Оценка инженерно-геологических условий под строительство новых блочно-
модульных очистных сооружений на территории карьера «Юбилейный», Республика Саха.
Введение...................................................................................................................................... 7
Раздел 1 Изученность инженерно-геокриологических условий............................................ 8
Раздел 2 Физико-географические и техногенные условия..................................................... 9
Раздел 3 Гидрология и гидрогеология.................................................................................... 12
Раздел 4 Модульные очистные сооружения .......................................................................... 14
4.1 Описание ................................................................................................................. 14
4.2 Устройство и принцип работы............................................................................... 15
4.3 Принцип работы очистных..................................................................................... 16
Раздел 5 Площадка изысканий под модульные очистные сооружения .............................. 18
Раздел 6 Геологическое строение и геокриологические условия........................................ 19
Раздел 7 Физико-механические свойства грунтов ................................................................ 22
7.1 Грунты слоя сезонного оттаивания ...................................................................... 22
7.2 Грунты многолетнемерзлой толщи....................................................................... 23
Раздел 8 Инженерно-геокриологическое районирование .................................................... 31
Раздел 9 Геологические, инженерно-геологические и криогенные процессы, наличие и
распространение специфических грунтов ............................................................................. 33
Раздел 10 Прогноз изменения инженерно-геокриологических условий ............................ 35
Заключение................................................................................................................................ 37
Список использованных источников...................................................................................... 42
Данная квалификационная работа выполнена по лабораторным исследованиям
грунтов, выполненных в лаборатории ОИИ под руководством ведущего инженера Т.В.
Рушкиной, КХА водной вытяжки – в лаборатории анализа состояния окружающей
среды института «Якутнипроалмаз».
Изыскания проводились с целью изучения геологического строения, мерзлотных
условий и определения физико-механических и прочностных свойств грунтов под
строительство новых блочно-модульных очистных сооружений (ОС), а также для
прогноза их изменений в период строительства и эксплуатации. Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геокриологических условий площадки проектируемого строительства, включая рельеф,
геологическое строение, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав,
состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы,
изменение условий освоенных (застроенных) территорий, составление прогноза
возможных изменений инженерно-геокриологических условий в сфере взаимодействия
проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и
достаточных материалов для проектирования, строительства, инженерной защиты и
эксплуатации объектов. Целью является также обоснование компоновки зданий и
сооружений, конструктивных и объемно-планировочных решений, составление
генерального плана проектируемого объекта, разработка мероприятий и сооружений по
инженерной защите, охране геологической среды и создание безопасных условий
жизни населения, проекта организации строительства.
Очистные сооружения блочные, заводской готовности, состоят из:
- установки очистки – размер площадки 21×18 м;
- площадка для контейнеров 10×6 м;
- площадки для осадка 20×20 м.
Фундаменты сооружений – ж/б плита по грунту. Уровень ответственности
сооружений – II (нормальный).
Геологический разрез площадки изысканий изучен до глубины 10,0-15,0 м. В
основании изученного разреза принимают участие породы пермского возраста,
представленные супесями, суглинками, щебенистыми грунтами, а также алевролитами
выветрелыми. Породы пермского возраста повсеместно перекрыты озерно-болотными
отложениями, представленными суглинками тяжелыми. Мощность озерно-болотных
отложений по геологическим скважинам изменяется от 1,2 м (скважина № 15732t) до
1,8 м (скважина №№ 15733t, 15735). Распространение озерно-болотных отложений
представлено на карте инженерно-геокриологических условий и районирования
(приложение И) и на инженерно-геологических разрезах (приложение Й).
С поверхности повсеместно вскрыт слой техногенных отложений, которые
представлены крупнообломочными грунтами и глинистыми грунтами. Суммарная
мощность техногенных отложений изменяется от 1,8 м (скважина № 15731t) до 2,2 м
(скважина №№ 15733t, 15734, 15735). Крупнообломочный материал представлен
щебнем и дресвой известняка и мергеля.
