Технический отчет инженерно-геологических изысканиях условий площадки

Инженерно-геологические изыскания площадки на стадии «Проектная документация» для целей реконструкции зданий по, выполнены в соответствии с техническим заданием прил. 6.2. компанией, право которой на осуществление деятельности.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ

ОБ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ПЛОЩАДКИ

Общая техническая характеристика проектируемого объекта приведена в таблице 1.

Таблица 1

В задачу изысканий входило составление расчетной схемы оснований с выделением инженерно-геологических элементов ИГЭ и установлением их расчетных характеристик; выяснение гидрогеологических условий площадки; получение исходных данных для разработки мероприятий по защите конструкций и инженерных сетей от агрессивного воздействия грунтов и подземных вод.

Виды и объемы полевых и лабораторных работ, выполненных в соответствии с техническими заданием и требованиями нормативных документов, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Бурение 12-и разведочных скважин глубиной по 23 м и 3-х скважин глубиной по 15 м производилось станком УРБ-2А2 колонковым способом с полным отбором керна, общим объемом 321 п.м. и сопровождалось документацией керна, замерами уровней вскрытых подземных вод, отбором проб грунтов и воды для лабораторных определений их свойств. Количество и глубина разведочных скважин определялись согласно требованиям п.8.2-8.5 СП 11-105-97 ч.I [15], МГСН 2.07-01 [20].

Статическое зондирование грунтов зондом II-го типа с регистрирующим прибором ТЕСТ-АМ, производилось до глубины 15-19 м, в 6-ти точках, рядом с разведочными скважинами для наиболее точной интерполяции геологического разреза.

Испытания грунтов вертикальными статическими нагрузками штампом осуществлялись при помощи винтового штампа ШВ 60 IV типа площадью 600 см2, удельным давлением до 0,5 МПа, в количестве 4-х опытов на глубине 2,0-3,8 м, в грунтах вмещающих подошву фундаментов. Полевые работы выполнены бригадой в составе: Чистякова Н.П., инженер по бурению, бурильщики.

Плановую и высотную инструментальную привязку устьев скважин и пунктов полевых работ выполнил геодезист.

В лабораторных условиях проводился комплекс определений физических свойств и механических характеристик глинистых грунтов методом компрессионных и сдвиговых испытаний; для песчаных грунтов определялся гранулометрический состав, физические свойства, коэффициент фильтрации. Также определялась коррозионная активность грунтов по отношению к металлам и бетону, агрессивная среда подземных вод. Анализы грунтов выполнены в испытательной грунтовой лаборатории, аккредитованной на техническую компетентность прил. 8.2 Обработка материалов с составлением технического отчета выполнена геологом камеральной группы.

Метрологическое обеспечение изысканий

При бурении скважин использовался СП 11-105-97 ч.I «Общие правила производства работ». Опытные полевые работы проводились в соответствии с ГОСТ 19912-2001 «Грунты. Метод полевого испытания статическим и динамическим зондированием» и ГОСТ 20276-99 «Грунты. Метод полевого определения характеристик прочности и деформируемости».

Обработка данных статического зондирования выполнена в соответствии с СП 11-105-97, ГОСТ 20522-2012. При опробовании грунтов использовался ГОСТ 12071-2000 «Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование, хранение образцов». При опробовании подземных вод использовался ГОСТ 4979-49 «Вода хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения. Методы химического анализа. Отбор, хранение и транспортирование проб».

Лабораторные исследования физических и механических свойств грунтов выполнены в соответствии с ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12248-2010, ГОСТ 30416-96, ГОСТ 12536-79. При лабораторных определениях коррозионной агрессивности грунтов к бетону и к металлам использованы ГОСТ 31384-2008 «Защита строительных конструкций от коррозии» и ГОСТ 9.602-2005 «Сооружения подземные; общие требования к защите от коррозии».

При оформлении отчета использованы ГОСТ 21.302-96 «Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям» и СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения». Обобщенные сведения по метрологическому обеспечению изысканий приведены в текстовом приложении 6.14.

Инженерно-геологическая изученность площадки работ

Были выполнены изыскания для строительства многофункционального жилого комплекса.

В процессе изысканий было пробурено 6 разведочных скважин глубиной по 36-37 м, выполнено динамическое зондирование грунтового массива в 4-х точках; отобраны 30 монолитов и 14 проб песков, на которых проведены лабораторные определения физико-механических характеристик.

