Аннотация 3
Список сокращений 4
Список иллюстраций в тексте 5
Список таблиц в тексте 6
Список текстовых приложений 7
Список графических приложений 8
Введение 9
1 Физико-географический очерк 10
1.1 Местоположение объекта 10
1.2 Климат 10
1.3 Гидрография 13
2 Изученность инженерно-геокриологических условий 14
3 Геологическое строение 15
3.1 еоморфология и рельеф 15
3.2 Стратиграфия 16
3.3 Тектоника и сейсмичность 18
4 Г идрогеологические и геокриологические условия 20
5 Инженерно-геологические условия площадки работ 22
5.1 Геологическое строение и геокриологические условия 24
5.2 Физико-механические свойства грунтов 28
6 Г еологические, инженерно-геологические и криогенные процессы, наличие и
распространение специфических грунтов 38
7 Прогноз изменения инженерно-геокриологических условий 39
8 Расчет фундамента для новых построек 41
Заключение 45
Список использованных источников 50
Данная выпускная квалификационная работа написана по материалам инженерно-геологических изысканий на объектах: ОИИ Якутнипроалмаз «Нюрбинский гок. Вахтовый поселок на 600 жителей. Водоочистная станция. Реконструкция».
Целью данной дипломной работы является изучение и детализация инженерно-геологических условий водоочистной станции вахтового поселка на левобережье реки марха на территории Нюрбинского улуса и дальнейшие рекомендации при проектировании новых резервуаров и реконструкции пристройки к водоочистной станции.
Основные задачи инженерно-геологических изысканий на объекте:
- рассмотрение фондовых материалов
- изучение геологического и геоморфологического строения территории изысканий;
- изучение физико-механических свойств грунтов, слагающих основание проектируемых сооружений;
- изучение температурного режима грунтов основания;
- определение степени агрессивности грунтовой среды по отношению к строительным материалам;
- выявление участков распространения опасных геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов и явлений на участке работ.
В геологическом отношении площадка до исследованной глубины 15,0 м сложена юрскими супесями песчанистыми и суглинками с прослоями песчаников слабосцементированных. Юрские отложения перекрыты элювиально-делювиальными глинистыми грунтами четвертичного возраста, представленными супесями песчанистыми и суглинками. Суммарная мощность элювиально - делювиальных грунтов изменяется от 2,6 м до 4,2 м. С поверхности вскрыт слой техногенных отложений, который представлен глинистыми грунтами, мощность которых изменяется от 2,4 м до 2,8 м.
Мерзлотные условия района работ характеризуются сплошным распространением многолетнемерзлых грунтов с часто встречающимися таликами техногенного характера, площадка изысканий характеризуется сплошным распространением многолетнемерзлых грунтов со сливающимся слоем сезонного оттаивания.
Температура грунтов в зоне нулевых годовых колебаний температур изменяется от -1,8 0С (скв. № 887t) до -2,5 0С (скв. № 883t, 886t, 888t), в среднем составляя -2,3 0С (Текстовое приложение 1).
На период изысканий (март 2014 г.) грунты исследуемой площадки находились в мёрзлом состоянии.
Нормативная глубина сезонного оттаивания в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, рассчитанная по формулам Г.3-Г.10 прил. Г СП 25.13330.2012, с учетом средневзвешенных значений мощностей в среднем составляет 2,8 м [6].
На площадке изысканий присутствуют опасные природные процессы - это морозное пучение.
Категория опасности природных процессов (морозное пучение) согласно СНиП 22-01-95 - умеренно опасная [9].
Категория опасности возможных процессов наледообразования согласно СНиП 22-01-95 - умеренно опасная [9].
Категория сложности природных условий площади изысканий согласно СНиП 22-01-95 - простая [9].
На существующей нормативной «Карте сейсмического районирования Республики Саха (Якутия)» масштаба 1:2,5 млн., изданной в 1997 г., Нюрбинский район в 5 бальной зоне сейсмического воздействия (ТСН 22 -301-97) [3]. 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 [4].
Грунты слоя сезонного оттаивания
ИГЭ-1. Насыпная супесь песчанистая, засоленная, твердая.
Расчетная касательная сила пучения при промерзании составляет 50 кПа.
ИГЭ-2. Супесь песчанистая, с примесью органического вещества, пластичная.
Расчетная касательная сила пучения при промерзании составляет 90 кПа.
Грунты многолетнемерзлой толщи
ИГЭ-2н - Супесь песчанистая, с примесью органического вещества, нельдистая.
Грунт обладает массивной криотекстурой с отдельными шлирами дьда, льдистость за счет видимых ледяных включений < 3 %.
При оттаивании он даст неравномерную осадку, относительная величина которой в среднем составит 0,02 д. ед.
ИГЭ-2сл - Супесь песчанистая, слабольдистая.
Грунт обладает сетчатой криотекстурой, льдистость за счет видимых ледяных включений в среднем составляет 4,5 %.
При оттаивании он даст неравномерную осадку, относительная величина которой в среднем составит 0,07 д. ед.
ИГЭ-2л - Супесь песчанистая, льдистая.
Грунт обладает сетчатой криотекстурой, льдистость за счет видимых ледяных включений в среднем составляет 23,6 %.
