Основные процессы: выщелачивание, растворение, вытеснение древних вод, переход в свободное состояние, смешение вод. Могут содержать K, Mg, Na, Cl, CaO, SO4. Общие минеральные воды – сумма ионов и различных нелетучих веществ и коллоидов находящихся в воде.
Делятся на пресные (1мг/л), слабо минеральные (1-3), солоноватые (3-10), соленые (10-25), сильно соленые (25), рассолы (более 50).
Основной химический состав подземных вод определяется содержанием наиболее распространенных анионов и катионов (написаны выше). Соотношение указанных шести элементов определяет основные свойства подземных вод – щелочность, соленость и жесткость. По анионам выделяют три типа воды: гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. По соотношению с катионами они могут быть кальциевыми или магниевыми, натриевыми. По характеристике гидрохимических типов на первое место ставится преобладающий анион. В глубоких водоносных горизонтах с высокой минерализацией, помимо основных анионов и катионов, нередко содержится йод, бром, бор, стронций. особенно большое количество йода, брома и бора встречается в хлоридо-кальциевых водах нефтяных и газовых месторождений, где они местами извлекаются в промышленных количествах.
25. В каких случаях вода будет агрессивна по отношению к бетону? Какие вы знаете виды агрессивности? Как защитить бетон от вредного воздействия подземных вод?
Агрессивность подземных вод - способность подземных вод путем химического воздействия разрушать горные породы и различные материалы: бетон, известковые материалы, металлы. Агрессивность подземных вод подразделяется на:
- углекислотную, является результатом воздействия углекислоты;
- выщелачивающую, характеризующуюся растворением карбоната кальция и вымывание из бетона извести, возникает при малом содержании в воде ионов;
- общекислотную, обусловливается низким значением водородного показателя pH, в результате чего происходит растворение извести бетона;
- сульфатную, характерна при наличии в воде сульфата. Это обуславливает кристаллизацию новых соединений, которая приводит к увеличению объема и разрушению бетона;
- магнезиальную, аналогична сульфатной, приводит к разрушению бетона при контакте с водой, содержащей высокое количество ионов магния.
Для борьбы с агрессивностью воды применяют специальные цементы, производят гидроизоляцию подземных конструкций, понижают уровень грунтовых вод и т. д.
26. В чем отличие гидрологигических карт от геологических?
Гидрогеологические карты - отображают водоносные свойства горных пород; их водонообильность, условия залегания, распространения, химическую характеристику и др., свойства подземных вод.
На геологических картах с помощью цвета, штриховки, буквенных, цифровых и других условных знаков показывают возраст, состав и происхождение горных пород, условия их залегания, характер границ между отдельными комплексами.
27. Сформулируйте основные задачи инженерно-геологических изысканий
Получение информации об инженерно-геологических условиях территории, к которым относятся: рельеф, породы и их свойства, подземные воды, геологические и инженерно-геологические процессы и явления, а также прогноз изменения этих условий под влиянием инженерной деятельности человека.
28. Какие виды работ входят в комплекс инженерно-геологических изысканий.
В состав работ, выполняемых при инженерно-геологических изысканий входят:
- сбор и обобщение данных о природных условиях района изысканий и материалов изысканий прошлых лет;
- инженерно-геологическая съемка с применением аэро методов;
- горно-буровые работы (проходка горных выработок);
- отбор проб грунтов и воды, и определение их свойств полевыми и лабораторными методами;
- опытные полевые исследования грунтов, определение сопротивления грунтов по сдвигу, генерации, испытание штампов и т.д.;
- лабораторные исследования для определения их состава, состояния физических, механических, химических свойств для выделения классов, групп и т.д.;
- лабораторные исследования грунтов, подземных вод и поверхностных вод.
29.Что такое инженерно-геологическая съемка? Какие задачи решают при ее проведении?
Инженерно-геологическая съемка - это комплекс методов (полевые, камеральные, лабораторные) для поисков, выбора наиболее благоприятных естественных условий для планирования размещения отраслей народного хозяйства, региональных мероприятий по защите и охране окружающей среды.
Задачи, решаемые инженерно-геологической съемкой:
- изучение всех факторов инженерно-геологических условий, влияющих на планирование и проектирование строительства;
- установление взаимосвязи между факторами, инженерно-геологических условий;
- выявление закономерностей пространственной и временной изменчивости факторов инженерно-геологических условий;
- выявление взаимодействия природных факторов с существующими на территории сооружений;
- Составление прогноза изменения инженерно-геологических условий, как в естественном ходе, так и под влиянием инженерной деятельности человека.
30. Какие работы называются разведочными? От чего зависит глубина инженерно-геологических скважин и их количество?
После открытия месторождений полезных ископаемых, на нем проводят работы, нацеленные на определение геологических запасов и условий его разработки. Эти работы называются разведочными.
Общее число скважин зависит от размеров будущего здания в проекте (его высота, длина и ширина), количество этажей, глубины фундамента дома, а также от геологических условий участка (простых или усложненных).
