Инженерно-геологические условия (стр. 1 )

Инженерно-геологические условия

Геологическое строение участка изучено в ходе рекогносцировочного обследования, бурения 15 скважин глубиной от 4,0 м до 8,0 м и проведения динамического зондирования грунтов. В геологическом строении трассы автодороги принимают участие отложения четвертичной и палеогеновой систем, которые представлены следующими геолого-генетическими комплексами:

-современными техногенными отложениями (tIV), слагающими насыпь автодороги;

-современными элювиальными отложениями (еIV; eII), представленными серой лесной почвой легкого механического состава;

-среднечетвертично-современными элювиально-делювиальными отложениями (edII-IV). Представлены суглинками и песками разной крупности;

-палеогеновыми отложениями (P1), представленными дресвой опоки с суглинистым заполнителем.

На основании полевых и лабораторных работ, по текстурно-структурным особенностям и генезису грунты разреза подразделяются на 8 инженерно-геологических элементов (ИГЭ), описание которых приводится сверху – вниз:

ИГЭ 1 – Насыпной грунт (tIV). Представлен автодорожной насыпью в районе скважин №№ 3, 6 – 8 и 10. Насыпь сложена пылеватым песком. Мощность техногенных образований достигает 2,0 м.

ИГЭ 2а – Почва (еIV), серая лесная преимущественно легкого механического состава. распространена вдоль автодороги.

ИГЭ 2 – Захороненная почва (eII). Встречена в скважинах №№ 1 и 2 на глубине 0,8 – 1,0 м.

ИГЭ 3 – Песок мелкий серовато-желтого цвета (edII-IV), с включениями опоки. Встречен в скважинах №№ 1 и 2, залегает на захороненной почве. Мощность отложений составляет от 0,8 м до 1,0 м.

ИГЭ 4 – Суглинок коричневый полутвердый тяжелый пылеватый (edII-IV). Вскрыт в скважинах №№ 8 – 10. Мощность суглинка составляет 0,6 – 4,0 м.

ИГЭ 5 – Песок темно-коричневый мелкий от маловлажного до насыщенного водой (edII-IV). Встречен в скважинах №№ 3 и 4, мощностью от 1,1 м до 2,0 м.

ИГЭ 6 – Песок мелкий средней плотности (edII-IV) маловлажный. Вскрыт в скважинах №№ 5 – 7, мощностью 1,2 – 2,2 м.

ИГЭ 7 – Песок светло-желтый, коричневый средней крупности и плотности сложения (edII-IV) маловлажный. Встречен в скважинах №№ 4 и 8. Мощность песков составляет 2,6-2,9 м.

ИГЭ 8 – Дресвяный грунт (Р1). Представлен дресвой опоки зеленовато-серого цвета с глинистым заполнителем. Вскрыт в скважинах №№ 1, 2, 5 – 7, 8 на глубине 1,4 – 4,6 м. Вскрытая мощность составляет 1,6 – 6,6 м. В скважинах №№ 1 – 3 содержит воду.

Геологическое строение иллюстрируется инженерно-геологическими разрезами на продольном профиле.

В районе скважины 10 наблюдается примыкание к асфальтовому покрытию.

Конструкция дорожной одежды имеет следующий вид:

Точка 1 (вблизи скважины 10)

Вид дорожной одежды	Мощность слоя, м
Асфальт	0,15
Тощий бетон	0,20
Песок	0,32
Всего	0,67

Краткая геоморфологическая характеристика

В геоморфологическом отношении автодорога расположена на левобережном склоне р. Сура. Рельеф равнинный, пересеченный слабой овражной сетью. Максимальные отметки поверхности земли наблюдаются в начале трассы автодороги и составляют 213,0 – 214,0 м, минимальные – в конце, и составляют около 167,0 м. Перепад высот составляет 47,0 м.

Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия - участок проектируемой автодороги характеризуется наличием безнапорного водоносного горизонта грунтовых вод приуроченных к четвертичным и палеогеновым отложениям. Они вскрыты скважинами 1 – 3 на глубине 0,6 – 1,5 м от поверхности земли. Уровни грунтовых вод на момент изысканий (июль 2011 г.), занимают среднее положение между максимальным и минимальными значением. В водообильные периоды года возможен подъем уровня грунтовых вод на 0,5 – 1,0 м.