Исследуемая территория (пос. Айхал) находится в зоне распространения
многолетнемерзлых грунтов с часто встречающимися таликовыми зонами
техногенного характера. Площадка изысканий находится в зоне распространения
многолетнемерзлых грунтов со сливающимся слоем оттаивания-промерзания. На всей
площадке изысканий талых зон вскрыто не было.
Температура грунтов на глубине 15,0 м в зоне нулевых годовых колебаний
температур изменяется от -2,9 0С (скважина № 15733t) до -3,5 0С (скважина № 15731t),
в среднем составляя -3,2 0С (приложение З).
В период изысканий грунты находились в сезонно-талом, сезонно-мерзлом и
мерзлом состояниях.
Нормативная глубина сезонного оттаивания в зоне распространения
многолетнемерзлых грунтов, рассчитанная по формулам Г.3-Г.10 приложение Г СП
25.13330.2012, с учетом средневзвешенных значений мощностей изменяется от 2,2 м на
участке под установки очистки до 2,4 м на участке под установки очистки, площадки
для контейнеров и площадки для осадка, в среднем составляя 2,3 м. Фактическая
глубина сезонного оттаивания на дату бурения (июнь 2014 г.) изменялась от 1,3 м
(скважина № 15731t) до 1,8 м (скважина № 15735).
В процессе бурения грунтовые воды не вскрыты. В летне-осенний период в слое
сезонного оттаивания возможно появление верховодки.38
Засоленные грунты на площадке изысканий отсутствуют.
На площадке изысканий присутствуют потенциально опасные природные
процессы – это морозное пучение.
Категория опасности природных процессов (морозное пучение) согласно СНиП
22-01-95 – умеренно опасная.
Категория опасности процессов наледообразования согласно СНиП 22-01-95 –
умеренно опасная.
Категория сложности природных условий площади изысканий согласно СНиП
22-01-95 – простая.
Категория опасности потенциальных термокарстовых процессов согласно СНиП
22-01-95 – умеренно опасная.
На существующей нормативной «Карте сейсмического районирования
Республики Саха (Якутия)» масштаба 1:2,5 млн., изданной в 1997 г., Мирнинский
район в 5 бальной зоне сейсмического воздействия (ТСН 22-301-97). Согласно СП
14.13330.2011 (Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция
СНиП II-7-81*), площадка по сейсмической интенсивности не опасна для массового
строительства, а также строительства объектов повышенной ответственности.
Грунты слоя сезонного оттаивания
ИГЭ-1. Насыпная супесь щебенистая, твердая.
Расчетная удельная касательная сила пучения при промерзании составляет 50
кПа.
ИГЭ-2. Суглинок тяжелый слабозаторфованный, текучий.
Расчетная удельная касательная сила пучения при промерзании составляет 90
кПа.
Грунты многолетнемерзлой толщи
ИГЭ-2мб. Суглинок тяжелый слабозаторфованный, льдистый.
Грунт обладает сетчатой криотекстурой, льдистость за счет видимых ледяных
включений в среднем составляет 30,2 %.
При оттаивании грунт дает неравномерную осадку, относительная величина
которой в среднем составит 0,33 д. ед.
ИГЭ-3ма. Супесь песчанистая с примесью органических веществ, криотекстура
массивная, нельдистая.
Грунт обладает массивной криотекстурой.
При оттаивании он практически несжимаемый.39
ИГЭ-3мб. Супесь песчанистая с примесью органических веществ,
слабольдистая.
Грунт обладает сетчатой криотекстурой, льдистость за счет видимых ледяных
включений в среднем составляет 9,4 %.
При оттаивании грунт дает неравномерную осадку, относительная величина
которой в среднем составит 0,12 д. ед.
ИГЭ-4ма. Щебенистый грунт с супесчаным заполнителем, с массивной с
отдельными шлирами льда криотекстурой, нельдистый.
