Анализ геоэкологических условий участка, расположенного на правом склоне реки Самара

Размещено на http://www.allbest.ru

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ УЧАСТКА ПРОЕКТИРУЕМОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

1. Геоморфологические условия

Участок приурочен к правому склону реки Самара, который зарегулирован системой прудов. Русло реки проходит в 300 метрах от южной границы объекта, направление реки - с востока на запад. В юго-восточной части участка расположены пруд и плотина. Плотина находится в 30 м от западной стены школы. Поверхность участка расчленена овражно-балочной сетью, балки расположены в западной и восточной частях участка. Абсолютные отметки рельефа в пределах площадки составляют 166,0-168,0 м. Абсолютные отметки рельефа в пределах участка составляют 146,0-168,0 м. Общий уклон участка с востока на запад. Уклон составляет ? 0,18.

Участок характеризуется второй категорией сложности.

2. Геологическое строение

В геоструктурном отношении участок приурочен к северо-западному склону Кальмиус-Торецкой котловины, который осложнен Александровским надвигом и его апофизами. На глубину исследования сложен неогеновыми и четвертичными отложениями.

Неогеновые отложения (N₁) вскрыты повсеместно на глубине 10,5-11,0 м. Представлены неогеновыми глинами светло-серого цвета сланцеватой текстуры с тонкими прослоями песка. Мощность слоя 1,5-2,0 м.

Четвертичные отложения вскрыты повсеместно на глубине 6,8-7,0 м и представлены: 1)четвертичными делювиальными суглинками (dQ_III-IV) желто-бурого цвета, с кристаллами гипса (вскрыты повсеместно на глубине 6,8-7,0 м, мощность слоя 3,7-4,0 м); 2)четвертичными эолово-делювиальными макропористыми суглинками (eol-dQ_III-IV) палево-желтого цвета, с кристаллами гипса (вскрыты повсеместно на глубине 0,8-1,0 м, мощность слоя 5,8-6,2 м).

Участок повсеместно перекрыт почвенно-растительным слоем (e_IV), представленным гумусированным суглинком мощностью 0,4-0,6 м и черноземом мощностью 0,4 м.

Участок характеризуется 2 категорией сложности.

геологический грунт геодинамический строительство

3. Физико-механические свойства грунтов

Участок сложен 4-мя литологическими слоями, описанными ниже.

Слой 1. Почвенно-растительный слой (e_IV)

Почвенно-растительный слой вскрыт повсеместно. Представлен черноземом мощностью 0,4 м и гумусированным суглинком мощностью 0,4-0,6 м.

Слой 2. Просадочные суглинки (eol-dQ_III-IV)

Суглинки четвертичные эолово-делювиальные вскрыты повсеместно на глубине 0,8-1,0 м. Мощность слоя 5,8-6,2 м. Суглинки палево-желтого цвета, макропористые, с кристаллами гипса, 2-го типа просадочности, средневлажные, полутвердой консистенции, малой плотности.

Физико-механические характеристики грунта приведены в таблице 2.3.1.

Таблица 2.3.1. - Физико-механические характеристики просадочных суглинков

Слой 3. Четвертичные суглинки (dQ_III-IV)

Суглинки четвертичные делювиальные вскрыты повсеместно на глубине 06,8-7,0 м. Мощность слоя 3,7-4,0 м. Суглинки желто-бурого цвета, с кристаллами гипса, средней плотности, тугопластичные, водонасыщенные.

Физико-механические характеристики грунта приведены в таблице 2.3.2.

Таблица 2.3.2. - Физико-механические характеристики суглинков

Слой 4. Глины (N₁)

Глины неогеновые вскрыты повсеместно на глубине 10,5-11,0 м. Мощность слоя составляет 1,5-2,0 м. Глины светло-серого цвета сланцеватой текстуры с тонкими прослоями песка, водонасыщенные, средней плотности, твердой консистенции.

Физико-механические характеристики грунта приведены в таблице 2.3.3.

Таблица 2.3.3. - Физико-механические характеристики суглинков

4. Гидрогеологические условия

На участке имеется 1 водоносный горизонт грунтового типа, приуроченный к четвертичным делювиальным суглинкам. Глубина залегания водоносного горизонта составляет 8,5-9,0 м. водоупором являются неогеновые глины.

Территория участка относится к VI схеме природных условий, предприятие по количеству потребления воды на 1га относится к группе В (система водоснабжения - прямоточная, плотность застройки В=30-40%), территория по степени ее потенциальной подтопляемости при эксплуатации относится к IV типу подтопляемости. Скорость подъема грунтовых вод составляет 0,1 м/год. Проектируется реконструкция и расчистка Самарских прудов с наращиванием уровня воды в верхнем бьефе на 3-4 м. Учитывая гидравлическую связь между речными водами и анализируемым водоносным горизонтом, на момент стабилизации уровня в течение 10 лет максимальное повышение уровня составит 4-5 м, что вызовет подтопление участка грунтовыми водами.

Согласно результатам химанализа, подземные воды относятся к сульфатным натриево-магниевым, солоноватым, нейтральным, холодным, очень жестким, непригодным для питьевого и промышленного водоснабжения, обладают сильной агрессивностью к портландцементам и средней агрессивностью к металлам.

Сокращенная формула выражения химанализа (формула М.Г. Курлова)

Участок характеризуется 1 категорией сложности.

5. Геодинамические процессы и явления

В связи с тем, что поверхность участка расчленена овражно-балочной сетью, в результате вымывания частиц грунта и их уноса ветром, на участке будут развиваться эрозионные процессы склона, которые будут наиболее ярко выражены в восточной и западной части участка (так как здесь расположены балки). В южной части участка будет прогрессировать речная эрозия склона, вызванная геологической работой русла реки Самара, которое находится в 300 м от южной границы участка.

Ожидается подтопление участка грунтовыми водами. Несмотря на относительно небольшую скорость подъема грунтовых вод (0,1 м/год), принимая во внимание реконструкцию и расчистку Самарских прудов с наращиванием уровня воды в верхнем бьефе на 3-4 м и гидравлическую связь между речными водами и анализируемым водоносным горизонтом, на момент стабилизации уровня в течение 10 лет максимальное повышение уровня составит 4-5 м, что приведет к подтоплению фундаментов объекта.

Возможна осадка фундаментов сооружений, т.к. несущими грунтами являются эолово-делювиальные суглинки 2 типа просадочности, которые обладают большой деформируемостью. При обводнении подобный грунт резко водонасыщаются, уплотняются, что ведет к деформации сооружений.

Участок можно отнести к оползнеопасным, так как уклон участка составляет 0,18. В связи с тем, что склон осложнен Александровским надвигом и его апофизами, возможно сдвижение вдоль плоскости надвига и оползневые процессы склона.

Обводнение просадочных грунтов при подтоплении в комплексе с эрозионными процессами и оползневыми подвижками приводит к неравномерной деформации поверхности склона и, как следствие, к разрушению зданий.

Участок характеризуется 2 категорией сложности

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Участок характеризуется 2 категорией сложности. На глубину бурения сложен 4-мя литологическими слоями:

1) Почвенно-растительный слой (e_IV). Вскрыт повсеместно. Представлен черноземом мощностью 0,4 м и гумусированным суглинком мощностью 0,4-0,6 м.

2) Просадочные суглинки (eol-dQ_III-IV). Суглинки четвертичные эолово-делювиальные вскрыты повсеместно на глубине 0,8-1,0 м. Мощность слоя 5,8-6,2 м. Суглинки палево-желтого цвета, макропористые, с кристаллами гипса, 2-го типа просадочности, средневлажные, полутвердой консистенции, малой плотности.

3) Суглинки (dQ_III-IV). Суглинки четвертичные делювиальные вскрыты повсеместно на глубине 06,8-7,0 м. Мощность слоя 3,7-4,0 м. Суглинки желто-бурого цвета, с кристаллами гипса, средней плотности, тугопластичные, водонасыщенные.

4) Неогеновые глины (N₁). Глины неогеновые вскрыты повсеместно на глубине 10,5-11,0 м. Мощность слоя составляет 1,5-2,0 м. Глины светло-серого цвета сланцеватой текстуры с тонкими прослоями песка, водонасыщенные, средней плотности, твердой консистенции.

На участке имеется 1 водоносный горизонт грунтового типа, приуроченный к четвертичным делювиальным суглинкам. Глубина залегания водоносного горизонта составляет 8,5-9,0 м. водоупором являются неогеновые глины.

Несущими грунтами являются просадочные суглинки, наличие которых в последующем может вызвать деформацию фундаментов в связи с тем, что грунт будет уплотняться и оседать под собственным весом или под тяжестью сооружений. Просадочные процессы будут прогрессировать при обводнении грунта, поэтому необходимо провести мелиоративные работы, направленные на улучшение несущих способностей грунта (наилучшим вариантом в подобном случае является выемка просадочного грунта с заменой его грунтовой подушкой, однако принимая во внимание большую мощность проблемного слоя - 5,8-6,2 м - данный метод будет требовать больших экономических затрат). Для улучшения несущих свойств грунта можно рекомендовать несколько методов:

1) Уплотнение просадочных грунтов предварительным замачиванием с использованием энергии взрыва. Технология данного метода сводится к следующему: на участке производится подготовка к замачиванию (планировка и обвалование, подводится вода), и замачивание. Одновременно с замачиванием подготавливается сеть скважин, которые заряжаются взрывчатым веществом (расстояние между скважинами 3-5 м, глубина скважин 60-70% мощности просадочной толщи). После достижения грунтами влажности, превышающей предел текучести, производят глубинные взрывы. Взрывы, передающие резкие гидродинамические воздействия на приведенный в неустойчивое состояние грунт, вызывают его интенсивное уплотнение, которое сопровождается резким понижением поверхности грунта. Как показывает практика, метод дает хорошее уплотнение на глубину 5-7 метров.