Водовмещающими породами являются пески и дресвяный грунт. Область питания водоносного горизонта совпадает с областью его распространения, так как питание в основном происходит за счёт инфильтрации атмосферных осадков, поверхностных и конденсационных вод. Разгрузка грунтовых вод происходит в поверхностные водотоки и в пониженные формы рельефа. В 300 м южнее скважины № 2 наблюдается разгрузка палеогенового водоносного горизонта в виде родников с дебитом около 3 л/с.

Грунтовые воды (скважина № 1) характеризуются сульфатно-гидрокарбонатный магниево-кальциевый состав. Минерализация составляет 0,573 г/дм3. Реакция среды нейтральная (рН = 7,01). Вода жесткая. Грунтовые воды слабоагрессивные к бетонам марки W4. По отношению к арматуре железобетонных конструкций вода неагрессивная и слабоагрессивная – при периодическом смачивании. По отношению к металлическим конструкциям вода в скважинах – слабоагрессивная.

Коррозионная агрессивность грунтовой воды по отношению к свинцовой оболочке кабеля – низкая, а к алюминиевой оболочке кабеля – средняя.

Коэффициент фильтрации песков по данным лабораторных исследований составляет:

для песков пылеватых (ИГЭ 1, 5) в рыхлом состоянии Кф = 3,9, в уплотненном – Кф = 0,7 м/сут.; мелких (ИГЭ 6) в рыхлом состоянии Кф = 10,8, в уплотненном – Кф = 3,6 м/сут.; для песков средней крупности (ИГЭ 7) в рыхлом состоянии Кф = 13,7, в уплотненном – Кф = 4,7 м/сут.

Физико-механические свойства грунтов

Из скважин, пробуренных на участке изысканий, было отобрано 7 образцов грунта ненарушенной структуры и 12 образцов нарушенной структуры, в т. ч. 4 пробы на уплотнение из техногенного грунта (насыпи) и песчаных отложений. По монолитам грунта были определены физические свойства глинистых грунтов. По образцам было проведено определение физических свойств песков и природная влажность.

Плотность сложения песка определена в результате обработки данных динамического зондирования грунтов проведенного в 1,5 – 2,0 м от буровых скважин №№ 4, 5, 6, 7, 8. Графики динамического зондирования, совмещенные с геолого-литологическими колонками скважин, приведены в графическом приложении № 5. Было выявлено, что на территории строительства автодороги распространены пески (ИГЭ 1, 3, 5, 6, 7) средней плотности сложения.

Нормативные значения характеристик грунта по данным динамического зондирования согласно табл. 7 СП приведены в таблице 3.

По таблице 10 Пособия … (к СНиП 2.02.01-83) было установлено, что при существующей плотности сложения песков, установленной по данным динамического зондирования, коэффициент пористости имеет следующие значения е = 0,73 (для ИГЭ 1), е = 0,71 (для ИГЭ 6), е = 0,65 (для ИГЭ 7).

Таблица 3

№ ИГЭ	Условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда	Характеристики грунта по данным динамического зондирования согласно т. 7 Приложения к СП II-105-97
рd, МПа	φ, градус	Е, МПа
1, 5	Песок пылеватый маловлажный средней плотности
4,3 (3,5 – 4,9)*	29	19
3, 6	Песок мелкий средней плотности
4,9 (3,5 – 6,2)*	32	26
7	Песок средней крупности и плотности
4,6 (2,3 – 5,8)*	35	33

* - в скобках приведены минимальные и максимальные значения.

На основании полевых и лабораторных данных, текстурно-структурных особенностей и генезису выделено 8 инженерно-геологических элемента (ИГЭ), наименование грунтов дано согласно ГОСТ .

Распространение выделенных ИГЭ по глубине и простиранию приведено на инженерно-геологических разрезах на продольного профиля.

Статистическая обработка лабораторных данных по выделенным ИГЭ выполнена в программе «Лаборатория 2.1» комплекса «CREDO GEO» по методике, изложенной в ГОСТ .

Нормативные значения прочностных свойств грунтов (С, φ, Е) были определены согласно приложения 1, табл. 1 СНиП 2.02.01-83. Мод, 5, 6, 7) определен по данным динамического зондирования. Расчетные значения характеристик грунтов приняты при следующих коэффициентах надежности по грунту: в расчетах оснований по деформациям γg = 1; в расчетах оснований по несущей способности для удельного сцепления – γg(с) = 1,5; для угла внутреннего трения песчаных грунтов – γg(φ) = 1,1. Модуль деформации для песчаных грунтов при естественной влажности принят по данным динамического зондирования.

