Оценка участка строительства

Одна из самых древних пород, на данном разрезе  это гнейс.

Гнейс — метаморфическая горная порода, главными минералами которой являются плагиоклаз, кварц и калиевый полевой шпат (микроклин или ортоклаз), в подчиненном количестве могут присутствовать биотит, мусковит, роговая обманка, пироксен, гранат, дистен, силлиманит и другие минералы. По химическому составу гнейсы близки гранитам и глинистым сланцам. Гнейсы могут образовываться при региональном метаморфизме как осадочных (глинистые сланцы), так и магматических пород кислого и среднего состава (граниты, диориты и т. п.). В первом случае они называются парагнейсами, во втором — ортогнейсами. Однако, отличить ортогнейсы от парагнейсов удаётся далеко не всегда. Название происходит от славянского слова «гнус» — гнилой. Саксонские рудокопы определяли словом «гнейс» выветренную рыхлую породу, сопровождающую рудные тела. Гнейсы являются одними из наиболее распространённых в земной коре пород. Они слагают большую часть гранитно-метаморфического слоя континентальной земной коры, который обнажается на кристаллических щитах (например Балтийский, Украинский, Канадский) и слагают фундаменты древних платформ (например Сибирская). 

  Известняк — осадочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая почти на 100 % из CaCO3 (карбоната кальция) в форме кристаллов кальцита различного размера.  Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником (ракушняком). Входящие в состав известняка вещества способны хотя и в малых количествах, но растворяться в воде, а также медленно разлагаться на углекислый газ и соответствующие основания; первый процесс — важнейший фактор образования карстовых пещер, второй, происходящий на больших глубинах под действием глубинного тепла земли, даёт источник газа для минеральных вод. 

3.   Охарактеризуйте гидрогеологические условия рассматриваемого участка с выделением всех водоносных горизонтов и освещением влияния каждого из них на инженерно-геологические условия.

   Водоносный  горизонт или аквифер - осадочная  горная порода, представленная одним  или несколькими переслаивающимися  подземными слоями горных пород с  различной степенью водопроницаемости.

На данном геологическом разрезе, можно выделить следующие водоносные горизонты:

• fglQ (флювиогляциальные отложения);

Это отложение  на разрезе представлено в виде песка. Песок  охарактеризован как мелкозернистый,  рыхлого сложения, на глинистом цементе, сильнотрещиноватый. Коэффициент фильтрации его можно принять равным 8-10 м/сут. Такое отложение обладает высокой водопроницаемостью. Здесь мы видим, что ниже флювиогляциальных отложений залегает маренное отложение, в виде тугопластичных суглинков, которое характеризуется как прочное, плотное, водонепроницаемое отложение, является водоупором, т.к препятствует дальнейшему проходу воды вниз по горизонтально заложенным слоям горных пород. Данный водоносный горизонт ненапорный, постоянно действующий,  поэтому он относится к типу грунтовых вод.  Растворимость водовмещающей породы весьма мала,  вода должна быть пресной, скорее всего гидрокарбонатно-кальциевого состава.

     На  контакте с водоносным горизонтом, моренные суглинки будут обладать повышенной влажностью, а следовательно, пониженным сопротивлением сдвигу. При вскрытии водоносных песков котлованами они могут перейти в плывунное состояние. Поскольку' данный водоносный горизонт является постоянно действующим и вода в нем пресная, ее можно использовать в качестве источника для водоснабжения.

• Мелкозернистый (МЗ) известняк;

Известняк характеризуется  как пористая и хорошо водопроницаемая горная порода с коэффициентом фильтрации около 10 - 100 м/сут. Слой, залегающий ниже МЗ известняка, является водоупором, так как является голубовато-серой глиной, тонкослоистой, полутвёрдой.

• Трещины выветривания, рассоложенные на границе гнейса и прилегающих к нему слоёв горных пород.

