ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Мерзлотно-грунтовые условия

Глава 3: Основания и фундаменты

Введение.

1. Шифр 39/08-ИЗ

2. Объект: Крытый универсальный спортивно-зрелищный комплекс на 3000 мест в г. Якутске.

3. Стадия: рабочий проект

4. Заказчик: ГУ «СГЗ при Правительстве РС(Я)»

5. Генпроектировщик: ОАО РПИИ «Якутпроект»

6. Район работ: г. Якутск, территория 66 квартала.

7. Время производства работ (полевых): конец сентября – конец октября 2008 г.

8. Основание для производства работ – договор № 37/08 с ОАО РПИИ «Якутпроект» от 25 сентября 2008 г и техническое задание ГИПа.

9. Цель: изучение мерзлотно-грунтовых условий участка для обоснования проектирования крытого спортивного комплекса.

10. На проектируемом участке в 2007 г были выполнены инженерно-геологические изыскания на стадии «проект» Шифр 04-07/632, арх. № 005326. На стадии «проект» было пробурено 20 скважин, в том числе: 13 скважин глубиной 15 м; 3 скважины глубиной 12 м и 4 скважины глубиной 10 м. На стадии «рабочей документации» дополнительно пробурено 10 скважин, в том числе: 1 лидерная скважина глубиной 25 м; 6 скважин глубиной 15 м и 3 зондировочных скважины до 8,0 м. Итого общий объем буровых работ составляет 30 скважин, 404,3 пог.м. Состав и объем выполненных работ отвечает требованиям СП 11-105-97, часть 1 и 4.

Бурение скважин выполнено станком механического бурения УРБ 2А-2 колонковым способом, с отбором керна для лабораторных определений номенклатуры грунтов и их физико-механических свойств.

11. Полевая документация скважин, отбор проб и замер температур грунтов основания выполнены инженерами-геологами Сивцевым В.Р. и Слепцовым В.Г.

12. Лабораторные определения физико-механических и химических свойств грунтов основания выполнены инженером Карушкиной Е.В.

13. Камеральная обработка результатов работ выполнено инженером-геологом Раздьяконовой Т.Л. Техническое заключение составлено под руководством главного геолога Свинобоева А.С.

Инженерно-геологические условия участка строительства.

Описание участка.

Участок проектируемого крытого универсального спортивного комплекса находится на территории 66 квартала г. Якутска. Проектируемый участок с юго-востока ограничен улицей Ойунского, с запада граничит с озером Сайсары и с севера примыкает к трибуне существующего стадиона «Юность». Юго-западная часть участка застроена 2-х этажными и частными жилыми домами № 30, 32, 34, 36 с временными надворными строениями (кладовки, сараи, гаражи, туалеты). Дома ветхие, техническое состояние неудовлетворительное, начат их снос. В центральной части проектируемого участка в 2006-2007 гг. выполнен полный снос теплых гаражей и производственных помещений предприятий «Спецавтохозяйства» и таксомоторной службы ЯПАП. По контуру снесенных гаражей сохранились фрагменты поверхностных фундаментов (на тоноплане выделены красным фоном) и деревянных столбчатых фундаментов (перпендикулярно южной трибуне стадиона «Юность»). Вдоль реконструируемого участка улицы Ойунского поверхность изрытая, где на пониженной части застаиваются поверхностные воды, сток не обеспечен. На пониженных частях рельефа наблюдается заболоченность, прорастает камыш.

Восточный берег озера Сайсары относительно пологий, с устойчивым откосом, вдоль уреза воды прорастает камыш.

В геоморфологическом отношении участок расположен в пределах 1 надпойменной террасы р. Лена и ее паводковыми водами не затапливается.

Абсолютные отметки в пределах участка составляет от 96,25…97,90 м в Балтийской системе высот.

При инженерно-геологической рекогносцировке нежелательные физико-геологические процессы и явления (бугры пучения, термокарст) за исключением слабой заболоченности не наблюдается.