В геологическом строении территории работ до глубины 23 м принимают участие:

• Современные техногенные отложения tQIV, представленные песками разной крупности, с включением до 10-15% строительного мусора, мощностью 0,8-3,1 м;
• Верхнечетвертичные аллювиальные отложения аQIII, представленные песками, супесями и суглинками, общей мощностью от 10,3 до 15,6 м;
• Верхнеюрские отложения J3, вскрытые с глубины 12,1-17,2 м, представленные глинами полутвердой и твердой консистенции, мощностью от 8,6 до 10,7 м.

Гидрогеологические условия участка характеризуются распространением безнапорного надъюрского водоносного горизонта, залегающего на глубине 3,9-5,0 м абс.отм. 131,80-132,97 м и приуроченного к аллювиальным пескам. Нижним водоупором являются верхнеюрские глины.

В соответствии со «Схематической картой инженерно-геологического районирования г. Москвы по степени опасности проявления карстово-суффозионных процессов» Мосгоргеотрест, ПНИИИС, 1996г. участок проектируемого строительства безопасен в карстово-суффозионном отношении.

Архивные материалы кондиционные и достаточные для оптимизации состава и объемов полевых и лабораторных исследований, выделения инженерно-геологических элементов, уточнения гидрогеологических условий и физико-механических свойств грунтов.

Физико-географические условия

Местоположение и рельеф

В геоморфологическом отношении приурочена к II-ой мневниковской надпойменной террасе р.Москвы, с абсолютными отметками поверхности рельефа по устьям скважин 136,40-138,10 м.

В настоящее время поверхность спланирована насыпными грунтами и застроена. Современные физико-геологические процессы, способные негативно повлиять на принятие проектных решений, на площадке работ не отмечены.

Климат

Район работ входит в зону умеренно-континентального климата со следующими среднегодовыми показателями: температура - плюс 6,2° С, осадки – 500 ÷ 650 мм (586 мм), число дней со среднесуточной температурой выше 0° С – 210 ÷ 214. Наибольшее количество осадков приходится на весенне-летний период. Средняя температура января – минус 14,5° С, июля – плюс 26,1° С с максимумами 36,0° ÷ 38,0° С. Зима длится 4,5 месяца. Средняя годовая относительная влажность воздуха 79%.

Расчет нормативной глубины сезонного промерзания грунтов сделан в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011 [16] по среднемесячным отрицательным температурам, взятым по СНиП 23-01-99 [19] и составляет для песчаных грунтов – 1,7 м, глинистых грунтов – 1,4 м. Сейсмичность территории менее 6 баллов СНиП II-7-81 и ОСР-97.

Инженерно-геологические условия площадки

Геологическое строение

В геологическом строении площадки до глубины 23 м принимают участие 4 стратиграфо-генетических комплекса СГК:

• современный почвенно-растительный слой pdQIV;
• современный техногенный слой tQIV;
• верхнечетвертичные аллювиальные отложения аQIII;
• верхнеюрские отложения J3.

Современный почвенно-растительный слой pdQIV, вскрыт скважинами № 6-7, 10, представлен суглинком легким, с примесью гумуса, с включением корней, мощностью 0,2 м. Современные техногенные образования tQIV, представлены слежавшимся насыпным грунтом - песком мелким и средней крупности, с включением до 10-15% дресвы, щебня, строительного мусора, местами перемятым с суглинком, мощностью 2,3-4,3 м ИГЭ-1.

Верхнечетвертичные аллювиальные отложения аQIII распространены повсеместно, залегают под насыпными образованиями и представлены:

• песком средней крупности, серо-желтым, желто-коричневым, средней плотности ИГЭ-2, маловлажным, с включением до 10% гравия и гальки, мощностью от 0,7 до 2,3 м;
• песком мелким, светло-коричневым, серым, средней плотности ИГЭ-3, глинистым, с прослойками суглинка и супеси, с пятнами ожелезнения, с включением до 10% гравия и гальки, от маловлажного до водонасыщенного, мощностью от 0,6 м до 6,9;
• суглинком серым, тугопластичным, легким, с прослойками глины и песка, мощностью от 0,4 до 5,0 м ИГЭ-4.

Верхнеюрские отложения J3 залегают на глубине 13,5-19,6 м абс.отм. 117,40-123,45 м и представлены глиной, темно-серой до черной, твердой, пылеватой, слюдистой, с тонкими прослойками пылеватого песка, с включением обломков ископаемой фауны, вскрытой мощностью от 3,4 до 9,5 м ИГЭ-5.

Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия площадки на октябрь 2013 г, характеризуются распространением надъюрского водоносного горизонта, вскрытого на глубине 4,2-5,8 м и приуроченного к пескам верхнечетвертичных аллювиальных отложений. Горизонт безнапорный, нижним водоупором являются верхнеюрские глины.

Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации дождевых и талых вод, разгрузка происходит в речную сеть. По типу и химическому составу воды хлоридно-гидрокарбонатные натриевые, пресные, с минерализацией 0,2 г/дм3, очень мягкие, рН 7,2-7,3.

По степени активности подземные воды неагрессивные к бетонам марок W, слабоагрессивные к железобетонным конструкциям при периодическом смачивании, среднеагрессивные к металлическим конструкциям при свободном доступе кислорода; обладают высокой коррозионной активностью по отношению к свинцу и средней – к алюминию прил. 6.10.

Для определения возможности подтопления площадки под влиянием техногенных факторов, в таблице 3, приводится оценка ее потенциальной подтопляемости по методике ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР [18, 21]. За критический подтопляемый уровень Нс принято заглубление цокольного этажа– 2,0 м.

Таблица 3

Расчеты показывают, что при размещении подошвы фундаментов на глубине 2-2,5 м площадку следует рассматривать как потенциально неподтопляемую.

Свойства грунтов

По результатам полевых и лабораторных работ были выделены ИГЭ в разрезе сжимаемой толщи основания, определены физические, деформационные и прочностные характеристики грунтов, их коррозионные и агрессивные свойства.

Лабораторные определения деформационных и прочностных характеристик связных грунтов осуществлялись на компрессионных и сдвиговых приборах автоматизированного комплекса «AСИС». Компрессионные испытания выполнялись при естественной влажности в диапазоне нагрузок 0,05-0,3 МПа. Прочностные характеристики глинистых грунтов твердой и тугопластичной консистенции определялись по схеме медленного консолидированного среза при нормальном давлении 0,1-0,2-0,3 МПа. Механические характеристики верхнеюрских глин определялись методом трехосного сжатия в стабилометре ГТ 0.3.17.

Результаты лабораторных исследований грунтов приведены в приложениях 6.3-6.5, а данные статистической обработки результатов лабораторных определений характеристик грунтов по инженерно-геологическим элементам ИГЭ приведены в приложении 6.6.

Статическое зондирование грунтов проводилось с целью расчленения песков по плотности сложения, определения механических свойств грунтов в условиях их природного залегания.

Модуль общей деформации верхнеюрских глин по данным статического зондирования определялся по формуле Еш=5qc+8,5 приведенной в СТО 36554501-020-2010, разработанным НИИОСП им. Н.М.Герсеванова [24].

Графики и данные статического зондирования приведены на графических приложениях 7.4, а результаты статистической обработки частных значений характеристик, представлены в приложении 6.7

Полевые штамповые испытания для определения деформационных свойств грунтов в массиве, были выполнены на грунты ИГЭ-1 и ИГЭ-3 под подошвой фундаментов. Результаты испытаний грунтов штампом приведены в приложении 6.8.

В ходе анализа пространственной изменчивости частных показателей свойств грунтов, определенных лабораторными и полевыми методами, в сфере взаимодействия объекта с геологической средой, до глубины 23 м, согласно ГОСТ 25100-2011, выделено 5 инженерно-геологических элементов ИГЭ, составляющих расчетную схему основания, описание которых приведено ниже:

Нормативные и расчетные значения основных физико-механических характеристик грунтов при доверительной вероятности 0,85 и 0,95, которыми рекомендуется пользоваться при расчетах фундаментов по деформациям и несущей способности, в соответствии с СП 22.13330.2011, СП 11-105-97 и МГСН 2.07-01, приведены в таблице 4.

По данным химических анализов грунты участка незасоленные, рН 7,1-7,2.

Грунты неагрессивные к бетонам марок W и железобетонным конструкциям. Оценка коррозионной активности грунтов по отношению к алюминию и свинцу – средняя, к углеродистой и низколегированной стали – высокая прил. 6.9.

Физико-геологические процессы и специфические грунты

Насыпные грунты ИГЭ-1 классифицируются как отвалы местных песчаных грунтов, мощностью 2,3-4,5 м. Насыпь слежавшаяся, возраст ее более 10 лет. Согласно таблице 5 Приложения 3 СНиП 2.02.01-83* расчетное сопротивление для насыпных грунтов R0 принято равным 120 кПа 1,2 кгс/см2.