Подробное описание инженерно-геологических элементов (ИГЭ) приведено в графическом приложении № 4.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов составляет:

-для суглинков (ИГЭ 4) – 1,47 м;

-для песков мелких и пылеватых (ИГЭ 1, 3, 5, 6) – 1,79 м;

-для песков средней крупности (ИГЭ 7) – 1,92 м;

-для дресвяного грунта – 2,18 м.

Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали средняя (текстовое приложение № 3; табл. 1 ГОСТ 9.). Грунты, залегающие выше уровня – грунтовых вод, по отношению к металлическим конструкциям – слабоагрессивные. Грунты, вскрытые на участке изысканий, по содержанию хлоридов и сульфатов – неагрессивны к бетонным конструкциям.

Группа грунта по трудности разработки дана по таблице 1-1 ГЭСН. Грунты встреченные по трассе автодороги отнесены к следующим группам: ИГЭ 1, 5, 6, 7 – 29а; ИГЭ 2 – 9 а; ИГЭ 4 – 35в; ИГЭ 8 – 14.

По относительной деформации пучения согласно п. 2.19 табл. Б 31 ГОСТ грунты ИГЭ 1, 3, 5, 6, 7 являются непучинистыми, ИГЭ 4, 8 – слабопучинистые.

Классификация грунтов по степени пучинистости при замерзании, приведена в таблице 4.

Таблица 4

Номер ИГЭ	Степень пучинистости	Группа грунта по степени пучинистости
1, 4, 5	слабопучинистые	IV (в 1-м типе местности)
1, 4, 5	сильнопучинистые	IV (во 2-м и 3-м типах местности)
3, 6	непучинистые	II ( в 1-м типе местности)
3, 6	слабопучинистые	II ( во 2-м и 3-м типах местности)
7	непучинистые	I ( в 1-м, 2-м и 3-м типах местности)

В геологическом отношении трасса характеризуется простыми инженерно-геологическими условиями.

Ниже приводится описание выделенных инженерно-геологических элементов (ИГЭ) сверху-вниз.

Перечень инженерно-геологических элементов (ИГЭ)

Таблица 5

№ ИГЭ	Стратиграфо-генетическая характеристика	Наименование грунта
1	Современные техногенные отложения (tIV)	Насыпные грунты – песок пылеватый
2	Современные элювиальные отложения (eII-IV)	Почвенно-растительный слой (вскрыт вдоль трассы)
3	Современные элювиальные отложения (eII)	Почва (захороненная)
4	Современные элювиальные отложения (edII-IV)	Суглинки полутвердые, легкие
5	Песок пылеватый средней плотности, от маловлажного до насыщенного водой
6	Песок мелкий средней плотности, от маловлажного до насыщенного водой
7	Песок средней крупности и плотности, маловлажный
8	Палеогеновые отложения (P1),	Древесный грунт
9	Опока (суглинок полутвердый щебенистый) - карьер

Наибольшее распространение с поверхности имеют среднечетвертично-современными элювиально-делювиальные отложения.

Основные показатели физических свойств грунтов

Таблица 6

	Показатели	минимальные-максимальные
	нормативные
№ ИГЭ	Геологический индекс	Природная влажность, %	Границы пластичности, %	Границы текучести, %	Показатель текучести, д. ед.	Плотность грунта, т/м3	Коэффициент пористости
1	2	3	4	5	6	7	8
1	tIV	13,9-15,1 14,5	-	-	-	1,46-1,50 1,48	0,54-0,64 0,61
4	edII-IV	14,3-17,0 15,1	7-9 8,0	21-24 22,0	0,09-0,19 0,14	1,99-2,06 2,03	0,50-0,59 0,54
5	13,9-15,1 14,5	-	-	-	1,46-1,50 1,48	0,54-0,64 0,61
6	2,9-8,1 5,0	-	-	-	1,52-1,60 1,56	0,52-0,56 0,54
7	1,7-4,8 4,0	-	-	-	1,57- 1,62 1,59	0,52-0,56 0,54

Исходя, из таблицы следует, что насыпные грунты по своим физико-механическим характеристикам пригодны для насыпи.