2) Термическое укрепление просадочных грунтов. Его можно производить двумя способами:

а) способ Н.А. Осташева, заключается в том, что с помощью специальных установок в грунт через жаропрочные трубопроводы и скважины нагнетается воздух, нагретый до 300-500 ^оС. Такое упрочнение можно производить на глубину до 5 м.

б) способ И.М. Литвинова, основанный на термической и термохимической обработке грунта горячими газообразными продуктами горения. При этом топливо сжигается у устья скважины, газы, нагретые до высоких температур, распространяются под давлением по порам грунта, нагревают массив грунта и выходят охлажденными на поверхность. В процессе нагревания при избыточном давлении в грунте происходят сложные химические процессы. Такое упрочнение можно производить на глубину до 8 м.

Кроме вышеописанных методов для упрочнения грунта можно использовать укрепление силикатами, полимерными растворами либо битумными смесями.

Для защиты склона от обводнения необходимо осуществить комплекс мероприятий, направленных на осушение склона и профилактику его подтопления грунтовыми водами. Так как участок относится ко 2 категории сложности и несущими являются просадочные грунты, профилактические мероприятия необходимо проводить с особой тщательностью. Обязательным является комбинирование поверхностного и подземного дренажа. Проектируя поверхностный дренаж нужно оценивать воды, которые стекают по откосу и инфильтруются в грунт. Оба эти процесса вызывают эрозию на поверхности склона и способствуют возникновению оплывин. Для борьбы с этим необходимо использовать систему отводящих канав и перехватывающих дренажных устройств.

В связи с тем, что склон является опознеопасным, можно использовать 2 вида дренажа: головной дренаж, перехватывающий грунтовый поток выше оползневого откоса и откосный дренаж, предназначенный для осушения тела самого оползня. Наиболее существенным является дренаж, прокладываемый вдоль верхней бровки склона и перехватывающий подземные воды, предотвращая их выход на оползневый склон. Головной дренаж, решая задачу перехвата грунтового потока, предотвращает вынос частиц грунта из пластов оползневого откоса, осушает плоскость скольжения и обезвоживает массу оползня, что приводит к снижению фильтрационного давления, влияющего на устойчивость откоса. В качестве головного дренажа наилучшим будет использование горизонтального двухлинейного трубчатого денажа.

Для защиты склона от подтопления со стороны реки можно использовать противофильтрационные завесы, которые должны доводиться до водоупора.

Для защиты от подтопления фундаментов сооружений, рекомендуется использовать пристенный дренаж. Он представляет собой дренажные трубы с фильтрующей обсыпкой. Т.е. такой дренаж способен перехватить любые воды, притекающие «сбоку» и отвести их за пределы защищаемого сооружения. Это особенно важно, так как подземные воды обладают агрессивностью и, кроме того, на территории объекта проходят водоносные и канализационные линии, из которых возможна утечка воды. Для защиты от подтопления подвала объекта необходимо произвести его сплошную гидроизоляцию в виде сплошной оболочки из гидроизола. Кроме того, рекомендуется поднять отметки подвала. В связи с тем, что подземные воды обладают агрессивностью, необходимо выполнить гидроизоляцию подземных конструкций: футеровка камнем, обработка полимерными материалами. При строительстве рекомендуется использовать сульфатостойкий цемент.

Для профилактики оползневых и эрозионных процессов рекомендуется выполнить следующие мероприятия:

1) Необходимо максимально выровнять поверхность участка. Для этого рекомендуется засыпать балки (предварительно на дно балок укладывается слой дренирующего материала - песка, гравия, щебня); для засыпки можно использовать грунт, который образовался в результате утройства котлована для фундаментов. Территория балок может быть использована для устройства детской площадки.

2) Выполнить геофизические исследования склона на глубину ниже плоскости скольжения. После этого выполняется планировка склона, которая обеспечит его минимальную крутизну - для этого выполняют террасирование склона.

3) Для защиты склона от подмыва речными водами можно использовать каменную наброску и отмостку либо железобетонную облицовку.

4) Для укрепления склона можно использовать различные типы контрфорсных устройств, которые для большего эффекта комбинируются с подземным дренажом - свайные конструкции либо анкерные крепления.

5) Для защиты от подтопления и одновременного укрепления склона достаточно эффективным является биодренаж. Для этого на склоновых террасах и по берегу реки закладываются древесные полосы шириной 3-5 метров. Такие полосы, высаженные на склоне, защищают грунт от вымывания и выветривания, а на берегу - перехватывают фильтрационные потоки, предохраняя тем самым склон от повышения уровня подземных вод. Для этого рекомендуется насаждение следующих пород деревьев и кустарников: белая акация, берест, дуб, липа, лесной орех.

Перед началом строительных работ почвенно-растительный слой необходимо срезать, а затем использовать для устройства клумб и газонов.

В связи с тем, что участок характеризуется 2-й категорией сложности, необходимо проведение мониторинговых работ для наблюдения за состоянием геоэкологической обстановки с целью своевременной разработки мероприятий по охране окружающей среды.

Размещено на Allbest.ru