Мерзлотно-грунтовые условия

Проектируемый участок в геологическом отношении до глубины 23,5 м сложен верхнечетвертичными озерно-аллювиальными отложениями, ниже подстилаемыми верхнеюрскими алевритами, зафиксированными скважиной 9018-08 в интервале 23,5-25 м. С поверхности верхнечетвертичные отложения перекрыты современным техногенным слоем, представленным насыпными грунтами. Мощность насыпных грунтов составляет от 0,7 до 4,3 м, в среднем от 1,5 до 2,5 м. Под насыпным слоем залегает толща глинистых грунтов до глубин 4,2…5,8 м, реже прослои суглинков и супесей встречаются до глубины 6,4…7,6 м. Слой глинистых грунтов до глубины 8,5…9,2 м переслаивается с толщей пылеватых и мелких песков. Нижнюю часть до исследованной глубины 15,0 м слагают в основном пески средней крупности и реже пески крупные. Скважиной № 9018-08 установлена общая мощность верхнечетвертичных аллювиальных отложений 23,5 м, ниже в интервале 23,5-25 м вскрыты верхнеюрские алевриты.

Условия залегания литолого-генетических разновидностей грунтов представлены в паспортах, пробуренных скважин и на инженерно-геологических разрезах (приложения № 3.2 и 3.3).

Участок строительства расположен в зоне сплошного распространения многолетне-мерзлых пород со сливающимся слоем сезонного оттаивания d_th_,_n, рассчитанной по СП 25.13330.2012 и составляет для данного участка 3,2м. Мерзлотные условия осложнены наличием техногенных таликов.

По данным буровых работ выполненных в октябре 2008 г сезонное оттаивание грунтов достигало 2,5…2,8 м, по данным бурения в феврале-марта 2007 г поверхностное промерзание достигало 1,5…1,9 м, максимум 2,9м.

Под контуром снесенных гаражей изысканиями 2007г на стадии «проект» были обнаружены техногенные талики, распространенные до глубин 7,9…9,2 м. Изысканиями 2008 г на стадии рабочей документации подтверждены границы данных таликов в скважине № 9017-08 до глубины 8,1 м и в скважине № 9019-08 до глубины 5,0 м.

Зондировочными скважинами № 9020-08, 9020А-08 и 9020Б-08 установлено, что граница распространения таликов оконтуривается пятном снесенных гаражей и в приложении № 3.4 выделена красным фоном. Связь техногенных таликов (чаша оттаивания) с подозерным таликом озера Сайсары отсутствует.

В деятельном слое и сохраняющимся талике участка строительства имеются глинистые грунты и пески пылеватые, для которых был рассчитан коэффициент фильтрации по формуле Рейнольдса: R_e=(v_кр*D)/v(0,01)n1/2;

где v – кинематическая вязкость воды, равная 0,01см²/сек;

v_кр – критическая скорость равная 0,5 см/сек;

D – средний диаметр зерен, см;

n – пористость грунта, %;

R_e – число Рейнольдса (критическая скорость).

Из расчета по формуле Рейнольдса коэффициент фильтрации принять для глинистых грунтов 0,1 до 1 м/сут, песков пылеватых 0,5 до 2,5 м/сут, песков мелких от 5 до 10 м/сут. От степени водопроницаемости грунты относятся от слабоводопроницаемых до сильноводопроницаемых разновидностей согласно ГОСТ 25100-95.

По данным лабораторных определений засоленность грунтов имеет почти повсеместное распространение до глубины 4,5…8,5 м. На участке техногенных таликов (под чашей оттаивания) засоленность грунтов проникает на значительную глубину и достигает до 11,0…12,0 м, а в районе скважины 1831-07 грунты засолены до 15 м. Глинистые грунты по ГОСТ 25100-95 классифицируются от слабозасоленных, D_sal=0,282% до среднезасоленных D_sal=0,561% разновидностей. Засоленные пески относятся к среднезасоленным разновидностям D_sal=0,111…0,192%. Температура начала замерзания засоленных грунтов в зависимости от концентрации порового раствора составляет -0,5^оС до -0,8 ^оС.

Содержание органических веществ, в виде примеси растительных остатков встрецается повсеместно в слое глинистых грунтов

I_om=0,08…0,09 д.ед, в пылеватых песках и реже в мелких песках, I_om=0,032…0,057 д.ед.

Температурный режим грунтов основания не стабильный и характеризуется распространением как высоких, так и низких значений отрицательных температур, составляющих вблизи зоны годовых амплитуд (на глубине 10м) от минус -0,3^оС до -1,5^оС в пределах высокотемпературной зоны. В пределах низкотемпературной зоны составляют от минус -3,3^оС до -4,1^оС. Фактически замеренные значения температур грунтов по глубинам приведены в приложении № 2.4 и на паспортах скважин (приложение 3.2). По результатам геотермических наблюдений на проектируемом участке выделены две температурные зоны:

Зона 1 – высокотемпературная, с температурами грунтов -0,3^оС до -1,5^оС. Данная зона в приложении № 3.3 обозначена красной штриховкой, а контур чаши оттаивания в плане повторяет конфигурацию снесенных гаражей и обозначен красным фоном, также температуры распространены на заболоченной части участка, где застаиваются поверхностные воды;

Зона 2 – низкотемпературная, с температурами грунтов -3,3^оС до -4,1^оС. Данная зона в приложении № 3.3 обозначена синей штриховкой. Термоизолинии построены методом интерполяции и соответствует значениям -1,0^оС, -1,5^оС, -2,0^оС, -3,0^оС.

По динамике температурного режима в годовом цикле в исследованном разрезе выделяются:

· Слой сезонного оттаивания (ССО);

· Техногенный талик (чаша оттаивания);

· Вечномерзлая толща (ВМТ).

Мощность слоя сезонного оттаивания определяется нормативной глубиной сезонного оттаивания d_th_,_n, рассчитанной по СП 25.13330.2012 и составляет для данного участка 3,2 м.

Гидрогеологические условия участка характеризуется развитием сезонных надмерзлотных грунтовых вод, периодически действующих в слое сезонного оттаивания и круглогодично в техногенных таликах (чаша оттаивания). Питание надмерзлотных грунтовых вод происходит за счет инфильтрации поверхностных вод и атмосферных осадков, а их расход в основном разгрузкой в озеро Сайсары по деятельному слою и частично испарением.

В результате анализа пространственной изменчивости частных значений основных показателей физико-механических свойств грунтов, определенных лабораторными методами, с учетом данных о мерзлотном состоянии и литологических особенностей.

Грунтов до исследованной глубины 25 м, выделяются одиннадцать инженерно-геологических элемента, характеристики которых могут быстро и существенно меняться в зависимости от климатических, геохимических и техногенных условий.

Слой сезонного оттаивания

ИГЭ-1Насыпной слой. Грунт представлен песками и супесью с включениями гравия и строительного мусора. Температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна T_bf=-0,6 ^оС. Супеси при оттаивании твердые, показатель консистенции I_L <0,0 д.ед., расчетная удельная касательная сила пучения t_fh =0,7 кгс/см².

ИГЭ-2Глинистые грунты текучие, с примесью органических веществ I_om=0,08 д.ед, слабозасоленные D_sal=0,301% температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна T_bf=-0,75 ^оС. Грунты элемента при оттаивании текучие, показатель консистенции I_L >1,0 д.ед., расчетная удельная касательная сила пучения t_fh =0,9 кгс/см².

ИГЭ-3Пески пылеватые и мелкие с примесью органических веществ, I_om=0,039 д.ед, среднезасоленные D_sal=0,190% температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна T_bf=-0,6 ^оС. Грунты водонасыщения S_r =1,01 д.ед, при промерзании сильнопучинистые, относительная деформация пучения, E_fn >0,07д.ед, расчетная удельная касательная сила пучения t_fh =0,9 кгс/см².

Вечномерзлая толща

ИГЭ-6 Супесь с примесью органических веществ, I_om=0,091 д.ед, слабозасоленный D_sal=0,282%, температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна T_bf=-0,65 ^оС. Грунты в твердомерзлом состоянии, со слоистой и массивной криогенной текстурой.

ИГЭ-7 Песок пылеватый, с примесью органических веществ, I_om=0,057д.ед, слабозасоленный D_sal=0,172%, температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна T_bf=-0,6 ^оС. Грунты в твердомерзлые с массивной криогенной текстурой.

ИГЭ-9 Песок мелкий незасоленный однородный. В период бурения находились в твердомерзлом состоянии с массивной криогенной текстурой.

ИГЭ-10 Песок средней крупности, слабозасоленный D_sal=0,111%, температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна T_bf=-0,55 ^оС. Грунты в твердомерзлые с массивной криогенной текстурой.

Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов приведена в приложении № 2.1, нормативные значения физико-механических свойств грунтов и расчетные значения теплофизических характеристик для всех выделенных ИГЭ приведена в приложении № 2.3, определенных по указаниям СП.25.13330.2012.

Согласно СНиП 2-7-81 и изменениям № 5 к ним г. Якутск по карте А (массовое строительство) относится к районам с сейсмической интенсивностью 6 баллов по шкале MSK-64, по карте В (объекты повышенной ответственности) - 7 баллов, по карте С (особо ответственные объекты) – 8 баллов. При условии охлаждения грунтов техногенного талика (чаша оттаивания) и температуре твердомерзлых грунтов -2,0^оС и ниже грунты основания по таблице 1* СНиП 2-7-81* по сейсмическим свойствам относятся к 1-й категории грунтов при строительстве и эксплуатации по 1 принципу СП 25.13330.2012.

Заключение

По результатам выполненных работ установлено:

Мерзлотно-грунтовые грунтовые условия участка осложнены распространением нескольких засоленных горизонтов, с различной степенью засоленности, распространенных повсеместно до глубины 4,5…8,5 м, реже до 11,0…12,0 м и максимум до 15,0 м в районе скважины № 1831-07.

По результатам геотермических наблюдений на проектируемом участке выделены две температурные зоны:

На основании вышеизложенного рекомендуется:

1. Строительство на данном участке проектировать по принципу 1 СП25.13330.2012, т.е. с сохранением мерзлого состояния грунтов основания в период строительства и всего срока эксплуатации, с учетом проектирования оснований и фундаментов на засоленных вечномерзлых грунтах.

2. Проект инженерной подготовки территории и охрану окружающей среды выполнить в соответствии с требованиями СП 25.13330.2012. Перед вертикальной планировкой участка выполнить полный демонтаж и извлечение элементов фундаментов сносимых домов на ленточном фундаменте. Демонтажу подлежат деревянные сваи, контур которых обозначен в приложении (приложение 3.4).

3. В качестве мероприятия по инженерной подготовке в проекте предусмотреть охлаждение грунтов основания, которое достигается простейшими приемами: а) поверхностным охлаждением грунтового массива холодным воздухом в течение зимнего сезона путем систематической уборки снега на строительной площадке, затенения и теплоизоляции в летнее время; б) устройством холодных (вентилируемых) подполий с естественной вентиляцией под зданием.

4. В качестве фундаментов использовать железобетонные сваи. Глубину заложения, способ их установки и тип свай уточнить расчетом исходя из проектных нагрузок, мерзлотно-грунтовых условий и несущей способности грунтов основания при расчетных температурах. В пределах зоны распространения чаши оттаивания предусмотреть устройство СОУ – система охлаждающих установок.

5. При бурении скважин, в случае обнаружения чаши оттаивания под снесенными домами и высокоминерализованных грунтовых вод, с целью предотвращения миграции рассолов в ниже залегающие слои, перед установкой свай произвести откачку поступающих в скважину грунтовых вод.

Согласно СП 25.13330.2012 при установке свай скважины должны быть диаметром не менее чем на 10 см большим поперечного сечения сваи и заполняться, как правило: известково-песчаным или цементно-песчаным раствором. Сваи попадающие в контур сносимых домов, в случае обнаружения чаши оттаивания, устанавливать в предварительно пробуренные скважины с полной обсадкой талого горизонта.

6. Для сохранения грунтов в мерзлом состоянии и соблюдения их расчетного теплового режима в проекте предусмотреть устройство круглогодично проветриваемого подполья, высота и вентиляционной режим которого определяется теплотехническим расчетом согласно СП 25.13330.2012.

7. В качестве естественного основания служат грунты ИГЭ-6, ИГЭ-7, ИГЭ-8, ИГЭ-9, ИГЭ-10 и ИГЭ-11. Расчетные значения прочностных характеристик грунтов оснований принять по СП 25.13330.2012 в зависимости от номенклатурного вида расчетных температур:

· Для грунтов ИГЭ-6, ИГЭ-7, ИГЭ-8 по таблицам 5 и 6 с учетом засоленности и по таблице 8 с учетом заторфованности, интерполяцией;

· Для грунтов ИГЭ-10 по таблицам 5 и 6 с учетом засоленности;

· Для грунтов ИГЭ-9 и ИГЭ-11 по таблицам 1, 3 и 4;

8. Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения произвести согласно СП 25.13330.2012, а расчетные удельные касательные силы пучения для грунтов слоя сезонного оттаивания:

· Для ИГЭ-1 и ИГЭ-2 принять равной 90 кПа;

· Для ИГЭ-3 и ИГЭ-4 принять равной 70 кПа;

9. Антикоррозионную защиту конструкций здания от действия грунтовых вод и поровых растворов выполнить в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85.

10. Классификацию грунтов по трудности разработки принять по приложению 2.5 настоящего заключения, составленному по таблице 1-1 Сборника № 1 ГЭСН 2001-01 Земляные работы.