Инженерная гелогия

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительного производства

Учебно-методическое пособие

по выполнению расчетно-графических заданий

по дисциплине «Инженерная геология»

Пермь, 2010

Составители: Пономарев А.Б., Сычкина Е.Н.

УДК 624.131.1

Учебно-методическое пособие по выполнению расчетно-графических заданий по дисциплине «Инженерная геология» / Сост.: Пономарев А.Б., Сычкина Е.Н. Перм.гос.техн.ун-т.- Пермь, 2010.

Даются рекомендации по выполнению расчетно-графических заданий «Построение геологической колонки буровой скважины», «Построение инженерно-геологического разреза». Приведены темы рефератов по дисциплине «Инженерная геология». Предназначены для студентов строительных специальностей.

Рецензент: к.т.н., доцент Клевеко В.И.

© Пермский государственный технический

университет, 2010

ВВЕДЕНИЕ

Инженерная геология – отрасль геологии, изучающая геологические процессы в верхних горизонтах земной коры и физико-механические свойства горных пород в связи с инженерно-строительной деятельностью человека.

Полевые работы - один из этапов инженерно-геологических исследований. Они заключаются в описании местности, изучении естественных обнажений, проходке и изучении буровых скважин, шурфов и проведении гидрогеологических исследований. В процессе описания обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок производят отбор проб грунтов или монолитов с ненарушенным сложением для последующего изучения свойств и состава грунтов в лабораторных условиях.

После окончания инженерно-геологической съемки и проходки буровых скважин создаются геологические карты и разрезы, которые являются важнейшей и обязательной геологической документацией при проектировании фундаментов зданий и сооружений.

В отчет по инженерно-геологическим изысканиям входит полевая документация, состоящая из плана расположения шурфов и скважин; чертежей грунтовых или геологических колонок; инженерно-геологических разрезов и пояснительной записки.

Основная геологическая (геолого-стратиграфическая) карта наиболее полно воспроизводит на чертеже геологию того или иного участка земной коры и является общим типом геологических крат. Она показывает возраст и стратиграфические соотношения (последовательность залегания) пород, разнообразные геологические явления.

На геологических картах размещаются дополнительные виды геологической графики:

- сводная стратиграфическая колонка, отражающая последовательность, мощность, возраст и литологический состав горных пород;

- геологическая и грунтовая колонка, представляющая собой разрез по скважине или шурфу, с условными обозначениями грунтов, мощностью слоев и абсолютными отметками подошвы слоев;

- инженерно-геологический разрез, наглядно показывающий последовательность залегания горных пород по вертикали.

Построение инженерно-геологического разреза и его анализ

Общие сведения: Полевые и лабораторные исследования грунтов на площадке являются обязательным изыскательным этапом для подготовки проектной документации на строительство или реконструкцию зданий и сооружений. При этом на топографическом плане (топооснове) должны быть показаны имеющиеся объекты: дороги, здания, границы осваиваемой площадки, высотные отметки и иная информация, позволяющая получить представление о топографических особенностях рельефа местности.

Инженерно-геологические изыскания включают следующую информацию:

1. План инженерно-геологических выработок (скважины, шурфы, точки зондирования и т.п.) и план геологических разрезов с соответствующими пояснениями и примечаниями, описание растительности;

2. Инженерно-геологические условия: происхождение, состав, физико-механические свойства грунтов, опасные геологические процессы и явления;

3. Гидрогеологические условия: уровень подземных вод, наличие водоемов, речной сети, колодцев, родников;

4. Физико-геологические особенности: возможность подтопления, наличие оползней, карстовых воронок и провалов, обнажений и т.п.

Стратиграфическая и геологическая колонки представляют собой разрезы по скважине или шурфу, изображающие последовательность напластования горных пород с соответствующими пояснениями (геологический возраст, мощность, уровень подземных вод, и т.п.)

Инженерно-геологический разрез представляет собой ряд геологических колонок, расположенных на определенных расстояниях между соответствующими буровыми скважинами.

Пример оформления геологической колонки и инженерно-геологического разреза представлен в приложении №4.

Знание природных условий местности, свойств грунтов и правильный учет их особенностей позволяет выбрать наилучшую конструкцию зданий и сооружений и вариант трассы дороги и принять обоснованные технические решения, обеспечивающие надежность возводимого сооружения.

Условные обозначения основных видов грунта приведены в ГОСТ 21.302-96 [1] и в приложении 2.