Количество скважин объекта в зависимости от его габаритов:
- строение не более 100 м2 по проекту - 3 скважины;
- общая площадь объекта не превышает 200 м2 - 4 скважины;
-объекты, рассчитанные на площадь 200 м2 в плане число скважин определяется в каждом отдельном случае персонально.
Глубина скважин зависит от сжимаемой толщей грунтов. При отсутствии или нехватке такой информации глубина скважин определяется зависимо от количества желаемых этажей объекта, то есть нагрузок сооружения на фундамент. Также влияет сложность геологических условий (присутствие экзогенных геологических процессов) на предполагаемом земельном участке. От типов закладываемого фундамента (так при ленточном или столбчатом фундаменте двухэтажного дома специалисты бурят скважину глубиной на 6 м ниже спроектированного фундамента. При большем количестве этажей глубина скважины обязана быть ниже минимум на 8 м. свайный фундамент требует скважины глубиной не меньше, чем на 5 м ниже запланированной отметки укладки свай.
31. Какие геофизические методы и для чего применяют в инженерной геологии?
Виды геофизических методов:
- электроразведочные методы - вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) и электропрофилирование. ВЭЗ - устанавливают положение границ между геологическими телами, размягчающимися электрическим сопротивлением и поляризуемостью.
- сейсморазведку по методу преломленных волн (МПВ)- устанавливают границу между рыхлыми поверхностными отложениями и коренными породами, выявляют древние эрозионные врезы (погребенные речные долины, озерные котловины и др.) приближенно определяют мощность площадкой коры выветривания и выявляют границы линейных кор.
Геофизические методы применяют в инженерной геодезии для обнаружения крупных аномалий в строении геологической среды (пустоты, зоны трещин, погребенные эрозионные врезы) и оценки ее некоторых коллективных свойств (пористость, трещиноватость, водонасыщенность, упругие свойства).
32. Что включает техническое задание?
Техническое задание - это исходный документ на проектирование технического объекта (изделия).
Техническое задание на инженерные изыскания должно содержать сведения и данные, необходимые и достаточные для организации и производства изысканий, составления программы и отчетных материалов:
- основание для производства инженерных изысканий;
- наименование объекта;
- проектная организация - генеральный проектировщик;
- характер строительства (новое строительство, реконструкция, расширение, техническое перевооружение);
- виды изысканий;
- данные о местоположении и границах площадки, участка, трассы или их конкурентоспособных вариантов;
- сведения о стадийности, сроках проектирования и строительства;
- сведения о ранее выполненных инженерных изысканиях и исследованиях;
- характеристику проектируемых предприятий, класс ответственности зданий и сооружений в соответствии с «Правилами учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций»;
- данные о воздействии проектируемых объектов на природную среду, рациональном природопользовании и о мероприятиях по охране природной среды и инженерной защите территорий и сооружений;
- требование к составу, точности надёжности, достоверности и обеспеченности определение необходимых данных при изысканиях;
- требования к составу, срокам и порядку представления отчетных материалов заказчику;
- дополнительные требования и сведения по производству отдельных видов инженерных изысканий;
- фамилия, инициалы и номер телефона ответственного представителя заказчика.
К техническому заданию должны прилагаться инженерно-геологические карты и разрезы по участку подготовки основания, генплан объекта с указанием глубин выемок, карты намыла, график ведения намеченных строительных работ и так далее.
33. В каких состояниях встречается вода в горных породах?
Виды состояний воды в горных породах:
- парообразное состояние - содержится в воздухе, находящемся в порах и пустотах породы;
- пленочное состояние - удерживается на поверхности частиц смоченной породы в виде пленки;
- гидроскопическое состояние - удерживается породой в силу сцепления между частицами породы и воды;
- капиллярное состояние - заполняет промежутки (капилляры) в породе и удерживается в них поверхностным натяжением;
-гравитационном состоянии - порода находится в состоянии полного насыщения водой;
- твердом состоянии- лед.
34. Методы и объемы инженерно-геологических изысканий.
Методы и объемы работ следует устанавливать в программе изысканий с учетом сложности инженерно-геологических условий исследуемой территории.
Методы инженерно-геологических изысканий:
- полевые методы - то есть на месте залегания горных пород (определяют- состояние горных пород и их массивов, фильтрационные свойства и водопрочность горных пород, деформационные и прочностные свойства горных пород);
- лабораторные методы- определение физико-механических характеристик грунтов по образам из горных выработок.
Объем инженерно-геологических изысканий зависит от сложности и степени изученности природных условий района, а также от стадии проектно-изыскательных работ (технико-экономическое обоснование (ТЭО), проект (П), рабочая документация (р.д.) рабочий проект (р.п.). При выполнении изысканий следует учитывать требования СНиП 1.02.07-87 «Инженерные изыскания для строительства».
Задание 1.
Перечислите виды работ, входящих в состав инженерно-геологических изысканий. Приведите состав отчета по инженерно-геологическим изысканиям.
