Инженерно-геологические изыскания для разработки проектной документации по объекту: «ВЛ 220 кВ Магнитогорская — Карталы 220 с расширением ПС 500 кВ Магнитогорская и ПС 220 кВ Карталы 220 для технологического присоединения ПС 220 кВ Михеевский ГОК» выполнены геологическим сектором ЗАО «Проектно-изыскательский институт ГЕО» на основании технического задания в соответствии с договором № Г-0213 от 01.12.2013г., заключенным с ОАО «ФСК ЕЭС — МЭС Урала».
Введение
Инженерно-геологические изыскания для разработки проектной документации по объекту: «ВЛ 220 кВ Магнитогорская — Карталы 220 с расширением ПС 500 кВ Магнитогорская и ПС 220 кВ Карталы 220 для технологического присоединения ПС 220 кВ Михеевский ГОК» выполнены геологическим сектором ЗАО «Проектно-изыскательский институт ГЕО» на основании технического задания в соответствии с договором № Г-0213 от 01.12.2013г., заключенным с ОАО «ФСК ЕЭС — МЭС Урала».
ЗАО «Проектно-изыскательский институт ГЕО» состоит в Саморегулируемой организации Некоммерческое партнерство «Уральское общество изыскателей» (запись в реестре саморегулируемых организаций №СРО-И-019-11012010). ЗАО «Проектно-изыскательский институт ГЕО» получено свидетельство о допуске к определенному виду или видам работ, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства — регистрационный номер № СРО-И-019-039-23122010-4 от 23.12.2010 г. (Приложение В).
Согласно техническому заданию проектируется:
расширение ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Карталы 220: выключатель элегазовый 220кВ, выключатель элегазовый 110кВ, размер стоек 1,2х1,2 м, портал шинный ячейковый размеры в плане 1,5х1,5 м и 2,3х2,0 м. Тип фундаментов — столбчатый ж/б, буронабивная свая. Сооружения II уровня ответственности.
площадка временного строительного городка с трассами внешних коммуникаций — подъездной автодорогой, ВЛ 0,4-1,0 кВ.
Тип фундаментов будет определен после получения материалов инженерно-геологических изысканий.
В цели и задачи инженерно-геологических изысканий по данному объекту вошло комплексное изучение инженерно-геологических условий проектируемых объектов, включая, рельеф, геологическое строение, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, получение необходимых и достаточных материалов для проектирования, строительства и эксплуатации объектов.
Работы выполнялись в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
Полевые инженерно-геологические работы проводились в мае-июне 2013 года.
Предварительная разбивка и планово-высотная привязка выработок выполнена в мае 2013 года.
Камеральная обработка полевых материалов и лабораторных исследований выполнена в мае — июне 2013 года.
Лабораторные исследования по определению физико-механических свойств грунтов выполнены в грунтовой лаборатории ЗАО «ПИИ ГЕО», Свидетельство о состоянии измерений в лаборатории №507 выдано ФБУ «УРАЛТЕСТ», действительно до 12.10.2015 г. (Приложение И), и определения химического состава грунтовых вод и химического анализа водных вытяжек выполнены в грунтовой лаборатории ООО «Уралгеопроект», аттестат аккредитации №РОСС RU. 0001.517802 от 09.04.2010г. (приложение К).
Изученность инженерно геологических условий территории
Согласно п.5.2 СП 105-97, ч. I [3] перед началом полевых работ был проведен сбор материалов изысканий прошлых лет, включающих сведения о геолого-съёмочных работах, инженерно-геологических изысканиях для обоснования проектов строительства различных объектов.
Были изучены и проанализированы отчеты инженерно-геологических изысканий предыдущих лет не только на изучаемом участке, но и на прилегающей территории.
В 2011 г. ООО «Энергоучет-комплект» проводились комплексные инженерные изыскания по объекту: «ЗАО «Михеевский ГОК ВЛ 220кВ Карталы 220-Михеевский ГОК» [24]. Было пробурено 175 скважин, глубиной до 6,0 м, с отбором проб грунта и воды.
Выработки вышеуказанных изысканий в границы исследуемой площадки не вошли.
Материалы вышеуказанных изысканий использованы для написания отчёта.
Методика работ
Инженерно-геологические изыскания проведены в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 [1] и СП 11-105-97, части I-III [3-5].
С учётом собранных материалов об особенностях геологического строения, гидрогеологических, техногенных условий района была принята II (средняя) категория сложности инженерно — геологических условий по совокупности факторов в соответствии с приложением Б к СП 11-105-97, ч.I.
На участке проектируемого строительства пройдено: 10 скважин глубиной 8,0 м по контуру проектируемого расширения ОРУ 220 кВ, 4 скважины глубиной 5,0 м для размещения временного городка строителей и 3 скважины глубиной 5,0 м по оси автодороги. Общий метраж бурения составил — 115 м.
Бурение произведено колонковым механическим способом буровыми установками УРБ-2А-2 и GM 75 GT «всухую» и с продувкой, с отбором керна, начальным диаметром 132 мм.
При бурении выявлены условия залегания грунтов разреза, велись наблюдения за появлением и установлением горизонта подземных вод.
Пройденные выработки ликвидированы путём засыпки местным грунтом.
Местоположение скважин приведено на плане участка М 1:1000 (Графическая часть, лист 1), данные по ним — в каталоге (Приложение Г) и на инженерно-геологических разрезах скважин (Графическая часть, лист 13-29).
По результатам бурения скважин построены инженерно-геологические разрезы по линиям 1-1 — 10-10, приведённые в Графической части, лист 2-11.
В процессе буровых работ из встреченных разновидностей грунтов отобрано 19 проб ненарушенной структуры (монолиты), 7 проб нарушенной структуры, 4 пробы скальных грунтов и 4 проб нарушенной структуры для определения коррозионной агрессивности к стали и бетону. Из водоносного горизонта отобрано 3 пробы на стандартный химанализ.
Лабораторные исследования выполнены с целью определения состава, состояния, физических, механических свойств грунтов для выделения классов, групп, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ 25100-2011, определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления однородности грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов согласно ГОСТ 20522-96.
Отбор образцов грунтов, их упаковка, транспортировка и хранение производились в соответствии с ГОСТ 12071-2000. Отбор, консервирование, хранение и транспортировка проб воды для лабораторных исследований осуществляется в соответствии с ОСТ 41-05-263-86, ГОСТ Р 51592-2000.
Комплекс работ по планово-высотной привязке инженерно-геологических скважин выполнен в соответствии с «Инструкцией по топографической съемке в масштабах 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 и 1:500», изд. Недра 1982г., и “Условных знаков для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2 000, 1:1 000 и 1:500”, изд.2000г.
Разбивка и привязка скважин выполнена с пунктов Государственной геодезической сети геодезическими GPS приемниками. До начала работ геодезические приборы прошли метрологическое обследование и поверки, данные по их метрологическому обеспечению приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Данные по метрологическому обеспечению GPS приемников
Координаты скважин даны в местной системе координат, высотные отметки — в Балтийской системе.
Камеральные работы заключались в сборе сведений об инженерно-геологической изученности района в целом, обработке и увязке результатов полевых буровых, лабораторных испытаний, в составлении отчёта в установленной форме.
1. Общая часть
.1 Физико-географическое описание района
Город Карталы расположен на Южном Урале, на холмистой равнине в долине р. Карталы-Аят (левый приток р. Тобола), в 260 км к юго-западу от Челябинска. Узел ж.д. линий.
Местоположение ПС 220 кВ Карталы — г. Карталы, Челябинская область, 3,5 км северо-западнее центра (Рис.1).
Район находится в пределах Зауральского пенеплена с характерно равнинно-увалистым рельефом. Его общее понижение и выравнивание происходит в восточном направлении.
В геоморфологическом отношении проектируемый участок ПС расположен на правом берегу р. Карталы-Аят, ~ в 900 м на юго-запад от уреза реки.
Рис. 1 — Местоположение участка ПС, выкопировка со снимка Gооgle Erdh
Климат области определяется положением ее в центре Евро-Азиатского материка, большим удалением от морей и океанов. На формирование климата оказывают влияние Уральские горы. Все это определяет значительную континентальность и сухость климата.
Климатическая характеристика дана по данным ближайшей к району ГМС г.Карталы (по табл. СНиП 23-01-99*).
Лето тёплое: пять месяцев в году средняя дневная температура превышает 20°С; зима умеренно холодная, максимальный снежный покров наблюдается в феврале (26 см). Количество ясных, облачных и пасмурных дней в году — 162, 160 и 43 соответственно.
Отрицательная температура в среднем держится с середины ноября до конца марта. Первые заморозки отмечаются, как правило, во второй половине сентября, последние обычно регистрируются во второй половине мая. Устойчивый снежный покров появляется во второй половине ноября, разрушение и спад его заканчивается в середине апреля.
Нормативная глубина промерзания согласно п.5.5.3 СП 22.13330.2011 «СНиП 2.01.01-83*» [11] и СНиП 23.01-99* [10] для глинистых грунтов составляет 1,82 м, для супесчаных — 2,21 м, для песков средней крупности — 2,37 м, для гравийного грунта — 2,69 м. Суглинистые грунты, залегающие в зоне промерзания, подвержены морозному пучению.
Таблица 2 — Средняя месячная температура воздуха
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Средняя температура, °С
-16,5
-15,6
-9,0
3,2
12,3
17,4
19,1
16,8
10,8
2,3
-6,7
-13,3
Средняя многолетняя температура воздуха — 1,7 °С
Абсолютный минимум — минус 44°С.
Абсолютный максимум — плюс 41°С.
Средняя температура наиболее холодных суток при Рm =0,92 — минус 38°С.
Средняя температура наиболее холодной пятидневки при Рm=0,92- минус 33°С.
Самый холодный месяц — январь; самый тёплый — июль.
Годовая сумма осадков в среднем составляет 487 мм, причём большая их часть (338 мм) выпадает в тёплый период года (с апреля по октябрь).
Согласно схематическим картам районирования СНиП 23.01-99* рассматриваемый район относится:
к IВ — по климатическому районированию для строительства;
среднее за год число дней с переходом через 0 град. — 60.
В соответствии с Приложением В к СНиП 23-02-2003 территория относится к 3 (сухой) зоне влажности.
Подробная характеристика климатических условий рассмотрена в главе 11 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания».
1.2 Геологическое строение района работ
Геологическое строение Карталинского района обусловлено разнообразием горных пород: осадочных (известняки, доломиты, глины), вулканических (серпентиниты, базалиты), метаморфических (опалы, графит, аргеллит). Эти породы выходят на поверхность или располагаются на больших глубинах. Они по площади имеют незначительное распространение в районе населенных пунктов Еленинка, Новониколаевка, Родники. Большая часть территории района сложена глубинными, магматическими породами: гранитами, диоритами, габбро. Эти породы слагают окрестности Анненска, Великопетровки, Горной, Системы, Акмуллы. На территории преобладают породы нижнекаменноугольного и силурийского периодов палеозойской эры с абсолютным возрастом 435-350 млн. лет. Породы этого периода характеризуются значительной мощностью, разнообразием, разной степенью матоморфизации — от известняков , аргиллитов, андезитов, базальтов до различных сланцев (углистых, глинистых, зеленых, кремнистых, и т.д.) и мраморов. В меньшей степени распространены породы кембрия и ордовика с абсолютным возрастом 490-570млн. лет. И совсем редко встречаются породы мезозоя-триаса, кайнозоя-палеогена, неогена, антропогена с возрастом 230-55 млн. лет. Мезозой представлен обломочными породами мощностью 100-400м. Эти породы накапливались в грабенах, слагая современные понижения. Кайнозойские породы представлены континентальными отложениями глин и песчаников, мощностью 3-10. Они залегают горизонтально в виде чехла. По породам создается палеографическая и тектоническая обстановка. Породы палеозоя накапливались на дне Уральского океана, в котором имелись срединно-океанические хребты девоне (370-360 млн. лет назад) и зоны глубоководных желобов и вулканических островов в карбоне (360-320 млн. лет назад). В конце карбоната устанавливаются континентальные условия и происходит процесс разрушения. В мезозое-треасе активно накапливаются обломочные отложения в озерных котловинах (Полтавско-Брединской, Варненской синкали). В кайнозое (65 млн. лет назад) шло накопление континентальных отложений в понижениях Западная часть района находится в пределах Восточно-Уральского поднятия. На территории этого поднятия располагаются Джабык-Карагайская и Неплюевская гранитные интрузии. Главное тело Джабык-Карагайского интрузива, образовавшееся от внедрения магмы в сводовые части складки, напоминает по форме выпуклую линзу и носит название факолит. Микроклиновые граниты, его слагающие, возникли 265-280 млн. лет тому назад в эпоху герцинского горообразования.
