Similar presentations:
Основания и фундаменты сооружений. Инженерно-геологические условия
1. СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений.)
• Глава 4. Общие положения.2. П.4.2. Основания и фундаменты сооружений должны проектироваться на основе и с учетом: а) результатов инженерных изысканий для
строительства…3. П.4.8.
• Результаты инженерных изысканийдолжны содержать данные,
необходимые и достаточные для
выбора типов основания и
фундаментов и подземных сооружений
с учетом прогноза возможных
изменений (в процессе строительства
и эксплуатации) инженерногеологических условий площадки
строительства …
4. Инженерно-геологические условия (ИГУ)
• – совокупностьвзаимосвязанных природногеологических факторов,
определяющих условия
инженерно-хозяйственной,
прежде всего инженерностроительной деятельности
человека
5. К факторам ИГУ относятся:
• 1)закономерности геологическогостроения толщи, массива грунтов
• 2)рельеф территории
(геоморфологические условия)
• 3)состав, строение, состояние и
свойства грунтов, слагающих толщи,
массив
• 4)гидрогеологические условия
(подземные воды)
• 5)современные геологические процессы
различных видов и происхождения
6. Факторы природных ИГУ подразделяются на 2 группы (не считая техногенных):
• Pегиональные• - зависят от строения земной коры
(ЗК) и управляются ее
тектонической жизнью (внутренней
геодинамикой)
7. ОПИСАНИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ:
8. Внешняя оболочка Земли, охватывающая земную кору и верхнюю мантию, основная область проявления тектонических и магматических
процессов называетсятектоносферой
9.
10. ЛИТОСФЕРНЫЕ ПЛИТЫ, РИФТОВЫЕ ЗОНЫ, ОКЕАНЫ И КОНТИНЕНТЫ
11. 7 крупных тектонических плит мозаично формируют поверхность Земли, перемещаясь относительно друг друга по астеносфере -
пластичному слою мантии. Ихграницы проходят по глубинным разломам - рифтам
12. Постоянные перемещения тектонических плит видоизменяют конфигурацию океанов и континентов на протяжении геологической истории
Земли13. Рифтовые зоны между плитами являются областями поверхностного и подводного вулканизма.
• Вдоль них формируютсяочаги (эпицентры)
землетрясений –
сейсмофокальные зоны
14. Один из типов границ - ПОДДВИГАНИЕ (СУБДУКЦИЯ) ОКЕАНИЧЕСКОЙ ПЛИТЫ ПОД КОНТИНЕНТАЛЬНУЮ
15. Основные геоструктурные элементы земной коры: I.ГЕОСИНКЛИНАЛИ, ГОРНО-СКЛАДЧАТЫЕ ОБЛАСТИ II.ПЛАТФОРМЫ
Основные геоструктурныеэлементы земной коры:
I.ГЕОСИНКЛИНАЛИ, ГОРНОСКЛАДЧАТЫЕ ОБЛАСТИ
II.ПЛАТФОРМЫ
16. I.Геосинклинали
I.Геосинклинали
– подвижные, линейно вытянутые
участки, приуроченные к зонам сочленения
тектонических плит
В РФ - Кавказ, Забайкалье, Алтай,
Тихоокеанское побережье
Для них характерны:
-сложные грунтовые условия
-высокая сейсмичность
-расчленённый рельеф
-иногда – вулканизм.
• Инженерное освоение таких
регионов представляет
значительные трудности
17.
18.
19.
20.
21.
• В результате выветривания и процессовэрозии горные системы постепенно
превращаются в пологие структуры пенеплен
22. II.Платформы
• – огромные относительноустойчивые участки земной
коры. В РФ - Западно-Сибирская,
Восточно-Сибирская, Русская
• Для платформ обычно
характерно
• 2-х ярусное строение
23. Верхний структурный ярус сложен слоями относительно молодых осадочных горных пород мощностью до 3-10 км и называется осадочный
чехол• Нижний ярус сложен разбитыми
разломами древними породами
различного происхождения и
называется
• кристаллический фундамент
24.