В состав инженерно-геологических изысканий входят следующие основные виды работ:
- сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет;
- дешифрирование аэро- и космических снимков;
- рекогносцировочное обследование, маршрутные и аэровизуальные наблюдения;
- инженерно-геологическая съемка;
- проходка горных выработок;
- инженерно-геофизические исследования;
- инженерно-геокриологические исследования;
- сейсмологические и сейсмотектонические исследования территории;
- сейсмическое микрорайонирование;
- полевые исследования грунтов;
- гидрогеологические исследования;
- лабораторные исследования грунтов и подземных вод;
- локальный мониторинг компонентов геологической среды и стационарные наблюдения;
- камеральная обработка материалов и составление технического отчета.
Технический отчет составляют в соответствии с заданием застройщика или технического заказчика и, как правило, должен содержать:
- материалы обследований котлованов, траншей и других строительных выемок;
- материалы буровых и опытных полевых работ, выполненных со дна котлована, для фундаментов зданий и сооружений, заглубленных на 10 м и более;
- результаты контроля качества инженерной подготовки территорий, используемых грунтовых строительных материалов и оснований зданий и сооружений;
- контрольные определения характеристик свойств грунтов после их технической мелиорации (уплотнения, силикатизации и т.п.);
- данные о подземных водах, в том числе в строительных выемках до и после водопонижения;
- результаты химических анализов подземных вод с определением степени агрессивности к бетону и коррозионной активности к металлам;
- материалы наблюдений за устойчивостью откосов, разуплотнением грунтов и прорывами грунтовых вод в строительных выемках и котлованах и др.;
- данные о степени соответствия ранее выполненного прогноза фактическим изменениям инженерно-геологических условий;
- данные о влиянии возводимого сооружения на прилегающие здания в условиях тесной городской застройки;
- результаты геотехнического мониторинга основания зданий (сооружений);
- результаты наблюдений за изменениями инженерно-геологических условий и процессов, обусловленных хозяйственным освоением территории;
- общую оценку соответствия или несоответствия принятых в проекте исходных данных для расчета с фактическими.
Состав отчета по инженерно-геологическим изысканиям включает в себя 3 раздела:
Пояснительная записка (введение, методика выполнения работ, физико-географические условия района работ, геморфологическая приуроченность, геолого-литологическое строение, гидрологические условия,инженерно-геологические условия участка, сравнительная таблица характеристик грунтов, рекомендуемые значения прочностных и деформационных характеристик грунтов, заключение, список использованных материалов);графические материалы (схема района работ инженерно-геологических изысканий, план расположения инженерно-геологических выработок у разрезов, инженерно-геологические разрезы, инженерно-геологические колонки скважин); приложения (ведомость результатов анализа физических свойств грунтов, результаты измерения коррозийной агрессивности грунтов, химический анализ воды, позиция грунтов по разрабатываемости, каталог высот геологических выработок, методико-метрологическое обеспечение изысканий).
ЗАДАНИЕ 2
Опишите состав дополнительных работ, которые необходимы при изысканиях в районах распространения специфических грунтов и в районах развития опасных геологических процессов (для просадочных грунтов).
При инженерно-геологических изысканиях в районах распространения просадочных грунтов следует дополнительно к требованиям СП 11-105-97 (часть I) устанавливать: распространение, мощность и геолого-литологическое строение толщи просадочных грунтов, их приуроченность к определенным формам рельефа и геоморфологическим элементам; формы микрорельефа, обусловленные просадочностью грунтов (просадочные блюдца, поды, ложбины и пр.), их распространение, размер, частоту проявления, и интенсивность развития;особенности структуры (характер вертикальных и горизонтальных макропор, расположение их по глубине и площади; пылеватость, агрегированность и пр.), текстуры (тонкая слоистость, трещиноватость, наличие конкреций кальция, кристаллов гипса и пр.), интенсивность вскипания от 10 % HCl; нормативные и расчетные значения характеристик прочностных и деформационных свойств просадочных грунтов (для выделенных инженерно-геологических элементов) при природной влажности и в водонасыщенном состоянии, а также изменение специфических показателей просадочности по глубине при различных давлениях;тип грунтовых условий по просадочности по результатам лабораторных и, при необходимости, полевых испытаний;прогноз изменений уровенного режима подземных вод в результате строительного освоения территории, приводящих к замачиванию толщ просадочных грунтов и проявлению их просадки; рекомендации по учету основных особенностей распространения, неоднородности строения и свойств толщи просадочных грунтов при проектировании, а также рекомендации по дальнейшему проведению изысканий.
В состав комплекса полевых методов включаются испытания штампами и прессиометрами, статическое зондирование, опытно-фильтрационные работы.
Список используемых источников
СНиП 1.02.07-87 «Инженерные изыскания для строительства»
СНиП 1.02.07-87 «Инженерно-геологические изыскания. Дополнительные требования к изысканиям (часть 3)»
СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства часть 2. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов/Госстрой России. - М.: ПНИИИС Госстроя России, 2000»
СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства часть 3. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов»