Введення
Раціональне проектування будівель, споруд і кар'єрів для видобутку сировини для виробництва будівельних матеріалів неможливе без вирішення різних інженерно-геологічних завдань і геологічної зйомки. Навичками практичних робіт з виконання геологічної зйомки, інженерно-геологічних досліджень та заходів, що забезпечують стійкість будівель і споруд, студенти опановують під час навчальної геологічної практики.
Мета практики: на основі вивчення геологічних процесів геологічної будови, геоморфології та гідрогеологічних умов території м. Києва, оволодіти знаннями і навичками з інженерно-геологічної оцінки ділянки будівництва або пристрої кар'єрів по видобутку сировини для виробництва будівельних матеріалів, а тай ж вивчити методику інженерно-геологічних вишукувань, відбору проб, визначення фізико-механічних властивостей порід, геологорозвідувальних і досвідчених польових робіт, обробки й подання результатів спостережень і складання плану інженерно-геологічних заходів з підготовки будівельних ділянок і кар'єрів.
Завдання практики:
1. Придбати навички інженерно-геологічної оцінки ділянки будівництва.
2. Вивчити зміст та оволодіти методикою інженерно-геологічних вишукувань.
3. Ознайомитися з обладнанням, верстатами, приладами для геологорозвідувальних і досвідчених польових і лабораторних робіт.
4. Освоїти способи буріння свердловин, проходки шурфів і відбору проб,
5. Вивчити методику і обладнання для гідрогеологічних досліджень.
6. Ознайомитися з організацією виконання робіт з видобутку нерудних корисних копалин відкритим способом в кар'єрах.
7. Придбати навички в камеральній обробці польових результатів та складанні звіту.
Студенти спеціальності 1207 ПСІіК крім зазначених загальних завдань знайомляться з методами петрографічного вивчення гірських порід, роботі з мікроскопом і методами підрахунку запасів родовищ будівельних матеріалів, проектування кар'єрів і методів розробки копалини. 3. Інженерно-геологічні та геофізичні роботи Інженерно-геологічні роботи під час навчальної практики повинні включати: - випробування грунтів методом зондування;
- Випробування грунтів статичними навантаженнями штампів в шурф або свердловині;
- Дослідження грунтів методами радіометрії, електро-і сейсморозвідки, пресиометром, лопатевими приладами або іншими методами.
1. Загальна характеристика геоморфологічних м. Києва
Київ займає величезну територію, яка тягнеться з північного заходу на південний схід і обмежується на північно-заході і заході Вишгородом і Ново-Біличі, а з південно-сходу й сходу Корчуватим, Феофанією і Борисполем.
На цій території з півночі на південь протікає одна з найбільших річок Європейської частини СРСР - Дніпро. Долина Дніпра різко «асиметрична, що визначає сильну розчленованість рельєфу і велику різницю висот. Правий берег крутий і підноситься над рівнем води в Дніпрі більше, ніж на 100 м, тоді як лівий берег незначно, близько 5-10 м вище рівня Дніпра.
Найбільш низькі оцінки долини Дніпра 87,1 м - 89,23 м, а найбільш високі позначки лесових плато правого берега Дніпра 196,5 - 198,0 м.
Сучасний рельєф міста сформувався в основному післяльодовикового періоду. Головними геологічними факторами рельєфу-Києва є льодовикова діяльність, ерозія, делювіальні процеси і діяльність людини.
Таким чином, в даному районі чітко виділяються форми рельєфу дольодовикового плато, льодовикового і алювіально походження, над якими височіє Вишгородський виступ Київського плато з абсолютними відмітками 160-180 м. Корінний схил плато глибоко порізаний активними ярами, борти яких рясніють дрібними зсувами.
До форм рельєфу льодовикового походження відносяться:
моренна рівнина.
зандрова рівнина.
перигляціальних тераса.
лесова рівнина.
Моренна рівнина згладжена і перероблена денудацією, місцями похована під 10-15-метровою товщею лісів.
Зандрова рівнина розташована на висоті 47-67 м над НПГ нормальний підпертий горизонт Київського водосховища і складена пісками, залягають на породах палеогену і неогену. Рівнинний характер має характерні еолові форми.
Перигляціальних тераса, часто помилково трактуються, як алювіальна займає обширні території на правому березі Дніпра і представляє пологопохила у бік долини Дніпра рівнину, складену повеневого-льодовиковими відкладеннями.
Лесова рівнина знаходиться в північній правобережній частині міста. Вона є продовженням сденудірованной моренною рівнини, похованою під 5-10-метровою товщею лесів. Абсолютні позначки 20-25 м над НПГ. Рельєф її поступово зливається з П надзаплавної терасою.
Отже, першу грубу схему сучасного рельєфу міста зробив льодовик, силою свого тиску випахівая улоговини, які отримали своє остаточне розвиток завдяки діяльності льодових талих вод.
До геоморфологічних форм алювіально генези на території м. Києва відносяться:
II надзаплавної тераси.
I надзаплавної тераси.
заплавна тераса.
Русло Дніпра врізано в мергелі Київського і бучагского ярусу до глибини у відмітках 51,7-65,0 м.
II надзаплавної тераса простежується на обох берегах Дніпра, поверхня її сильно порізана ярами. Абсолютні позначки поверхні коливаються від 110 до 130 м.
I надзаплавної тераса також спостерігається на правому та лівому березі Дніпра, складена у верхньому розрізі породами алювіально походження і подекуди відділяється від заплави добре вираженим уступом. Поверхня I надзаплавної тераси на 15% площі заболочена потужність торфу 2-3 м, ширина її 2-3 ям. Де-не-де розвинені смуги піщаних кучугур, мабуть, льодовикового походження.
Заплавна тераса являє собою слабо похилу частину долини, що височіє над рівнем Дніпра на 0,5-2,5 м.
Заплавна тераса покривається в повінь водою тільки в зниженій частині. Низькі частині заплави рясніють неглибокими водоймами / глибиною 0,5-1,5 м / типу озер, боліт, стариць. На поверхні заплави зустрічаються останці I надзаплавної тераси і піщані форми еолового походження типу кучугур. В даний час заплава Дніпра в межах міста інтенсивно забудовується завдяки утвореної методом намиву пісків території до незатоплюваних відміток. Частина заплави стала іскусственнообразованной I надзаплавної терасою. Це Русанівка, Березняки, Кибальчич, Оболонь, а в майбутньому Вигурівщина, Осокорки, Чорторий, Русанівські сади.
Плато в межах м. Києва представлено в основному у вигляді останців, відокремлених один від одного долинами Дніпра і Либеді і глибоко розчленованих ярами. Останець I - Печерськ, обмежений Дніпром, Крещатицькій ярами і долиною Либеді, забудований, покритий лісом, має рівний рельєф в абсолютних відмітках 175-196 м. До Дніпра плато обривається майже вертикально, порізане ярами і багато зсувами, а в бік Хрещатика і Либеді спускається порожнього.
Останець II - розташований на південно-заході міста і відділений долинами Либеді і Дніпра, а на північно-заході зливається з зандровой рівниною позначки 1 69-180 м.
Останець Ш - на північному сході також обмежений долинами Дніпра і Либеді і поступово переходить в горбисту зандрову долину. Відмітки плато коливаються від 179 до 190 м. Найвищою ділянкою цього останця є Батиєва гора / позначки близько 190 м /, на схилах якої широко розвинені делювіальні процеси та зсуви.
Дніпро біля Києва утворює безліч рукавів, меандр, стариць, островів, ширина заплави - 2-4 км, ширина русла - 0,4-1,6 км. На півночі в Дніпро впадає колись повноводний, а зараз збіднілих струмок Почайна, а на півдні - річка Либідь.
Річка Либідь - права притока Дніпра впадає в Дніпро південній частині міста Києва. Початок Либідь бере в районі Караваєвих дач, загальна довжина річки 15 км, ширина долини до 1,5 км, а ширина сучасного русла, частково в бетонному лотку, невелика до 10 м при глибині в середньому 1 м. Русло річки звивисте, місцями заболочена, в деяких місцях перетинається озерами чи ставками. Долина Либеді асиметрично, дуже круті схили біля Батиєвої гори / перепад відміток 70-80 м /, вони порізані ярами, є зсуви.
Пологі, невисокі ліві берега Либеді складені пісками.
У Либідь впадає декілька великих ярів; праворуч - Мокрий яр, Протасів яр, Совська балка і Деміївський Яр, ліворуч - яри Пушнікского парку, струмок Скоромох, Яри ботанічного саду, Хрещатицька балка, яри у вул. Звіринецькій і Телички.
Мокрий яр - по дну протікає струмок Мокрий - впадає в р.. Либідь біля залізничного вокзалу. Яр має кілька відгалужень, у Батиєвої гори схили круті, часто стрімкі в лесових містах, на схилах ярів розвинені зсуви більшій; частиною затухшим. Схили часто покриті лісом.
Протасів яр - впадає у Либідь біля станції Київ-Товарний. Це глибока балка з не дуже крутими схилами, частково забудованими і покритими лісом. Є сліди зсувів, в основному, затухшим. Яр старий, отвержкі доходять до вододілу на позначках 179,3 і 190,4 м.
Совська балка, починаючись у Первомайського масиву, впадає в долину Либеді. біля Байкового кладовища. Балка має широку долину, пологі схили, тільки в бічних відгалуженнях до Батиєвій горі - схили круті, на яких можна спостерігати діючі та згаслі зсуви. У районі селища Совки балка заболочена, має ряд озер і ставків.
Яри лівого берега Либеді частково засипані, сплановані і забудовані.
Хрещатицький яр, по якому прокладений Хрещатик, найбільший яр протяжністю 3,2 км. Є підстави вважати, що він є прохідний долиною від Дніпра до Либеді. Яр розташовувався в межах вулиць Кірова, Хрещатика, Подільського спуску, Бессарабії, Кловського яру, Центрального стадіону, де він впадає в долину Либеді. Глибина яру 25-45 м. Тальвег яру повністю забудована.
Геологічна будова долини р.. Дніпро досить різноманітно: спостерігаються виходи порід четвертинного і третинного періодів кайнозойської ери, широко поширені алювіальні, флювіогляціальние, елювіальні і делювіальні четвертинні відкладення. Рельєф досліджуваної території вдало поєднує елементи глибокої річкової долини / широка заплава лівого берега, круті схили правого з розвиненими зсувними, делювіальними і елювіальний процесами, розгалуженої яружної мережею серед множинних лесових плато-останців /.
Розвиток зсувних та еолових процесів, яроутворенням заболоченість, джерела, оголеність територій на схилах, дані про розвідувальних свердловинах, дозволяють студентам ознайомитися з геологічною будовою і процесами, провести гідрогеологічні та інженерно-геологічне опробування з використанням раз особистих методів польових досліджень.
2. Геологічна будова районів Києва
Територія м. Києва розташовується в крайовій зоні найбільшою геологічною структурної одиниці - Дніпровсько-Донецької западини, не її південно-західному схилі, де глибина залягання кристалічного фундаменту западини близько 500 м.
Найбільш древні породи, розкриті на глибині 198 м нижче рівня моря - це піщано-глинисті відклади пермського і тріасового періодів мезозойської ери. Юрські породи незгідно перекривають пермотріасовие на абсолютних відмітках 110-120 м вище рівня моря. Покрівля крейдяних відкладень перебуває на позначках 30-40 м вище рівня моря. Вище залягають породи кайнозойської ери: палеоген на відмітках 32-36 м і 120-125 м представлений породами канівської і Бучацького світ, що представляють собою чорні піщані глини з включеннями фосфору, які змінюються зеленувато-темно-сірими дрібними і середньої крупності пісками Бучацького ярусу. Відкладення шаруваті, подекуди спостерігається косошар, зрідка з брилові включеннями пісковика / на рис. I представлений геологічний розріз корінного схилу вище ерозійного врізу, характерний для м. Києва /. Вище знаходяться відкладення київської свити, низи якій представлені зеленувато-сірими дрібними карбонатними пісками з конкреціями фосфоритів / потужність 0,8-6,9 м / перехідними в блакитно-і зеленувато-сірі мергельних глини / потужністю 20-25 м / і далі в темні бескарбонатние глини потужністю до 13,3 м. Загальна потужність київської свити досягає 50 м.
Породи київської свити перекриті зеленувато-сірими дрібними глауконітовими слюдисті пісками, що переходять в глинисті і алевритових різниці, харківської свити. Загальна потужність харківських порід 27 м.
Вище залягає полтавський ярус, який представляє собою піски дрібні, білі, кварцові, тонкослоістих. У товщі цих пісків зустрічаються прошарки бурого вугілля, каолінові глини та залізисті конкреції. Потужність відкладень 18 м.
Полтавський ярус перекритий товщею строкатих і бурих неогенових глин загальною потужністю 15 м.
Вище по розрізу по нерівній поверхні бурих глин залягають порода моренного озерно-льодовикового та флювіогляціального походження, представлені супісками, суглинками і глинами темно-сірими до чорних, загальною потужністю до 5 м.
На ділянках плато над товщею порід льодовикового походження залягають леси загальною потужністю до 15 м.
3. Інженерно-геологічні процеси
У межах міської забудови зустрічаються ненапорние і напірні води, ненапорние залягають вище базису ерозії.
На умови живлення підземних вод впливають кількість опадів, геологічна будова і рельєф, тому для м. Києва в залежності від цих основних факторів режим підземних вод істотно змінюється. За цими ознаками грунтові вода розділяються: на:
1. Грунтові води плато: лесового плато і зандровой рівнини.
2. Грунтові води річкових долин і терас: першої та другої тераси долини Дніпра і долини Либеді.
3. Грунтові води ярів долини Дніпра і Либеді.
На плато розкриваються кілька водоносних горизонтів:
I - грунтові води лесів і подлессових пісків, для яких морена служить водоупором. Горизонт залягає на глибині 10-13 м і не має суцільного поширення, а в деяких місцях носить характер верховодки.
II - грунтові води в подморенних і флювіогляціальних пісках і в прісноводому суглинку. Водоупором служить бура глина. Цей водоносний горизонт має майже суцільні поширення на плато на глибині від 0,5 до 16,4 м / абс. позначки 163,21 - 178,45 м /. Горизонт виклінівается в долини річок Дніпра і Либеді та в тальвегах ярів.
Ш - міжпластові вода в харківських пісках, для яких спондилової глина / київський мергель / служить водоупором.
Потужність водоносного горизонту 5-6 м. Харківські піски дрібні та середньої крупності, в обводненому стані стають пливунами.
ІУ - напірні води в бучакський пісках залягають нижче базису ерозії. Напір невеликий, висота п'єзометричного рівня над покрівлею 9-10 м.
У сфері поширення зандровой рівнини простежується 2 водоносних горизонти.
I - в товщі зандрових відкладень підземні води типу грунтових, для яких бура глина служить водоупором.
II - міжпластові ненапорние в полтавських та харківських пісках.
Антропогенно ий сель - сіли, виникнення яких прямо пов'язане з наслідками господарської діяльності, яка кардинально змінює навколишнє середовище. Осередками їх зародження найчастіше служать відвали і прориви водосховищ. Поширення локально, можливо на рівнинах. Відомі випадки їх формування на териконах.
4. Інженерна підготовка території
Розрізняють два основних способи намиву: естакадний і безестакадний. У першому випадку пульпопроводу збирається на естакаді по осі споруди; надходить пульпа розлучається лотками, що встановлюються по обидві сторони пульпопроводу. Різновидом цього способу є укладання розвідних пульпопроводів на естакадах у дві лінії уздовж країв намивається споруди. У цьому випадку пульпа розподіляється по лотках, який відходить від пульпопроводів з одного їх боку до осі споруди. Вихід пульпи з розвідних пульпопроводів регулюється за допомогою шиберів, встановлених на випускних ланках пульпопроводу.
Безестакадний спосіб намиву споруд, запропонований
В.А. Платоновим, полягає в тому, що пульпа надходить не з окремих випусків пульпопроводу, а з торця труби, укладеної безпосередньо на поверхні тіла намивається споруди. При цьому пульпопроводу послідовно нарощується і розбирається (намив човниковим способом) від одного кінця карти до іншого, дозволяючи досягти при такому способі намиву будь-якої товщини намивається шару грунту. Розбирання та нарощування труб здійснюються краном на гусеничному ходу при безперервній подачі пульпи, тобто без зупинки роботи землесосного снаряда, що досягається застосуванням спеціальної конструкції конусного з'єднання труб.
При намивання споруди великого значення набуває порядок укладання грунту, забезпечує правильне і рівномірне його розподіл по поверхні зводиться споруди. Необхідно укладати грунт спершу по периметру споруди, піднімаючи його краю з тим. щоб створити швидке відведення води до водозбірних колодязів.
При організації робіт з естакадного методом карту додатково ділять на ділянки, кількість яких звичайно дорівнює трьом. У той час, коли на першій ділянці виробляється обвалування і монтаж пульпопроводів, на другий встановлюються лотки, огороджувальні щитки і шаблони по контуру проектного обриси споруди, влаштовуються водовідвідні колодязі, на третій здійснюється намивання.
Робота з обвалування карт виконується механізованим способом, за допомогою бульдозерів, які використовуються також для транспортування труб. Монтаж і демонтаж пульпопроводів і естакад може здійснюватися гусеничними кранами.
Безестакадний спосіб намиву дозволяє повністю механізувати виробництво робіт на картах і значно скоротити загальну потребу в робочих.
Велике значення у роботі землесосних снарядів набуває регулювання щільності пульпи в трубопроводі, що залежить від роботи чергового багермейстерів при земснаряді; велика щільність пульпи може призвести до закупорки пульпопроводу, мала дасть невеликий коефіцієнт корисної дії установки.
Сучасна техніка дозволяє застосувати для цієї мети радіоактивні ізотопи, які є джерелами тих чи інших випромінювань, що взаємодіють з речовиною. Закони цієї взаємодії були використані при розробці спеціального приладу, що носить назву пульпомера. У якості радіоактивного ізотопу використовується радіоактивний кобальт. Зміна маси пульпи викликає зміна випромінювання і відповідне відхилення стрілки приладу від встановленої норми.
Технологія намиву земляних споруд, основ під забудову, повинна відповідати спеціальними вказівками в проектах організації будівництва та виконання робіт.
При проведенні намивних робіт необхідно:
уздовж кордонів намивані територій та споруд влаштовувати канави для відводу фільтраційної води і здійснювати інші заходи для запобігання заболочування навколишньої території;
земляне полотно існуючих залізничних і автомобільних доріг, а також інші споруди, розташовані в районі намивних робіт, захищати від пошкодження водою дамбами обвалування або канавами;
територію намиву захищати від зливового чи паводкового стоку.
При розміщенні намивних споруд і гідровідвалів на шляху поверхневого стоку слід передбачати в їх основі спеціальні водопропускні пристрої і при необхідності обвідні канави.
Крутизну примусово формованих укосів намивних споруд слід призначати з урахуванням водовіддачі і фільтрації в будівельний період. Для великих пісків укіс повинен бути не крутіше 1:2, середньої крупності - 1:2,5, для дрібних пісків - 1:3 і особливо дрібних пилуватих - 1:4.
Намив з вільним розтіканням пульпи (вільним укосом) слід застосовувати при зведенні земляних споруд з розплатаним або волноустойчівим профілем; крутизну вільного укосу слід приймати за СНіП 2.06.05-84.
Намив земляних споруд на просідаючих макропористий, торф'яних і мулистих грунтах слід, як правило, проводити у два етапи:
пристрій розширеної нижньої частини ("подушки»);
подальший домив верхньої частини після стабілізації осідань основи і подушки.
По контуру Будівлі в шурфі віконанні випробуваного грунтів в основи статичним Навантаження на штамп площе 0.5м 2. При цьому Було зафіксоване осідання штампу S (мм). Необхідно побудуваті Графік залежності S = f (P) та Визначити за Його допомогою метода модуль деформації грунтів E (МПа).