25. Для платформ характерны
• -довольно простые грунтовые условия• -медленные колебательные
тектонические движения
• -отсутствие вулканизма и
землетрясений
• -пологий рельеф в виде обширных
равнин – низменностей
• Это делает их
благоприятными для
строительства
26. Поверхность (рельеф) осадочного чехла Западно-Сибирской плиты
27. Тектоническое строение востока Новосибирской области
28. Поклонный крест, ул.Большевистская
• В тектоническомплане этот
скальный выход
палеозойских пород
(D3-С1) приурочен к
• границе ЗападноСибирской плиты
(левобережье Оби)
и КолываньТомской
складчатой зоны
(правобережье Оби)
29. Зональные факторы ИГУ– прямо или косвенно зависят от климатических условий (современные геодинамические процессы)
30. Классификация геологических процессов:
• процессы, связанные:-с деятельностью ветра (эоловые)
-с поверхностными водами (плоскостной
смыв, оврагообразование, речная
эрозия, селевые потоки, абразия берегов
морей, озер и водохранилищ)
-деятельностью подземных вод (карст,
суффозия)
• -склоновые/гравитационные (оползни,
обвалы, осыпи, снежные лавины)
-мерзлотные/криогенные (морозное
пучение, солифлюкция, наледи и др.)
31. III.антропогенные (техногенные) факторы ИГУ
• – определяются различными видамитехногенного воздействия на верхние
горизонты ЗК
• По механизму или совпадают с
зональными факторами (например,
подтопление - связано с подземными
водами) или имеют специфический
характер (плывунные грунты- обретают
плывунные свойства при их вскрытии
выработкой)
32. ОПИСАНИЕ ЗОНАЛЬНЫХ и ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ:
33. В Новосибирске и области развиты процессы:
-суффозия
-оврагообразование
оползни
береговая эрозия (геологическая
работа рек и водохранилищ)
• -подтопление
• плывуны
• морозное пучение
34. КАКАЯ ДЫРА! (заголовок статьи)
• «Двигаясь помикротрещинам в почве
между трубами, вода
увлекает за собой
частички песка.
Постепенно песок
вымывается и
образуются пустоты —
над ними, от малейшего
давления, проседает
асфальт»...
Василий Потапкин, главный
инженер ОАО «Новосибирск
теплоэнерго».
http://news.ngs.ru/more/1335608/
—
Какая дыра — НГС.НОВОСТИ
21.08.2013
35. Суффозия-
Суффозия• процесс выноса подземными водамичастиц грунта в твердом
состоянии с образованием
пустот(провалов).
• Широко развита в лёссовых
пылевато-глинистых грунтах
г.Новосибирска вокруг
канализационных колодцев и
водонесущих коммуникаций
36.
37. То же, после засыпки и асфальтирования, 3 месяца спустя
38. Оврагообразование
39. Овраги развиваются на склонах, сложенных рыхлыми глинистыми грунтами – супесями и суглинками.
40.
41. Типы овражно-балочных систем
• А-слабоветвящиеся;• Б-сильноветвящиеся, с
отвершками нескольких
порядков от основного
ложа
42. Особенно интенсивно процесс оврагообразования развит в долинах малых рек (Ини, Плющихи, Каменки и др.) в Октябрьском,
Первомайском иСоветском районах
г.Новосибирска
43. ОПОЛЗНИ- смещение грунтовой массы по склону по плоскости скольжения без потери с ним сплошности
44.
• Схема строенияоползневого цирка
в плане:
• 1-трещины отрыва;
• 2-вертикальная
стенка отрыва, ниже
переходит в
плоскость
скольжения;
• 3- оползневые тела;
• 4-валы выдавливания
с трещинами
выпучивания 5
45.
• Трещины отрыва в бровке оползневогосклона (1 на предыдущем рисунке)
46. Схема строения оползня в разрезе А-А
47. В Новосибирской области оползни развиты по берегам Новосибирского водохранилища, склонам оврагов, рек и речек
48. Береговая эрозия проявляется в виде:
• геологической работы рек,морей и водохранилищ
49. Геологическая работа рек
• проявляется:• в размыве коренных участков склонов
(процессы эрозии);
• переносе материала в виде взвесей,
перемещением по дну реки и в виде
растворенного вещества (транспортировка);
• отложением перемещенного вещества в
пределах различных участков речной
долины
50. Осадки, образующиеся в результате геологической работы реки, называются аллювием
• В зависимости от места его отложения,различают аллювий:
• -русловой ( в русле реки Оби он
представлен песчано-гравийным
материалом)
• -пойменный (в пойме Оби он
представлен супесями, суглинками с
прослоями песка)
• -старичный – представлен глинами с
прослоями торфа
51. Величина геологической работы реки
• определяется кинетической энергиейдвижущейся воды и составом
вмещающих русло пород. На раннем
этапе преобладает донная эрозия,
затем, по мере выработки профиля
равновесия, донная эрозия сменяется
боковой. Образуются петлеобразные
изгибы русла – меандры.
52. Долина равнинной реки, в зависимости от ее части, имеет различное строение. Продольный (И-У) и поперечные (А, Б, В) профили
реки в разных ее течениях:53. Боковая эрозия выражается в меандрировании русла реки (А – а,б), с последующим его спрямлением и образованием на этом участке
отделившегося фрагмента русла - старицы (Б),которое затем пересыхает и превращается в
луг или болото
54. Меандра реки- изгиб русла, обусловленный береговой эрозией. Приводит к образованию стариц - отшнурованных участков прежнего
русла реки.55.
• В среднем и нижнем течениях речныедолины крупных рек имеют четко
выраженные долину, состоящую из
поймы и нескольких надпойменных
террас.
• Долина р.Оби имеет низкую пойму
(заливаемую ежегодно паводковыми
водами), высокую пойму
(затапливаемую при исторически
высоких паводках) и 4 надпойменные
террасы.
56. Поперечный профиль речной долины в среднем и нижнем течении
• КС-коренной склон, П-пойма, I-IIIнадпойменные террасы, h-высота террасы57. Пойма реки - часть долины, заливаемая паводковыми водами
58.
• При проектировании инженерногосооружения в речной долине согласно
СНиП 11-02096 «Инженерные
изыскания для стрроительства в
комплексе с инженерно-геологическими
изысканиями проводят инженерногидрометеорологические изыскания,
где устанавливается колебание
уровней и расходов воды в течение
года, границы зоны затопления
паводковыми водами, ледовый режим.
59. Геологическая работа водохранилищ
• Заключается в основном впереработке берегов –
береговой эрозии - абразии,
сопровождаемой различными
неблагоприятными процессами
– оползнями, оврагами и др.
60.
61. Новосибирское водохранилище (Обское море),
• не являясь самым крупным в России(см.предыдущую таблицу), тем не
менее наносит большой урон
народному хозяйству развивающимися
процессами береговой эрозии.
Уничтожаются пахотные земли, лесные
массивы и населенные пункты.
Необходима дорогостоящая и
целенаправленная борьба с этим
процессом.
62. Подтопление
• – это процесс повышения уровня грунтовыхвод (УГВ) и увеличения влажности грунтов на
застраиваемых территориях выше
некоторого критического уровня, при котором
осложняются условия строительства и
эксплуатации инженерных сооружений
• Как правило, это реакция геологической
среды на действие техногенных факторов.
• Впервые он привлёк внимание при создании
водохранилищ, что приводило к подпору УГВ,
в настоящее время из примерно 1000
городов России около 90% подтоплено.
63. Факторы, приводящие к подтоплению территории:
• гидрогеологические и геологические – распространениес поверхности слабоводопроницаемых пород – глинистых
песков, супесей, суглинков, иногда лёссовых – в
Новосибирские, неглубокое залегание грунтовых вод
• техногенные
• -активные, непосредственно вызывающие подтопление –
инфильтрация при авариях коммуникаций и предприятий с
мокрым технологическим процессом, сброс
производственных вод, интенсивное развитие орошения на
соседних участках, конденсация влаги под фундаментами и
покрытиями и из-за этого уменьшение испарения
• -пассивные, не вызывающие непосредственно
подтопления, но ему способствующие: -нарушение
поверхностного стока, перекрытие потока грунтовых вод.
64. Процесс подтопления начинается с образования под сооружением куполообразное повышение УГВ, которое потом сливается под
несколькими сооружениями в одно.Постепенно локальное подтопление переходит в
площадное.
Скорость повышения УГВ достигает 0.5-1 м/год.
Глубина критического уровня грунтовых вод,
угрожающая подтоплением, зависит от:
-глубины заложения и типов фундаментов,
-состава и свойств грунтов,
-высоты капиллярной каймы в глинистых грунтах.
В лёссовых грунтах подтопление сопровождается
просадкой.
65. Многие застроенные территории г.Новосибирска – Октябрьский, Дзержинский, Ленинский, Кировский районы – поражены процессом
подтопления.66. Плывуны.Тиксотропия.
• Плывунами называют рыхлыеосадочные горные породы, которые при
вскрытии горными выработками или
котлованами разжижаются, приходят в
движение и ведут себя подобно
тяжелой жидкости
67. Плывуны подразделяются на ложные (псевдоплывуны) и истинные
• Ложные плывуны – это породы, неимеющие структурных связей –
пески, галечники. Переход в
плывунное состояние наблюдается
под действием высокого
гидродинамического давления
подземных вод («взвешивающего»
эффекта)
68.
• Истинные плывуны – это породы скоагуляционными и водноколлоидными структурными
связями – глинистые пески, супеси,
суглинки. Они содержат
тонкодисперсные частицы (менее
0,001 мм) с высокими
гидрофильными свойствами
69.
• При динамическом воздействии натакие породы – например, их
проходку котлованом, происходит
переход рыхлосвязанной воды в
свободную (явление тиксотропии)
и грунт обретает текучее
состояние – «плывет»
70. Проходка плывунных грунтов
• Ложные плывуны теряют этосвойство при отводе потока воды
• Истинные плывуны проходятся
при помощи
• -устройства шпунтовых стенок
• -замораживания
• -силикатизации
71. Морозное пучение
• Развивается в рыхлых грунтах,содержащих пылеватую (0,05 – 0,005
мм) и глинистую (менее 0,005 мм)
фракции.
• Согласно СП 22.13330.2011 п.6.8.2 К пучинистым
грунтам относятся глинистые грунты, пески
пылеватые и мелкие, а также
крупнообломочные грунты с глинистым
заполнителем, имеющие к
началу промерзания влажность выше
определенного уровня
72.
• Последствия морозного пучения грунта и• неграмотно устроенного основания
73.
• 6.8.1 Основания, сложенныепучинистыми грунтами, должны
проектироваться с учетом их
способности при сезонном или
многолетнем промерзании
увеличиваться в объеме, что
сопровождается подъемом
поверхности грунта и развитием сил
морозного пучения, действующих на
фундаменты и другие конструкции
сооружений. При последующем
оттаивании пучинистого грунта
74. Для г.Новосибирска глубина сезонного промерзания принимается равной 2,4м
• Глубина сезонногопромерзания грунта
зависит от:
климата, типа
горных пород,
слагающих участок,
высоты снежного
покрова и
др.факторов
75. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
• – составная часть инженерных изысканийдля строительства - СП 47.13330.2010
(СНиП II-02-96 Инженерные изыскания для
строительства. Основные положения»)
• Различают 7 основных видов инж.изысканий:
• -инженерно-геодезические;
• -инженерно-гидрометеорологические;
• -инженерно-экологические;
• -грунтовых строительных материалов;
• -источников водоснабжения хозяйственнопитьевой водой до 1000 м3/сут;
• -инженерно-геотехнические (постановление
правительства РФ).