По результатам штамповых испытаний, проведенных на глубине 2,0-2,5 м, среднее значение модуля общей деформации составило Е 22 МПа.

По возможности следует исключать использование техногенных грунтов в качестве основания фундаментов без предварительной подготовки, т.к. из-за неоднородности литологического состава, неравномерной плотности и наличию разнородных техногенных включений, они способны давать значительные и неравномерные осадки.

Оценка участка в карстово-суффозионном отношении

В соответствии с Государственной геологической картой РФ М 1:200000 Лист № 37-II. Московская серия, геологическим строением района и условиями п.4.8 «Инструкции..» [22], территория работ является неопасной в карстово-суффозионном отношении, т.к. мощность регионального водоупора из юрских глин здесь составляет более 10 м.

Выводы

По совокупности факторов инженерно-геологические условия площадки относятся ко II категории сложности прил. Б СП 11–105-97, ч. I. В геоморфологическом отношении приурочена к II-ой мневниковской надпойменной террасе р.Москвы, с абсолютными отметками поверхности рельефа 136,40-138,10 м.

Поверхность спланирована насыпными грунтами и застроена. Современные физико-геологические процессы, способные негативно повлиять на принятие проектных решений, на площадке работ не отмечены.

В геологическом строении площадки до глубины 23 м принимают участие 4 стратиграфо-генетических комплекса СГК:

• современный почвенно-растительный слой pdQIV;
• современный техногенный слой tQIV;
• верхнечетвертичные аллювиальные отложения аQIII;
• верхнеюрские отложения J3.

В разведанной толще выделено 5 инженерно-геологических элементов ИГЭ:

условия распространения и залегания которых показаны на инженерно-геологических разрезах прил. 7.2.

Рекомендуемые нормативные и расчетные значения характеристик физико-механических свойств ИГЭ при доверительной вероятности 0,85 и 0,95, приведены в таблице 4 текста отчета.

По данным химических анализов грунты участка незасоленные, рН 7,1-7,2. Грунты участка незасоленные, неагрессивные к бетонам марок W и железобетонным конструкциям. Оценка коррозионной активности грунтов по отношению к алюминию и свинцу – средняя, к углеродистой и низколегированной стали – высокая.

Гидрогеологические условия площадки на октябрь 2013 г, характеризуются распространением надъюрского водоносного горизонта, вскрытого на глубине 4,2-5,8 м абс. отм. 131,56-132,75 м и приуроченного к пескам верхнечетвертичных аллювиальных отложений. Горизонт безнапорный, нижним водоупором являются верхнеюрские глины. По типу и химическому составу воды хлоридно-гидрокарбонатные натриевые, пресные, с минерализацией 0,2 г/дм3, очень мягкие, рН 7,2-7,3.

По степени активности подземные воды неагрессивные к бетонам марок W, слабоагрессивные к железобетонным конструкциям при периодическом смачивании, среднеагрессивные к металлическим конструкциям при свободном доступе кислорода; обладают высокой коррозионной активностью по отношению к свинцу и средней – к алюминию.

При размещении подошвы фундаментов на глубине 2-2,5 м площадку следует рассматривать как потенциально неподтопляемую. Геологическое строение площадки исключает возможность развития карстово-суффозионных процессов, т.к. мощность регионального водоупора верхнеюрских глин здесь составляет более 10 м.

Нормативная глубина сезонного промерзания песчаных грунтов составляет 1,7 м. В зону сезонного промерзания попадают насыпные грунты ИГЭ-1, пески ИГЭ-2,3 которые по степени морозной пучинистости характеризуются как слабопучинистые. По трудности разработки механизированным способом грунты площадки относятся ко 2-ой категории.

По данным изысканий, выполненных на стадии ПД и исходя из сочетания критериев – II-го уровня ответственности сооружений и II-ой категории сложности инженерно-геологических условий – объект реконструкции следует отнести так же к 2-ой геотехнической категории.

По возможности следует исключить возможность использования техногенных грунтов в качестве основания фундаментов без предварительной подготовки, т.к. из-за неоднородности литологического состава, неравномерной плотности и наличию разнородных техногенных включений, они способны давать значительные и неравномерные осадки.

Исходя из инженерно-геологических условий площадки рекомендуется предусмотреть защиту подземных конструкций, предрасположенных к коррозии, от агрессивного воздействия грунтов.

• Вперёд