Инженерная геология, организация геодезических работ в строительстве (стр. 3 )

Грунты при воздействии на них давления имеют тенденцию к сжатию. Изменение объема грунта при сжатии происходит только из-за изменения объема пор. Таким образом, в качестве деформационной характеристики грунта используется модуль деформации.

Ео, характеризующий остаточные и упругие деформации. Определяют его различными методами, в том числе по комрессионной кривой, испытанием грунта статической нагрузкой, с помощью прессиометров а также по простейшим физическим характеристикам грунта.

2.2.5. Сопротивление грунтов сдвигу.

Грунты в основании сооружений, а также при неодинаковых отметках их поверхности испытывают воздействие не только нормальных, но и касательных напряжений. Когда касательные напряжения по какой-либо поверхности в грунте достигают его предельного состояния, происходит смещение одной части массива по другой. Характеризуется это удельным сцеплением с углом внутреннего трения.

2.2.6. Физико-механические свойства особых грунтов.

К особым грунтам относятся структурно неустойчивые грунты. При определенных условиях их природная структура сравнительно резко нарушается. К ним относятся:

лессовые, структура которых нарушается при замачивании их под нагрузкой; мерзлые, структура которых нарушается при оттаивании; рыхлые пески, резко уплотняющиеся при динамических воздействиях; илы и чувствительные глины, деформационные и прочностные свойства которых резко изменяются при нарушении их природной структуры; набухающие грунты, которые при увлажнении способны существенно увеличиваться в объеме даже под нагрузкой; торфы и заторфованные грунты, обладающие очень большой сжимаемостью и малой прочностью; скальные и полускальные грунты, обладающие, как правило, высокой прочностью и малой деформативностъю.

 

1		2			3
		4
		6	dzp dzq = PSL
		8
		10
		12	4
		14
	ZM	16

Рис. Зоны деформаций просадочного грунта в основании фундаментов.

1 – верхняя зона просадки грунта (от внешней нагрузки и собственного веса грунта); 1.1 – нейтральная зона; 1.1.1 – нижняя зона просадки грунта (от его собственного веса); 1. – эпюра измерения вертикальных напряжений по глубине от внешней нагрузки; 2. – то же от собственного веса грунта; 3. – эпюра измерения просадки грунта по гл. от внешней нагрузки; 4 – то же от собственного веса гру6нта; GZP + GZg суммарное давление; PSL - начальное просадочное давление; hSliP – толщина верхней зоны просадки (от внешней нагрузки); hп – толщина центральной зоны; hSL,g – толщина нижней зоны просадки грунта (от его собственного веса); HSL - глубина просадочной толщи.

Просадочные грунты

Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса подразделяются на 2 типа:

1  тип - грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см.

2  тип - грунтовые условия, в которых, помимо просадки грунтов

от внешней нагрузки, возможна их просадка от собственного веса и размер ее превышает 5 см.

Просадка грунтов учитывается при относительной просадочности eSL ³ 0.01. Следует учитывать возможность повышения влажности грунтов за счет:

а) замачивание сверху из внешних источников и (или) снизу при подъеме подземных вод;

б) постепенное накопление влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности;

Расчетная степень влажности в этом случае 0.8.

Просадочные грунты характеризуются также начальным просадочным давлением PSL - минимальным давлением, при котором проявляются просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении, и начальной просадочной влажностью WSL - минимальной влажностью, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

Набухающие грунты

Основания, сложенные набухающими грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов - при повышении влажности уве­личиваться в объеме - набухать. При последующем понижении влаж­ности у набухающих грунтов происходит обратный процесс - усадка.

Набухающие грунты характеризуются давлением набухания psW,

влажностью набухания WSW,

относительным набуханием при заданном давлении esW и относительной усадкой esh. При проектировании оснований сложенных набухающими грунтами, следует учитывать возможность:

набухание этих грунтов за счет подъема уровня подземных вод или ифильтрации – увлажнение грунтов производственными или поверхностными водами;

набухание за счёт накопления влаги под сооружениями;

набухание и усадка грунта в верхней части зоны аэрации за счёт изменения водно-теплового режима;

усадка за счёт высыхания от воздействия тепловых источников.

Грунты относятся к набухающим при esW ³ 0.04.

Наиболее значительно изменяется объём глины, содержащей большое количество частиц глинистого минерала монтмориллонита

2.3. Инженерно-геологические изыскания

Они проводятся для выявления специфических условий, в которых формировалась площадка строительства, ее устойчивость в процессе эксплуатации при условии сохранения окружающей среды.

При проектировании крупных объектов после оптимального выбора площадки строительства проводится инженерно-геологическая съемка, включающая сбор фондовых материалов, составление инженерно-геологической карты, колонок выработок и так далее.

Инженерно-геологическая разведка включает в себя бурение скважин, проходку шурфов, осуществляются геофизические, полевые и лабораторные исследования грунтов, выявляются режим и состав подземных вод, специальные виды инженерно-геологических исследований.

Подземные воды тесно связаны с грунтами, т. к формируются путем просачивания (инфильтрации) воды сквозь толщу пород. Данные о проницаемости пород представлены в т.7. В пустынных жарких странах благодаря образованию росы в ночное более холодное время при Т=15°С вода, инфильтруясь на некоторую глубину, также образует небольшие пресные водоносные горизонты. Следует различать степень пригодности воды для питья по наличию кишечной палочки.

Степень пригодности воды	Коли – титр (количество см3 воды, содержащих 1 кишечн. пал.)	Коли – тест (содержание кишечных палочек в 1 л. воды)
Безупречно здоровая Здоровая Подозрительная Сомнительная Нездоровая Совершенно непригодная	700-500 500-300 300-200 200-130 130-50 50-25	2 2-3 3-5 5-8 8-20 20-40

Передвигаясь в толще горных пород, подземные воды вымывают из последних окислы, соли и продукты органического разложения и насыщаются ими.

Вода считается пригодной для использования в качестве питьевой, если она удовлетворяет следующие требования по солевому составу: 1) сухой остаток составляет не более 1000 мг/л;

2)  общая жесткость не более 7 мг-экв.;

3)  постоянная жесткость не более 5 мг-экв.;

содержание отдельных растворенных веществ, мг/л;

Хлориды-до 15	Свинец----до 0,1
Органические в-вадо 10	Мышьяк--до 0,05
Сульфатыдо 100	Фтор------до 1,5
Азотная кислота---до 15	Медь------до 3
Азотистая кислотаследы	Цинк------до 5
Аммиак--следы	Фенол----до 0,001
Железо---до 1

Питьевая вода должна быть прозрачна, бесцветна, не иметь запаха, быть приятной на вкус. Золотисто-желтая или бурая окраска воды свидетельствует о наличии в ней железа или растворенных органических веществ. Соленый вкус обусловливается значительным количеством NaCL7 а горький — присутствием MgSCk. Наличие в ней солей азотной и азотистой кислот, а также аммиака указывает на связь этой воды с участками, где происходит разложение органических веществ, а следовательно, на возможность наличия болезнетворных бактерий. Кишечная палочка Colj сама по себе безвредна, но ее наличие свидетельствует о возможном присутствии болезнетворных бактерий.

Подземные воды могут быть использованы для паровых котлов и др. производственных цепей. В этом случае воду нужно обезвредить. Наличие натриевых и калиевых солей вызывает образование накипи.

Отрицательное воздействие на металл и бетон называется агрессией воды. Различают агрессию выщелачивающую, общекислотную, углекислотную, сульфатную и магнезиальную.

Выщелачивающая агрессия возникает при малом содержании в воде НСОз. В этих условиях происходит растворение и вымывание из бетона содержащейся в нем извести. Общекислотная агрессия обусловлена низ­ким значением водородного показателя рН, из-за чего усиливается растворение бетона извести бетона.

Углекислотная агрессия возникает в результате действия агрессивной углекислоты СОг. В процессе взаимодействия с водой из цемента выде­ляется свободная известь СаСОз, которая реагирует со свободной угле­кислотой СОг. Реакция идет по схеме

СаСОз + СОг+HiO = Са( НСОз)г.

Образующийся при этом бигидрокарбонат кальция является растворимым и легко выносится из бетона.

Сульфатная агрессия возникает при наличии в воде повышенного количества сульфата SOd.; в бетоне происходит кристаллизация новых соединений, образование которых сопровождается увеличение объема, вследствие чего происходит разрушение бетона. Такими новыми соеди­нениями являются гипс CaSo4*2H2O и сульфоаллюминат кальция 3CaO-AL2O3-3CaSO4*31H2O (цементная бацилла). При образовании гипса объем увеличивается в 2 раза, а при образовании цементной бациллы в 2.5 раза.

Магнезиальная агрессия, подобно сульфатной, ведет к разрушению бетона при соприкосновении его с водой, содержащей повышенное количество Mg. При этом, если содержание ионов магния будет меньше, чем ЮООмг/л, вода считается магнезиально-неагрессивной, независимо от содержания иона ЗОд.

Жесткость воды также сказывается на ее агрессивном воздействии на бетон. Агрессивной по отношению к бетонам вода считается в следующих случаях:

Временная жесткость, мг/л	Водородный показатель PH
< 14,4	при	> 7
< 67,2	при	> 7
> 67,2	при	< 6,7

Схема залеганиния почвенных, грунтовых (подземных) и межпластовых вод.

почвенная вода верховодка зона аэрации капиллярная кайма первый водоносный горизонт и 8. водоупоры

7.межпластовая вода (второй водоносный горизонт)

Схема питания грунтовых вод

река питает грунтовые воды грунтовые воды питают реку

подпор грунтовых вод высокими водами реки

Уровень высокой воды

Зона подпора

Таблица 7

Ориентировочные значения коэффициента фильтрации основных видов грунтов

Грунты	Коэффициент фильтрации, м / сутки	Грунты	Коэффициент фильтрации м/сутки
Скальные
Слаботрещиноватые	5-20	крупнозернистый
Трещиноватые	20-60	однородный с
Сильнотрещиноватые	60-70	фракцией
		0,5-1мм	60-75
Галечниковые и гравийные
гравийные		Глинистые
Галечник:
с песком	20-100	Глина	менее 0,001
отсортированный	100 и более
чистый	менее 100	Суглинок:
		тяжелый	0,05-0,01
Гравий		легкий и
чистый	100-200	средний	0,4-0,005
с песком	75-150
Песчаные		Супесь:
песок:		плотная	0,1-0,01
пылеватый, глинистый с
фракцией 0,01-0,05мм	0,5-1	рыхлая	1- 0,1
мелкий, глинистый с фрак-
фракцией 0,1 – 0,25 мм	10-15	Торф	4,5- 0,01
мелкий, однородный с фрак-
фракцией 0,1-0,25	20-25
среднезернистый, глинистый
с фракцией 0,25-0,5	20-25
среднезернистый, однородный с фракцией 0,25-0,5
35-50
крупнозернистый, слабоглинистый с фракцией 0,5-1мм
35-40

2.4. Камеральная обработка материалов