Грунт обладает массивной с отдельными шлирами льда криотекстурой,
льдистость за счет видимых ледяных включений в среднем составляет 0,5 %.
При оттаивании грунт дает неравномерную осадку, относительная величина
которой в среднем составит 0,01 д. ед.
ИГЭ-5ма. Алевролит, выветрелый до суглинка легкого щебенистого, с примесью
органических веществ, с массивной с отдельными шлирами льда криотекстурой,
нельдистый.
Грунт обладает массивной с отдельными шлирами льда криотекстурой,
льдистость за счет видимых ледяных включений в среднем составляет 2,2 %.
При оттаивании грунт дает неравномерную осадку, относительная величина
которой в среднем составит 0,04 д. ед.
На основании вышеизложенного, при проектировании зданий очистных
сооружений, рекомендуется:
В случае использования грунтов основания по принципу I СНиП 2.02.04-88, СП
25.13330.2012, т.е. с сохранением мерзлого состояния их на весь период строительства
и эксплуатации сооружений:
- рекомендовать использование свайного фундамента с вентилируемым
подпольем;
- если устройство свайного фундамента с проветриваемым подпольем не
целесообразно, предусмотреть охлаждающие трубы и каналы в подсыпке из
крупнообломочных грунтов;
- обеспечить уклон охлаждающих труб для стока воды и возможностью очистки
труб;
- обеспечить теплоизоляцию проектируемых «по грунту» фундаментов
проектируемых установок очистки, площадки для контейнеров и площадки для осадка40
во избежание неравномерных осадок, возникающих при оттаивании
многолетнемерзлых (слабольдистых и льдистых) грунтов;
- учесть пучинистость грунтов слоя сезонного оттаивания, а также осадку
многолетнемерзлых грунтов при оттаивании;
- для уменьшения сил морозного пучения в слое сезонного оттаивания
предусмотреть обратную засыпку пазух непучинистым крупнообломочным грунтом;
- отсыпку под проектируемые очистные сооружения выполнить из
непучинистого (крупнообломочного или песчаного) материала;
- учесть разжижение и тиксотропность заторфованных грунтов при оттаивании и
возможность динамических воздействий;
- элементы фундаментов, находящихся в пределах слоя сезонного оттаивания
грунта должны быть устойчивы к воздействию агрессивных сред: высокой
агрессивности грунтов ИГЭ-1, 2 к углеродистой и низколегированной стали;
- инженерная подготовка площадки должна быть увязана с общей инженерной
подготовкой и вертикальной планировкой территории застройки в соответствии с
генпланом и обеспечивать организованный отвод поверхностных, надмерзлотных и
межмерзлотных вод и вод сезоннооттаивающего слоя с начала строительства и в
течение эксплуатационного периода;
- не допускать утечки техногенных вод из коммуникаций, для предотвращения
развития процессов сезонного наледеобразования и ухудшения строительных свойств
грунтов;
- включить в состав проекта выполнение работ по мерзлотному контролю за
грунтами основания;
- предусмотреть мероприятия по охране окружающей среды и инженерной
подготовке территории согласно п.6.5.1-6.5.6 СП 25.13330.2012.
В процессе проектирования разработать проект геотехнического мониторинга.
Для его осуществления в период строительства сооружений оборудовать контрольные
термометрические скважины (в случае использования грунтов по I принципу), на
фундаментах сооружений установить постоянные геодезические марки, по которым
будут выполняться измерения температуры грунта, нивелирование фундаментов, в том
числе – погружение свай, а также тротуаров вокруг них. Места установки
термометрических скважин, геодезических марок указаны в СП 25.1333.2012.
Термометрические скважины оборудуются в соответствии с ГОСТ 25358-2012.
Устройство нивелирных марок и периодичность геодезических измерений в
соответствии с ГОСТ 24846-2012.41
В период эксплуатации сооружений мониторинг осуществлять в целях
обеспечения проектного режима грунтов основания и состояния фундаментов
сооружений.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