Эти трещины  выветривания, в приконтактной зоне гнейса с другими слоями, способствуют хорошей водопроницаемостью. Вода, в виде атмосферных осадков, просачиваясь, проходит по трещиноватой поверхности гнейса вниз между слоями. Здесь можно отметить, что часть воды пойдёт по гнейсу вниз до водоупора, не проникая в прилегающие соседние слои, а другая часть может пойти по приконтактной зоне гнейса в хорошо водопроницаемый соседний слой, состоящий из МЗ известняка. Проходя через трещиноватый известняк, вода, под действием силы тяжести, будет стремиться вниз, пока не упрётся в водоупорный слой, состоящий из голубовато-серой глины (см. разрез). На данном разрезе голубовато-серая глина имеет горизонтальное залегание с наклоном вправо примерно 10-15 градусов. Отсюда следует, что как только вода, прошедшая через известняк, достигнет этот водоупор, будет мигрировать вниз по склону. 

     4. Перечислите и опишите все экзогенные процессы, которые могут встретиться в пределах рассматриваемого участка. Укажите условия, необходимые для возникновения каждого из них, формы проявления, факторы, способствующие активизации, возможные защитные мероприятия.

     Характерным экзогенным процессом на данном разрезе можно отметить образование на косогором участке делювиальных отложений (dQ). Эти отложения, образующиеся на склонах в результате плоскостного стока вод, возникающего периодически при выпадении атмосферных осадков и таянии снега. dQ представляют собой продукт плоскостной эрозии. Специфической особенностью этого генетического типа является неустойчивое положение на склоне. Следовательно, на данном участке возможно возникновение оползневого процесса. Его развитию способствуют увлажнение породы подземными или поверхностными водами, подмыв или подрезка нижней части склона, пригрузка верхней части склона, сейсмические явления, взрывные работы.

       На разрезе делювиальные отложения представлены в виде пылеватого суглинка, жёлто-серого, с включением полуокатанных обломков до 15%, тугопластичный. При сползании вликут за собой частички пород, что приводит к разрушению склона, уполаживает склон. Для борьбы с ними прибегают к цементации трещин, устройству подпорных стенок, камнеулавливающих траншей в сочетании с защитными стенками.

     На  равнинной части рельефа, на поверхности, залегают морские отложения в виде глины. Глины морского происхождения выветриваются чрезвычайно интенсивно. При выветривании пород на равнинных участках частички выветренных пород, как правило, остаются на месте выветривания, то есть на равнине.  
 
 
 
 
 

     5. Дайте инженерно-геологическую  оценку рассматриваемого участка, выделите площадки, различающиеся по степени их пригодности для застройки. Оцените влияние проектируемого сооружения на окружающую природную среду.

     Рассматривая  данный геологический разрез и мы выделили 2 основных элемента рельефа  – это косогорный участок и  равнина.

1. Равнина;

    Характеризуется горизонтальными отложениями горных пород. Имеет большее преимущество, как площадка для строительства, чем косогорный участок, но  следует отметить, что данная равнина сложена из менее пригодных для строительства горных пород. Это такие пароды как некоторая разновидность глин, пески, маренные суглинки, известняк мелкозернистый. Поверхностные слои образованны из следующих пород:

• глина тонкослоистая тёмно-серая, с включением тонкослоистого пирита и повышенным содержанием органики, мягкопластичная;
• ленточная глина желтовато-серая, мягкопластичная.

     В состав этих грунтов входят мелкие частицы величиной не более 0,005 мм. Эти частицы в основном имеют форму чешуек. Глина имеет достаточное количество капиллярных каналов и обладает большой удельной поверхностью касания между частицами. Капиллярные каналы способствуют проникновению воды во все поры материала, при этом образуются тонкие водо-коллоидные пленки, которые в свою очередь обволакивают частицы остова грунта. Это придает глине необходимую для строительства вязкость. Но с другой стороны, наличие в порах глины капелек воды при промерзании увеличивает ее объем, что влечет за собой процесс вспучивания. Глинистые грунты характеризуются высоким сжатием (по сравнению, например, с песчаными грунтами), хотя под воздействием нагрузок скорость осадки гораздо ниже, чем у песков. Поэтому, если основанием для здания служит глина, его осадка продолжается достаточно долго.  Влажность глины влияет на ее несущую способность. Например, несущая способность глины в пластичном и разжиженном состоянии очень низка, в то время как сухая глина может выдерживать относительно большие нагрузки.

     В ленточных глинах, то есть глинах, в  которых присутствуют песчаные прослойки, несущая способность крайне низка, так как они подвержены быстрому разжижению.

     Ниже  глиняных пород залегает водоносный горизонт в виде разнозернистого  песка, рыхловатого сложения, сильно трещиноватый.

       В состав песчаных грунтов  входят частицы размерами от 0,1 до 2 мм. Коэффициент сжатия плотного  песка низок, но скорость его  уплотнения под влиянием нагрузки  велика. Поэтому осадка строения, возведенного на песке прекращается  довольно быстро. Хорошим основанием для здания может служить песчаный грунт равномерной плотности и необходимой мощности. При этом следует учитывать, что такой грунт не должен подвергаться воздействию грунтовых вод. Песчаные грунты хорошо работают под действием статических воздействий, но плохо выдерживают динамические воздействия.

     На  данном разрезе, равнинная часть имеет как положительную так и отрицательную оценку для строительства.

• к положительной оценке, можно отнести большую равнинную часть, расположенную от подножья склона до залегания hQ болотных отложений в виде торфа. Как правило, для строительства на равнине производится меньше земляных работ, что экономит средства и время строительства.
• к отрицательной оценке, можно отнести то, что данная равнина сложена из пород плохо пригодных для строительства. На поверхности залегает глина, которая будет способствовать выпучиванию зимой (т.к. расширяется при сжатии) и оттаиванию летом (могут образовываться приямки). Ленточная глина вообще не пригодна в качестве основания для фундамента тяжёлых сооружений. Если и строить на данном участке, то в качестве фундамента лучше использовать свайные фундаменты. Либо применять дополнительные меры по утеплению выше перечисленных пород для избежание промерзания и пучения. Все эти работы вликут за собой дополнительные финансовые затраты и увеличение  времени строительства инженерного сооружения. Так же, в правой части равнины, находятся болотные отложения, которые относятся к категории грунтам с органическими примесями.  К этой категории грунтов относятся торф, ил, болотный торф, растительный рыхлый грунт. Эти грунты характеризует высокая неравномерность сжатия. Поэтому грунты с органическими примесями совершенно не пригодны в качестве естественных оснований.

2. Косогорный участок.

     Так же, в качестве места для строительства, можно выделить возвышенную часть косогорного участка (левая сторона). Этот участок образовался в следствии выхода на поверхность гнейса, который выталкивает за собой соседний прилегающий слой состоящий из маренных отложений в виде тугопластичных суглинков. Косогорный участок, так же как и равнинный, имеет свои положительные и отрицательные оценки для строительства на данном участке:

• к положительной оценке, можно отнести удачную композицию пород и отложений образующие данный косогорный участок. Маренные отложения – облодают высокой прочностью, которая обусловлена значительной плотностью ( 19,0-23,0 кН/м³/.).  При сохранении природного сложения не меняет своих механических характеристик. Марены являются весьма благоприятными среди всех нескальных грунтах для строительства.

Гнейсы  по минеральному составу и свойствам сходны с породами гранитного типа, из которых они образовались. Такой материал вполне водоустойчив, несжимаем. Если в таком грунте нет ни пустот, ни трещин, он наиболее подходит для строительства. В строительстве их чаще всего используют в виде бутовых плит для кладки фундаментов, устройства тротуаров, облицовки набережных, каналов.

• к отрицательной оценке, можно отнести то, что марены представляют неоднородную структуру, а значит, механические свойства могут быть неоднородными. В толще марены встречаются линзы песка с мощным водонапорном. Если марену переувлажнить, то она теряет все свои механические свойства. Для морен глинистого состава характерно высокое содержание пылеватых частиц (до 50 % и более), что обуславливает легкую размокаемость в котлованах и подверженность морозному пучению. Так же, в состав морены входят различные по размерам обломки: от крупных глыб /ледниковые валуны/, щебня до песка и глинистых частиц включительно. В процессе строительства, в месте заложения фундамента в маренных отложениях, можно обнаружить огромную высокопрочную гранитную глыбу. Этот факт может очень сильно затруднить дальнейшее строительство или его прекратить.

На границе гнеса в приконтактной зоне с маренным отложением наблюдается высокая трещиноватость. Это водоносный горизонт (трещины выветривания), который неблагоприятно воздействует на механические свойства гнейса. Вода, проходя по всей приконтактной зоне, постепенно разрушает гнейс, размывая его и унося с поверхности более мелкие частицы на большие глубины. В последствии, в этой зоне водоносного горизонта, гнейс теряет свои физические и механические свойства.