76. Изыскания проводят согласно техническому заданию (ТЗ), составляемому заказчиком. Заказчиком может быть юридическое или
физическоелицо, Исполнитель работ –
специализированная
организация.
77. Состав инженерно-геологических изысканий
Состав инженерногеологических изысканий• 1.подготовительный период
(составляется ТЗ, намечается объем
работ)
• 2.полевой период (выполняются
разведочные работы на площадке )
• 3.лабораторные работы (проводятся
исследования состава и свойств
грунтов и подземных вод)
• 4.камеральный период (обобщаются
данные и пишется отчет)
78. Полевой период
• На площадке проходятсявыработки – скважины, шурфы и
др.
• Выполняются опытные полевые
работы (зондирование, штамповые
испытания, наливы и др.) и/или
геофизические исследования
79.
• Геологическая выработка: геологолитологическая колонка буровой скважины80.
• Полевые методы: зондирование• Схемы конструкции зондов , размеры в мм
• а — для статического зондирования; б — для
динамического зондирования (ударного);
• 1 — конус; 2 — кожух; 3 — штанга; 4 — муфта трения
81. Геофизические методы: вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ)
82. Содержание технического отчета:
• Текстовая часть: главы• -изученность района
• -физико-географические условия района (рельеф,
гидрография, растительный покров, климат)
• -геологическое строение (тектоника, стратиграфия)
• подземные воды
• -выводы и заключения- строение грунтового массива
(разрезы толщи) и таблицы значений физикомеханических свойств грунтов
• -список литературы
• Приложения - полевые дневники, бланки
лабораторных исследований и пр.
• Картографические приложения – карты,
разрезы, колонки скважин
83. -геологическое строение (тектоника, стратиграфия)
• Для описания геологическоговозраста тектонических структур
и грунтов используют
стратиграфические индексы
• шкалы геологического времени
(геохронологической шкалы)
84.
85. подземные воды
• Описываются вскрытыевыработками подземные воды, их
условия залегания, питания,
движения, солевой и газовый состав,
режим
86. В Новосибирской области распространены:
• -грунтовые воды – повсеместно вчетвертичных отложениях (песках,
супесях, суглинках)
• -межпластовые воды – в мезозойских
песчаниках левобережной части
(осадочный чехол Западно-Сибирской
плиты)
• -трещинные воды – в песчаниках,
известняках, глинистых сланцах,
гранитах (палеозойский фундамент)
87. Физико-механические свойства грунтов
• В камеральный периодобрабатываются данные полевых
и лабораторных исследований.
• По топографическим планам и
колонкам скважин строятся
инженерно-геологические разрезы
88. Этапность построения геологического разреза АБ по топографическому плану и скважинам 1-5
89. Грунтовый массив стоительной площадки разбивается на условно-однородные блоки – инженерно-геологические элементы (ИГЭ) – тела
Грунтовый массивстоительной площадки
разбивается на условнооднородные блоки –
инженерно-геологические
элементы (ИГЭ) –
тела активной зоны основания
сооружения, удовлетворяющие
следующим условиям:
90. -ИГЭ должен быть генетически ( по происхождению) и литологически (по составу) однородным -изменения физико-механических свойств
слагающих его грунтов независят от координат
пространства
91. Для каждого ИГЭ нормативное значение показателя физико-механических свойств грунта Аn принимается равным среднеарифметическому
Ā = Аn(кроме угла внутреннего трения С, КПа и
удельного сцепления φ,град).
Коэффициент вариации VА не должен
превышать табличного значения
(например, для плотности грунта 0,05,
модуля деформации 0,30 и т.д. )