1.3 Инженерно-геологическое районирование
Согласно карте инженерно-геологического районирования Урала 1:2500 000 под редакцией Ф.А. Асинкритова район работ приурочен в региональном плане к району Б — горноскладчатый Урал: район сильно дислоцированных, тектонических сложно построенных осадочных. осадочно-вулканогенных и метаморфических толщ Урала широкого возрастного диапазона (от нижнего протерозоя до верхнего палеозоя), прорванных многочисленными инрузиями различных фракций, к области — Б-IV — область пенеплена восточного склона Урала. К району Б-IV1 — район распространения нижне-, среднепалеозойских пород: а)вулканогенно-осадочных метаморфизованных; б)карбонатных. Поверхностные образования представлены суглинисто-, глинистыми элювиально-делювиальными грунтами, реже суглинками неясного генезиса. Породы коренной основы — скальные, поверхностные — преимущественно связные.
2. Специальная часть
.1 Геологическое строение участка работ
Участок реконструируемой ПС расположен в зоне многочисленных контактов различных комплексов пород (интрузивных, эффузивных, метаморфических, осадочных), что обуславливает сложность геологического строения и проявляется в изменчивости минералогического состава коренных пород вследствие различной степени метаморфизма и различной степени преобразования коренных пород при выветривании. Вблизи контактов отмечаются различные тектонические нарушения.
Непосредственно на изыскиваемом участке скальные грунты представлены сланцами серицит-хлоритовыми с прослоями кремнистых, углистых, разной степени выветрелости (сильновыветрелые, выветрелые и слабовыветрелые) и трещиноватости — скальный массив сильно раздроблен системой трещин. Кровля скальных грунтов весьма неровная. На отдельных участках выветривание пород скального массива достаточно глубокое, «карманы выветривания» заполнены суглинистыми грунтами.
Скальные грунты в верхней части разрушены до глинистого, суглинистого элювия пройденной мощностью 1,3-5,0 м.
Таким образом, в соответствии с СП 11-105-97 (часть III), в разрезе коры выветривания скального массива можно выделить: дисперсную зону (суглинки, глины), глыбовую зону (рухляк) и зону трещиноватой горной породы со следами выветривания (скала трещиноватая). Четкой границы между выделенными зонами не наблюдается, переходы одного слоя в другой постепенные и незакономерные как в плане, так и по глубине.
Четвертичные террасовые отложения присутствуют в местах пересечения трассы с долинами рек и их притоками, с увеличением мощности отложений в сторону реки. Представлены они аллювиальными суглинками (пройденная мощность слоя 0,5-0,8 м), на отдельных участках с тонкими линзами песка, с включением гравия до 15%. Их подстилают пески средней крупности и крупные, от малой степени водонасыщения до насыщенных водой, с тонкими линзами суглинка, пройденная мощность слоя от 0,6 до 3,8 м.
Характерные для склонов и водоразделов делювиальные образования сохранились от размыва лишь на отдельных участках слоем неравномерной мощности (0,7-4,2 м), представлены коричневыми глинами твердой консистенции.
С поверхности в большинстве встречен слой насыпных грунтов, представляющий собой отсыпку при планировке площадки ПС (слой мощностью 1,0-2,7 м), поросший маломощным (0,1-0,3 м) почвенно-растительный слой.
2.2 Гидрогеологическая характеристика участка работ
В гидрогеологическом отношении исследуемый участок расположен в пределах развития двух водоносных горизонтов: горизонта, приуроченного к трещиноватой зоне скальных грунтов, к остаточной трещиноватости элювиальных образований коры выветривания и горизонта, приуроченного к аллювиальным отложениям. Оба горизонта гидравлически между собой связаны и образуют единую безнапорную поверхность.
На момент настоящих изысканий (май-июнь 2013 г.) грунтовые воды были зафиксированы отдельными выработками №№6-8, 10, 13 на глубине 3,5-4,6 м, в пределах абсолютных отметок 302,70-307,50 м, в остальных скважинах, пройденных до глубины 8,0 м, воды нет. Учитывая местоположение данных скважин и результаты химических анализов грунтов вод, этот горизонт был отнесен нами к техногенному (утечки из близлежащего водопровода — см. Приложение 1).
Точный прогноз максимальных уровней в современных условиях, нарушенного гидродинамического режима, без стационарных наблюдений невозможен (продолжительность цикла наблюдений в соответствии с п.2.80 «Пособие к СНиП 2.02.01-83, чI» для застроенных территорий не менее 3-5 лет).
Замеренные уровни подземных вод отмечены в Графической части (Листы 2-12), уровни появления и установления грунтовых вод приводятся в альбоме геологических выработок (Графическая часть, лист 4-17).