Форма отчетности: обе расчетно-графические работы нужно оформлять в одной пояснительной записке.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ

Цель: Изучить условные обозначения инженерно-геологических элементов. По заданной мощности напластований построить геологическую колонку, используя условные обозначения грунтов.

Вариант, выдаваемый преподавателем, содержит расположение буровых скважин на плане строительной площадки, их номера с абсолютной отметкой местности и описанием (приложение №1).

Обычно геологическую колонку составляют в масштабе 1:250, 1:500.

В графе 1 проставляют в заданном масштабе шкалу глубин, считая началом устье скважины – точку пересечения ствола скважины с поверхностью Земли. Затем по данным графы 4 (абсолютная отметка подошвы слоя, м) откладывают по шкале глубин глубину залегания подошвы каждого слоя и через полученные точки проводят горизонтальные линии. Мощность первого слоя равна глубине залегания его подошвы. Мощность следующих слоев вычисляют как разность глубин залегания подошв последующего и предыдущего слоев. Абсолютные отметки подошвы слоев определяются как разность абсолютной отметки устья скважины и глубины залегания подошвы соответствующего слоя. После записи в графе 4 можно сделать проверку: разность абсолютных отметок подошв соседних слоев равна мощности слоя. В середине графы 5 двумя тонкими линиями обозначают ствол скважины и с обеих сторон от ствола показывают условными обозначениями литологический состав пород каждого слоя. Эти обозначения приведены в приложении №2. Стволы скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняют. В графе 6 приводят абсолютные отметки установившегося уровня подземных вод и обоих уровней напорных вод.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

ПОСТРОЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА

Цель: По построенным геологическим колонкам выполнить инженерно-геологический разрез.

Разрез рекомендуется вычерчивать на миллиметровой бумаге в следующем порядке:

1. В нижней части листа делают три строки для указания абсолютной отметки устья и номеров скважин, расстояния между ними;

2. Намечают начало разреза и откладывают вправо его длину в принятом масштабе;

3. У начала разреза строят шкалу абсолютных отметок с таким расчетом, чтобы максимальная отметка была несколько выше верхней точки рельефа, а минимальная ниже забоя самой глубокой скважины;

Далее приступают к построению топографического профиля;

4. На произвольном расстоянии от шкалы наносим первую буровую скважину. От первой скважины откладывают в масштабе горизонтальные расстояния до следующих скважин. Расстояния определяют по соответствующей карте. При крупном масштабе разреза ствол скважины обозначают двумя вертикальными линиями, в остальных случаях – одним. На нижнем конце отрезка, соответствующем абсолютной отметке низшей точки пробуренной скважины (забоя) ставят короткий поперечный штрих. Справа от штриха записывают абсолютную отметку забоя, вычисляемую как разность между абсолютной отметкой устья и глубиной скважины.

5. На построенный профиль наносят колонки буровых скважин. Вдоль линии скважины отмечают разницы слоев и проставляют их абсолютные отметки, которые вычисляются как разность абсолютных отметок устья скважины и глубины залегания соответствующих слоев.

6. Сопоставив наименования инженерно-геологических слоев, соединяют абсолютные отметки границ слоев между собой;

7. Наносят условные обозначения основных видов грунта (приложение 2);

8. Вычисляют абсолютные отметки уровней подземных вод как разность между абсолютной отметкой устья скважины и глубиной залегания соответствующего у4ровня. Вычисленные отметки записывают справа от линии скважины, затем проводят уровни грунтовых вод пунктирной, а напорных – штрихпунктирной линиями.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1 - ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант, выдаваемый преподавателем, содержит расположение буровых скважин на плане строительной площадки, их номера с абсолютной отметкой местности и описанием.

ВАРИАНТ №1

Масштаб 1:500

Описание буровых скважин

№ скв. и абс.отм. устья	№ слоя	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Уровень подземной воды, м
				появившейся	установившейся
1	2	3	4	5	6
__1__ 110,40	1 2 3 4 5	Суглинок бурый пластичный Песок средней крупности Песок крупный кварцевый средней плотности Известняк трещиноватый, закарстованный Аргиллит серый	10,5 26,3 42,4 44,7 51,8	11,7	12,2
__2__ 111,40	1 2 3 4 5 6	Щебень известняка с суглинистым заполнителем Суглинок бурый полутвердый Песок средней крупности, плотный Песок крупный кварцевый, средней плотности Аргиллит серый Гранит крупнокристаллический трещиноватый, выветрелый	2,3 9,6 28,3 42,0 56,0 59,0	9,6 56,0	14,2 59,0

