорошо отсортированные, иногда глинистые, слюдистые, и углефицированными растительными остатками. Угли в основном гумусовые, изредка гумусово-сапропелевые.
В бобриковских отложениях на описываемой территории выделяются три литологических комплекса, каждый из которых в нижней части представлен песками, в верхней – глинами с пластами угля. Пески нижнего комплекса на большей части описываемой территории отсутствуют. Пески в основании второго комплекса развиты почти повсеместно, мощность их обычно составляет 3-4 м, местами уменьшаясь до 0,5 м или увеличиваясь до 20 м. Пески третьего комплекса имеют небольшую мощность и распространены не повсеместно. Глинисто-углистые пачки всех комплексов обычно имеют мощность 7-8 м и лишь местами достигают 15-20 м. К ним приурочено до десяти угольных пластов; однако все основные залежи углей сосредоточены во втором и третьем комплексах.
Своеобразное строение бобриковский горизонт имеет в районе Рязанского поднятия, где он, по-видимому, целиком представлен песками, которые сливаются с базальными песками тульского горизонта в единую песчаную толщу мощностью до 90 м.
Каждому из описанных выше литологических комплексов соответствует определенный спорово-пыльцевой спектр и, таким образом, их можно рассматривать как достаточно выраженные стратиграфические горизонты (рис. 1.2)2.
Тульский горизонт (С1tl) развит на территории почти повсеместно. Он с резким размывом залегает на бобриковских отложениях и местами, срезая последние, ложится на осадки турнейского яруса и верхнего девона. Выходы тульских отложений на поверхность отмечаются только в самой южной территории района (по рекам Проня, Роговой, Кердь). Обычно мощность их колеблется от 20 до 40 м, но на участках глубоких предтульских размывов она возрастает до 70м и более. Нижняя граница горизонта проводится по подошве базальных песков, верхняя – либо по подошве алексинских известняков, либо по подошве песков, залегающих в их основании.
По литологическим особенностям
тульские отложения делятся на два
комплекса: нижний – песчано-глинистый
и верхний – глинисто-