По химическому составу грунтовые воды на проектируемом участке смешанного типа. Значение минерализации находится в пределах 416,1-722,5 мг/л. Подземные воды неагрессивны по отношению к бетонным, асбоцементным конструкциям и кирпичу. Обладают высокой коррозионной агрессивностью по отношению к алюминиевой и средней — к свинцовой оболочкам кабелей.
Присутствие в воде азотосодержащих веществ (нитратов NO3 [3,99-6,08мг/л], нитритов NO2 [0,46-0,50мг/л] и аммонийных солей NH4 [1,56-2,14мг/л] свидетельствует об органическом загрязнении животного происхождения. Нитриты являются лучшим показателем свежего фекального загрязнения воды, особенно при одновременном повышенном содержании аммиака. По нормам СанПиН ПДК в воде аммония составляет 2,0 мг/л; нитритов 3,0 мг/л; нитратов 45,0 мг/л. Наличие иона аммония в концентрациях, превышающих фоновые значения, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения (коммунальные очистные сооружения, животноводческие фермы, скопления навоза, азотных удобрений, поселения и др.)
2.3 Физико-механические свойства грунтов
Характеристика физико-механических свойств грунтов приводится по результатам лабораторных и полевых исследований, выполненных при настоящих изысканиях.
Результаты лабораторных определений свойств грунтов приведены в Приложениях Д и Е, где также даны сведения о степени их коррозионной агрессивности.
Статистическая обработка лабораторных данных выполнена в соответствии с ГОСТ 20522-96, статистические показатели (количество определений, коэффициенты вариации и надежности, нормативные и расчетные значения свойств) приведены в Приложении Д.
.2. В пределах исследуемой глубины по литологическому составу, генезису, физико-механическим свойствам, в соответствии с ГОСТ 25100-2011 и ГОСТ 20522-96 выделено 6 инженеpно-геологических элементов:
. ИГЭ-1 — Насыпной грунт ( tQ ), представляет собой отсыпку при планировке площадки ПС, состоит из суглинка (70-90%), дресвы, песка и щебня (10-30%). Встречен практически по всей площадке мощностью 1,0-2,7 м. Грунт характеризуется по результатам анализа 3 проб нарушенной и ненарушенной структуры, отобранных при настоящих изысканиях и 1 проба для определения коррозионных свойств грунта.
Коррозионные свойства грунта приведены в Приложении Е.
Техногенные (насыпные) грунты (ИГЭ-1) оставлять в основании фундаментов не рекомендуется.
. ИГЭ-2 — Глина делювиальная (dQ) коричневого цвета, твердая, на отдельных участках с включением полуокатанных обломков (до 15%). Грунт характеризуется по результатам анализа 4 проб ненарушенной структуры, отобранных при настоящих изысканиях и 1 пробы для определения коррозионных свойств грунта.
Коррозионные свойства грунта приведены в Приложении Е.
В соответствии с таблицей Б.12 ГОСТ 25100-2011 [8] ИГЭ-2 по значению числа пластичности относятся к глинам легким, по гранулометрическому составу — к пылеватым.
Таблица 3 — Основные показатели физико-механических свойств ИГЭ-2
Нормативные плотности принимаем по результатам лабораторных данных (приложение Д), а за расчетные — среднеминимальное и минимальное:
ρII = 2,09 г/см3; ρI = 2,05 г/см3
Нормативные значения прочностных характеристик грунта принимаем согласно табл.Б2 прилож.Б к СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативное значение модуля деформации принимаем 28,0 МПа согласно табл.Б3 прилож.Б к СП СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
. ИГЭ-3 — Суглинок аллювиальный (аQ) — серого, зеленовато-, желтовато-коричневого цвета, твердой, полутвердой консистенции, на отдельных участках с редким гравием (до 15%), с тонкими линзами песка. Грунт встречен по всей площадке небольшой мощностью 0,5-0,9 м, характеризуется по результатам анализа 4 проб нарушенной и ненарушенной структуры, отобранных при настоящих изысканиях и 1 проба для определения коррозионных свойств грунта. Коррозионные свойства грунта приведены в приложении Е.
В соответствии с таблицей Б.12 ГОСТ 25100-2011 [8] ИГЭ-3 по значению числа пластичности относятся к суглинкам легким и тяжелым, по гранулометрическому составу — к песчанистым.
Таблица 4 — Основные показатели физико-механических свойств ИГЭ-З
По результатам статистической обработки лабораторных данных в соответствии с ГОСТ 20522-96 [9] получен повышенный коэффициент вариации по значению природной влажности. Это обстоятельство связано с неравномерным содержанием линз песка в грунте.
Нормативные плотности принимаем по результатам лабораторных данных (приложение Д), а за расчетные — среднеминимальное и минимальное:
ρII = 2,18 г/см3; ρI = 2,14 г/см3
Нормативные значения прочностных характеристик грунта принимаем согласно табл.Б2 прилож.Б к СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативное значение модуля деформации принимаем 34,0 МПа согласно табл.Б3 прилож.Б к СП СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
. ИГЭ-4 — Песок аллювиальный средней крупности и крупный (аQ) коричневого, серовато-коричневого, местами светло-серого цвета, от малой степени водонасыщения до насыщенного водой, на отдельных участках с тонкими линзами суглинка и редкой крупной галькой (до 5%), пройденной мощностью 1,4-3,8 м. Грунт характеризуется по результатам анализа 6 проб нарушенной и ненарушенной структуры, отобранных при настоящих изысканиях, также отобрана 1 проба для определения коррозионных свойств грунта.
Коррозионные свойства грунта приведены в приложении Е.
По данным гранулометрического состава по количественному содержанию фракций песок относится к крупному и средней крупности.
Нормативные значения плотности принимаем по данным лабораторных данных.
Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунта принимаем согласно табл.Б1 прилож. Б к СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
. ИГЭ-5 — Суглинок и глина элювиальные твердые, полутвердые (eMz) — продукт дисперсной зоны выветривания сланцев, темно-коричневого, желтовато-, зеленовато-коричневого, от светло- до темно-серого цвета, на отдельных участках со щебнем кварца и коренных пород до 25%, реже щебенистые (обломков до 35%). Встречен по всей площадке мощностью 2,7-5,6 м. Грунт характеризуется по результатам анализа 9 проб ненарушенной структуры.
В соответствии с таблицей Б.12 ГОСТ 25100-2011 [8] ИГЭ-5 по значению числа пластичности относятся к суглинкам тяжелым, по гранулометрическому составу — к пылеватым; к глинам легким, по гранулометрическому составу — к пылеватым.
Таблица 5 — Основные показатели физико-механических свойств ИГЭ-5
Нормативные и расчетные значения плотности и прочностных характеристик принимаем по результатам статистической обработки лабораторных данных (приложение Д).
Нормативное значение модуля деформации принимаем 24,0 МПа согласно табл.Б3 прилож. Б к СП СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
.ИГЭ-6 — Сланцы низкой и пониженной прочности (рухляк)(Pz), темно-серого цвета, сильновыветрелые, сильнотрещиноватые, по трещинам с суглинистым заполнителем на отдельных участках.
Плотность грунта изменяется от 2,31 до 2,37 г/см3, при нормативном значении 2,35 г/см3 (коэффициент вариации 0,009), значение предела прочности на одноосное сжатие изменяется от 2,4 до 3,2 МПа (по 9 определениям), при нормативном 2,9 МПа (коэффициент вариации 0,089).
Результаты статистической обработки грунта приведены в приложении Г.
Нормативные и расчетные значения физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
Специфические грунты и инженерно-геологические процессы
Согласно определению СП 11-105-97 часть III на исследуемой площадке из специфических грунтов встречены техногенные (ИГЭ-1) и элювиальные (ИГЭ-5).
На рассматриваемой участке из неблагоприятных геологических процессов присутствуют инженерно-геологические процессы: морозного пучения грунтов в зоне сезонного промерзания, а также подтопление. Степень морозоопасности грунтов приведена в таблице 6.
Таблица 6 — Степень морозоопасности грунтов
Согласно приложения И СП 11-105-97, часть II территория планируемой реконструкции ПС относится к неподтопляемым в силу геологических, гидрогеологических, топографических и других естественных причин) (III-А-1). Однако за пределами ПС, с западной стороны, где проходит водопровод, площадка находится в техногенно измененных гидродинамических условиях и относится к группе I-Б-1 (постоянно подтопленной в результате долговременных техногенных воздействий). Для того, чтобы исключить распространение воздействия утечек в скором времени на грунты самой ПС, необходимо принять меры по их устранению.
Под подтоплением понимается процесс подъема уровня грунтовых вод выше некоторого критического положения, а также формирования верховодки и (или) техногенного водоносного горизонта, приводящий к ухудшению инженерно-геологических условий территории строительства.
В соответствии с п.8.1.1 СП 11-105-97, часть II, основными причинами возникновения и развития подтопления являются:
техногенные утечки из водонесущих коммуникаций;
недостаточная организация поверхностного стока на застроенных территориях;
слабая расчленённость рельефа (приуроченность участка к долинам рек);
наличие слоя слабоводопроницаемых грунтов в разрезе;
нарушение естественного стока при проведении строительных работ;
неумеренный полив садово-огородных участков.
Развитие подтопления может привести к деформации фундаментов и наземных конструкций сооружений, вызванной изменением прочностных и деформационных свойств грунтов, к изменению химического состава, агрессивности и коррозионной агрессивности грунтов и грунтовых вод.
Согласно приложению Б СНиП 22-01-95 природные процессы на исследуемой территории относятся к категории умеренно опасных.
Заключение
карталы грунт геологический районирование
Инженерно-геологические условия исследуемой площадки в соответствии с приложением Б к СП 11-105-97 [ 3 ] относятся ко II категории (средней сложности), что обусловлено наличием в разрезе до глубины 5,0 м 6 инженерно-геологических элементов, в том числе специфических грунтов (ИГЭ-1, 5), а также наличия инженерно-геологических процессов.
На момент настоящих изысканий (май-июнь 2013 г.) грунтовые воды были зафиксированы отдельными выработками №№6-8, 10, 13 на глубине 3,5-4,6 м, в пределах абсолютных отметок 302,70-307,50 м, в остальных скважинах, пройденных до глубины 8,0 м, воды нет. Учитывая местоположение данных скважин и результаты химических анализов грунтов вод, этот горизонт был отнесен нами к техногенному (утечки из близлежащего водопровода — см Графическая часть, лист 1).
Точный прогноз максимальных уровней в современных условиях, нарушенного гидродинамического режима, без стационарных наблюдений невозможен (продолжительность цикла наблюдений в соответствии с п.2.80 «Пособие к СНиП 2.02.01-83, ч.I» для застроенных территорий не менее 3-5 лет).
Результаты химических анализов подземных вод приведены в приложении Ж и в разделе 6.2.2.
Согласно СП 14.13330.2011 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (Приложение Б) [16] интенсивность потенциальных сейсмических воздействий в баллах шкалы МSK-64 для средних грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности для района изысканий по карте А (для массового строительства), карте В (для зданий повышенной ответственности) и карте С (для особо ответственных объектов) — 5 баллов.
Сведения о степени агрессивности грунтов приведены в табл.7.
Мероприятия по защите конструкций и кабелей от коррозии назначаются проектный организацией в соответствии с действующими нормативными документами.
Таблица 7 — Результаты по степени агрессивности грунтов
Нормативные и расчётные значения показателей физико-механических свойств гpунтов основания фундаментов приведены в табл.8 по данным лабораторных и полевых исследований, выполненных при настоящих изысканиях.
В таблице приведена также классификация грунтов по трудности разработки по ГЭСН-2001-01, т.1.1.
Таблица 8 — Нормативные и расчетные значения основных показателей физико-механических свойств
В случае выбора свайного варианта фундаментов могут возникнуть определенные трудности из-за наличия в насыпных грунтах крупнообломочного материала и проч., потребуется бурение лидерных скважин в насыпных грунтах.
Согласно приложения Б СНиП 22-01-95 природные процессы на исследуемом участке относятся к категории умеренно опасных.
При проектировании необходимо учесть, что глинистые (ИГЭ — 3, 5), песчаные (ИГЭ-4) и рухляковые (ИГЭ-6) грунты при длительном стоянии котлована открытым, при неоднократном замачивании, при промораживании и последующем оттаивании структурные связи и теряют несущую способность.
Во избежание дополнительного замачивания грунтов дождевыми и талыми водами необходимо выполнить обратную засыпку пазух котлована слабофильтрующими грунтами с трамбовкой и устроить отмостку требуемой ширины.
Нормативная глубина промерзания согласно п.5.5.3 СП 22.13330.2011 «СНиП 2.01.01-83» [11] глин, суглинков — 1,80 м; песков средней крупности, крупных и гравелистых — 2,35 м; крупнообломочных (насыпных) грунтов — 2,65 м.