ВАРИАНТ №2

Масштаб 1:1000

Описание буровых скважин

№ скв. и абс.отм. устья	№ слоя	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Уровень подземной воды, м
				появившейся	установившейся
1	2	3	4	5	6
_1_ 159,6	1 2 3 4 5 6	Чернозем Суглинок насыпной Суглинок светло-бурый пластичный Песок мелкий плотный Суглинок светло-бурый пластичный Глина коричневая пластичная	0,4 1,0 5,0 7,5 12,0 15,0	6,0	7,0
_2_ 159,9	1 2 3 4 5 6	Чернозем Суглинок насыпной Суглинок светло-бурый пластичный Песок мелкий плотный Суглинок светло-бурый пластичный Глина коричневая пластичная	0,3 1,1 5,5 8,1 12,5 15,0	7,0	8,0

ВАРИАНТ №3

Масштаб 1:1000

Описание буровых скважин

№ скв. и абс.отм. устья	№ слоя	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Уровень подземной воды, м
				появившейся	установившейся
1	2	3	4	5	6
_1_ 159,6	1 2 3 4 5 6 7	Культурный слой Чернозем с песком Песок Суглинок бурый пластичный Песок бурый Суглинок бурый пластичный Песок бурый	0,3 1,1 3,6 6,5 8,6 12,0 15,0	7,0	8,0
_2_ 159,9	1 2 3 4 5 6 7	Культурный слой Чернозем с песком Песок Суглинок бурый пластичный Песок бурый Суглинок бурый пластичный Песок бурый	0,4 1,3 3,9 6,8 9,0 12,5 15,0	7,0	8,5

ВАРИАНТ №4

Масштаб 1:1000

Описание буровых скважин

№ скв. и абс.отм. устья	№ слоя	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Уровень подземной воды, м
				появившейся	установившейся
1	2	3	4	5	6
_1_ 144,8	1 2 3 4 5 6	Чернозем Суглинок насыпной Суглинок светло-желтый пластичный Глина красно-бурая пластичная Суглинок темно-бурый пластичный Песок бурый	0,3 1,1 5,2 11,6 15,0 18,0	12,0 17,0	13,0 18,0
_2_ 144,4	1 2 3 4 5 6	Чернозем Суглинок насыпной Суглинок светло-желтый пластичный Глина красно-бурая пластичная Суглинок темно-бурый пластичный Песок бурый	0,4 0,9 4,7 11,5 15,0 18,0	12,0 17,0	13,0 18,0

ВАРИАНТ №5

Масштаб 1:1000

Описание буровых скважин

№ скв. и абс.отм. устья	№ слоя	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Уровень подземной воды, м
				появившейся	установившейся
1	2	3	4	5	6
_1_ 144,8	1 2 3 4 5 6 7	Насыпной грунт Культурный слой Суглинок желто-бурый пластичный Глина бурая пластичная Супесь бурая пластичная Песок серо-бурый Глина бурая пластичная	0,4 0,7 4,0 6,0 9,5 13,5 15,0	8,0 12,0	9,5 13,5
_2_ 144,4	1 2 3 4 5 6 7	Насыпной грунт Культурный слой Суглинок желто-бурый пластичный Глина бурая пластичная Супесь бурая пластичная Песок серо-бурый Глина бурая пластичная	0,3 0,8 4,0 5,9 9,1 13,0 15,0	8,0 12,0	9,0 13,0

ВАРИАНТ №6

Масштаб 1:1000

Описание буровых скважин

№ скв. и абс.отм. устья	№ слоя	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Уровень подземной воды, м
				появившейся	установившейся
1	2	3	4	5	6
_1_ 110,4	1 2 3 4 5 6	Растительный слой Суглинок желто-бурый пластичный Суглинок темно-бурый пластичный Супесь бурая пластичная Песок зелено-бурый Глина бурая пластичная	0,3 2,0 4,3 7,3 9,8 15,0	7,5	9,5
_2_ 111,4	1 2 3 4 5 6	Растительный слой Суглинок желто-бурый пластичный Суглинок темно-бурый пластичный Супесь бурая пластичная Песок зелено-бурый Глина бурая пластичная	0,4 2,0 4,6 7,4 10,0 15,0	6,0	7,0