При оттаивании он даст неравномерную осадку, относительная величина которой в среднем составит 0,27 д. ед.
ИГЭ-3н - Супесь песчанистая, нельдистая, с прослоями песчаника слабосцементированного.
Грунт обладает массивной криотекстурой.
При оттаивании грунт практически несжимаемый.
На основании вышеизложенного при проектировании новых резервуаров и реконструкции пристройки к водоочистной станции рекомендуется:
- использовать грунты 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 [10; 6];
- в качестве фундаментов использовать железобетонные буроопускные сваи;
- использовать устройство вентилируемого закрытого подполья с целью сохранения мерзлого состояния грунтов в основаниях сооружений. Высота подполья при размещении коммуникаций - не менее 1,4 м;
- по конструктивным соображениям фундамент под строения рекомендуется использовать следующий - монолитная железобетонная плита на буронабивных сваях квадратного сечения 0,3*0,3 м с пирамидальным наконечником и длиной свай 10 м;
- учесть пучинистость грунтов слоя сезонного оттаивания, а также осадку многолетнемерзлых грунтов при оттаивании;
- для уменьшения сил морозного пучения в слое сезонного оттаивания предусмотреть консистентную обмазку свай и обратную засыпку пазух непучинистым крупнообломочным грунтом;
- предусмотреть водозащитные и противопучинистые мероприятия на площадке изысканий, сложенной грунтами, чувствительными к изменению влажности (соответствующая компоновка генеральных планов, вертикальная планировка территории, обеспечивающая тщательный отвод атмосферных и производственных вод, устройство дренажей и водоотводных лотков, противофильтрационных завес и экранов);
- элементы фундаментов, находящихся в пределах слоя сезонного оттаивания грунта должны быть устойчивы к воздействию агрессивных сред (с учетом агрессивности грунтов ИГЭ-1 к различным типам и маркам бетона согласно текстовому приложению 6; слабой агрессивности грунтов ИГЭ-1 к железобетонным конструкциям, а также высокой агрессивности грунтов ИГЭ-1, 2, 2сл, 2 л к углеродистой и низколегированной стали) (текстовое приложение 7);
- нагрузку на фундамент производить только после достижения расчетных температур;
- поверхность грунта в вентилируемом подполье проектируемых зданий и сооружений должна быть спланирована с уклоном в сторону наружных отмосток или водосборов, обеспечивающих беспрепятственный отвод воды от сооружения и иметь твердое покрытие;
- инженерные тепловыделяющие коммуникации, размещаемые в вентилируемом подполье, должны быть тепло изолированы;
- 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 [6].
В процессе проектирования разработать проект геотехнического мониторинга. Для его осуществления в период строительства сооружений оборудовать контрольные термометрические скважины, на фундаментах сооружений установить постоянные геодезические марки, по которым будут выполняться измерения температуры грунта, нивелирование фундаментов, в том числе - погружение свай, измеряются отметки водоотводных лотков в подпольях зданий и сооружений, а так же тротуаров вокруг них. Места установки термометрических скважин, геодезических марок указаны в СП 25.1333.2012 в табл. М.1, периодичность проведения замеров приведена в табл. М.2 [6]. Термометрические скважины оборудуются в соответствии с ГОСТ 25358 -2012 [5]. Устройство нивелирных марок и периодичность геодезических измерений в соответствии с ГОСТ 24846-2012 [11].
Соответствие грунтов основания и фундаментов проектным требованиям при сдаче сооружений в эксплуатацию, должно быть подтверждено результатами натурных наблюдений, выполненных в период строительства согласно регламенту геотехнического мониторинга.
В период эксплуатации сооружений мониторинг осуществлять в целях обеспечения проектного режима грунтов основания и состояния фундаментов сооружений.
1) Отчет ОИИ Якутнипроалмаз. Арх. № 2430, Ш. 2931, Инв. № 16780-и «Нюрбинский гок. Вахтовый поселок на 600 жителей. Водоочистная станция. Реконструкция». Инженерно-геологические работы, 2014 г.
2) Отчет ОИИ Якутнипроалмаз. Арх. № 2306, Ш. 2824, Инв. № 16196-и «Алмазодобывающее предприятие ОАО «Алроса-Нюрба». Вахтовый поселок на 600 жителей. Котельная на жидком топливе». Инженерно-геологические работы, 2012 г.
3) ТСН-22-301-97 Строительство в сейсмических районах Карта сейсмического районирования республики Саха (Якутия). Масштаб 1:2500000
4) СП 14.13330.2011 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*
5) ГОСТ 25358-2012 Грунты. Метод полевого определения температуры
6) СП 25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномёрзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-88.
7) СП 22.13330.2012 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83
8) ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация
9) СНиП 22-01-95 Геофизика опасных природных воздействий.
10) СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.
11) ГОСТ 24846-2012. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений
12) Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах
13) Г.М. Фельдман, А.С. Тетельбаум, Н.И. Шендер, Р.И. Гаврильев Пособие по прогнозу температурного режима грунтов Якутии. Якутск 1988 г.
14) И.Н. Вотяков. Физико-механические своства многолетнемерзлых грунтов центральной Якутии. Москва 1961 г.
15) СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения