Высоковольтная линия 220 кВ Магнитогорская-Карталы
Федеральное
агентство по образованию
ГОУ ВПО
УРАЛЬСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ
ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ
Кафедра
гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии
Отчет по
практике
«ВЛ 220 кВ
Магнитогорская - Карталы 220 с расширением ПС 500 кВ Магнитогорская и ПС 220 кВ
Карталы 220 для технологического присоединения ПС 220 кВ Михеевский ГОК»
Екатеринбург
2014
Введение
Инженерно-геологические изыскания для разработки
проектной документации по объекту: «ВЛ 220 кВ Магнитогорская - Карталы 220 с
расширением ПС 500 кВ Магнитогорская и ПС 220 кВ Карталы 220 для
технологического присоединения ПС 220 кВ Михеевский ГОК» выполнены
геологическим сектором ЗАО "Проектно-изыскательский институт ГЕО" на
основании технического задания в соответствии с договором № Г-0213 от
01.12.2013г., заключенным с ОАО «ФСК ЕЭС - МЭС Урала».
ЗАО "Проектно-изыскательский институт
ГЕО" состоит в Саморегулируемой организации Некоммерческое партнерство
«Уральское общество изыскателей» (запись в реестре саморегулируемых организаций
№СРО-И-019-11012010). ЗАО "Проектно-изыскательский институт ГЕО"
получено свидетельство о допуске к определенному виду или видам работ, которые
оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства - регистрационный
номер № СРО-И-019-039-23122010-4 от 23.12.2010 г. (Приложение В).
Согласно техническому заданию проектируется:
расширение ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Карталы 220:
выключатель элегазовый 220кВ, выключатель элегазовый 110кВ, размер стоек
1,2х1,2 м, портал шинный ячейковый размеры в плане 1,5х1,5 м и 2,3х2,0 м. Тип
фундаментов - столбчатый ж/б, буронабивная свая. Сооружения II уровня
ответственности.
площадка временного строительного городка с
трассами внешних коммуникаций - подъездной автодорогой, ВЛ 0,4-1,0 кВ.
Тип фундаментов будет определен после получения
материалов инженерно-геологических изысканий.
В цели и задачи инженерно-геологических
изысканий по данному объекту вошло комплексное изучение инженерно-геологических
условий проектируемых объектов, включая, рельеф, геологическое строение,
геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства
грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, получение
необходимых и достаточных материалов для проектирования, строительства и эксплуатации
объектов.
Работы выполнялись в соответствии с требованиями
действующих нормативных документов.
Полевые инженерно-геологические работы
проводились в мае-июне 2013 года.
Предварительная разбивка и планово-высотная
привязка выработок выполнена в мае 2013 года.
Камеральная обработка полевых материалов и
лабораторных исследований выполнена в мае - июне 2013 года.
Лабораторные исследования по определению
физико-механических свойств грунтов выполнены в грунтовой лаборатории ЗАО «ПИИ
ГЕО», Свидетельство о состоянии измерений в лаборатории №507 выдано ФБУ
«УРАЛТЕСТ», действительно до 12.10.2015 г. (Приложение И), и определения
химического состава грунтовых вод и химического анализа водных вытяжек
выполнены в грунтовой лаборатории ООО «Уралгеопроект», аттестат аккредитации
№РОСС RU. 0001.517802 от 09.04.2010г. (приложение К).
Изученность инженерно геологических условий
территории
Согласно п.5.2 СП 105-97, ч. I [3] перед началом
полевых работ был проведен сбор материалов изысканий прошлых лет, включающих
сведения о геолого-съёмочных работах, инженерно-геологических изысканиях для
обоснования проектов строительства различных объектов.
Были изучены и проанализированы отчеты
инженерно-геологических изысканий предыдущих лет не только на изучаемом
участке, но и на прилегающей территории.
В 2011 г. ООО «Энергоучет-комплект» проводились
комплексные инженерные изыскания по объекту: «ЗАО «Михеевский ГОК ВЛ 220кВ
Карталы 220-Михеевский ГОК» [24]. Было пробурено 175 скважин, глубиной до 6,0
м, с отбором проб грунта и воды.
Выработки вышеуказанных изысканий в границы
исследуемой площадки не вошли.
Материалы вышеуказанных изысканий использованы
для написания отчёта.
Методика работ
Инженерно-геологические изыскания проведены в
соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 [1] и СП 11-105-97, части I-III
[3-5].
С учётом собранных материалов об особенностях
геологического строения, гидрогеологических, техногенных условий района была
принята II (средняя) категория сложности инженерно - геологических условий по
совокупности факторов в соответствии с приложением Б к СП 11-105-97, ч.I.
На участке проектируемого строительства
пройдено: 10 скважин глубиной 8,0 м по контуру проектируемого расширения ОРУ
220 кВ, 4 скважины глубиной 5,0 м для размещения временного городка строителей
и 3 скважины глубиной 5,0 м по оси автодороги. Общий метраж бурения составил -
115 м.
Бурение произведено колонковым механическим
способом буровыми установками УРБ-2А-2 и GM 75 GT "всухую" и с
продувкой, с отбором керна, начальным диаметром 132 мм.
При бурении выявлены условия залегания грунтов
разреза, велись наблюдения за появлением и установлением горизонта подземных
вод.
Пройденные выработки ликвидированы путём засыпки
местным грунтом.
Местоположение скважин приведено на плане
участка М 1:1000 (Графическая часть, лист 1), данные по ним - в каталоге
(Приложение Г) и на инженерно-геологических разрезах скважин (Графическая
часть, лист 13-29).
По результатам бурения скважин построены
инженерно-геологические разрезы по линиям 1-1 - 10-10, приведённые в
Графической части, лист 2-11.
В процессе буровых работ из встреченных
разновидностей грунтов отобрано 19 проб ненарушенной структуры (монолиты), 7
проб нарушенной структуры, 4 пробы скальных грунтов и 4 проб нарушенной
структуры для определения коррозионной агрессивности к стали и бетону. Из
водоносного горизонта отобрано 3 пробы на стандартный химанализ.
Лабораторные исследования выполнены с целью
определения состава, состояния, физических, механических свойств грунтов для
выделения классов, групп, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ
25100-2011, определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления
однородности грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических
элементов согласно ГОСТ 20522-96.
Отбор образцов грунтов, их упаковка, транспортировка
и хранение производились в соответствии с ГОСТ 12071-2000. Отбор,
консервирование, хранение и транспортировка проб воды для лабораторных
исследований осуществляется в соответствии с ОСТ 41-05-263-86, ГОСТ Р
51592-2000.
Комплекс работ по планово-высотной привязке
инженерно-геологических скважин выполнен в соответствии с «Инструкцией по
топографической съемке в масштабах 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 и 1:500», изд.
Недра 1982г., и “Условных знаков для топографических планов масштабов 1:5000,
1:2 000, 1:1 000 и 1:500”, изд.2000г.
Разбивка и привязка скважин выполнена с пунктов
Государственной геодезической сети геодезическими GPS приемниками. До начала
работ геодезические приборы прошли метрологическое обследование и поверки,
данные по их метрологическому обеспечению приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Данные по метрологическому
обеспечению GPS приемников
Наименование
прибора
|
Свидетельство
о поверки №№
|
Действителен
до
|
GPS/ГЛОНАСС
- приемники спутниковые геодезические двухчастотные JAVAD (комплект из двух приемников)
Maxor.заводской номер 0544, 0552
|
806
|
08.05.2014г.
|
GPS/ГЛОНАСС
- приемники спутниковые геодезические двухчастотные JAVAD (комплект из двух
приемников) Maxor. заводской номер 0554, 0566
|
807
|
08.05.2014г.
|
Электронный
тахеометр Leica FlexLine TS06 power, заводской номер 636126
|
920
|
27.05.2014г.
|
Координаты скважин даны в местной системе
координат, высотные отметки - в Балтийской системе.
Камеральные работы заключались в сборе сведений
об инженерно-геологической изученности района в целом, обработке и увязке
результатов полевых буровых, лабораторных испытаний, в составлении отчёта в
установленной форме.
1. Общая часть
.1 Физико-географическое описание
района
Город Карталы расположен на Южном Урале, на
холмистой равнине в долине р. Карталы-Аят (левый приток р. Тобола), в 260 км к
юго-западу от Челябинска. Узел ж.д. линий.
Местоположение ПС 220 кВ Карталы - г. Карталы,
Челябинская область, 3,5 км северо-западнее центра (Рис.1).
Район находится в пределах Зауральского
пенеплена с характерно равнинно-увалистым рельефом. Его общее понижение и
выравнивание происходит в восточном направлении.
В геоморфологическом отношении проектируемый
участок ПС расположен на правом берегу р. Карталы-Аят, ~ в 900 м на юго-запад
от уреза реки.
Рис. 1 - Местоположение участка ПС, выкопировка
со снимка Gооgle Erdh
Климат области определяется положением ее в
центре Евро-Азиатского материка, большим удалением от морей и океанов. На
формирование климата оказывают влияние Уральские горы. Все это определяет
значительную континентальность и сухость климата.
Климатическая характеристика дана по данным
ближайшей к району ГМС г.Карталы (по табл. СНиП 23-01-99*).
Лето тёплое: пять месяцев в году средняя дневная
температура превышает 20°С; зима умеренно холодная, максимальный снежный покров
наблюдается в феврале (26 см). Количество ясных, облачных и пасмурных дней в
году - 162, 160 и 43 соответственно.
Отрицательная температура в среднем держится с
середины ноября до конца марта. Первые заморозки отмечаются, как правило, во
второй половине сентября, последние обычно регистрируются во второй половине
мая. Устойчивый снежный покров появляется во второй половине ноября, разрушение
и спад его заканчивается в середине апреля.
Нормативная глубина промерзания согласно п.5.5.3
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.01.01-83*» [11] и СНиП 23.01-99* [10] для глинистых
грунтов составляет 1,82 м, для супесчаных - 2,21 м, для песков средней
крупности - 2,37 м, для гравийного грунта - 2,69 м. Суглинистые грунты,
залегающие в зоне промерзания, подвержены морозному пучению.
Таблица 2 - Средняя месячная температура воздуха
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
XII
|
Средняя
температура, °С
|
-16,5
|
-15,6
|
-9,0
|
3,2
|
12,3
|
17,4
|
19,1
|
16,8
|
10,8
|
2,3
|
-6,7
|
-13,3
|
Средняя многолетняя температура воздуха - 1,7 °С
Абсолютный минимум - минус 44°С.
Абсолютный максимум - плюс 41°С.
Средняя температура наиболее холодных суток при
Рm =0,92 - минус 38°С.
Средняя температура наиболее холодной пятидневки
при Рm=0,92- минус 33°С.
Самый холодный месяц - январь; самый тёплый -
июль.
Годовая сумма осадков в среднем составляет 487
мм, причём большая их часть (338 мм) выпадает в тёплый период года (с апреля по
октябрь).
Согласно схематическим картам районирования СНиП
23.01-99* рассматриваемый район относится:
к IВ - по климатическому районированию для
строительства;
среднее за год число дней с переходом через 0
град. - 60.
В соответствии с Приложением В к СНиП 23-02-2003
территория относится к 3 (сухой) зоне влажности.
Подробная характеристика климатических условий
рассмотрена в главе 11 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания».
1.2 Геологическое строение района
работ
Геологическое строение Карталинского района
обусловлено разнообразием горных пород: осадочных (известняки, доломиты,
глины), вулканических (серпентиниты, базалиты), метаморфических (опалы, графит,
аргеллит). Эти породы выходят на поверхность или располагаются на больших
глубинах. Они по площади имеют незначительное распространение в районе
населенных пунктов Еленинка, Новониколаевка, Родники. Большая часть территории
района сложена глубинными, магматическими породами: гранитами, диоритами,
габбро. Эти породы слагают окрестности Анненска, Великопетровки, Горной,
Системы, Акмуллы. На территории преобладают породы нижнекаменноугольного и
силурийского периодов палеозойской эры с абсолютным возрастом 435-350 млн. лет.
Породы этого периода характеризуются значительной мощностью, разнообразием,
разной степенью матоморфизации - от известняков , аргиллитов, андезитов, базальтов
до различных сланцев (углистых, глинистых, зеленых, кремнистых, и т.д.) и
мраморов. В меньшей степени распространены породы кембрия и ордовика с
абсолютным возрастом 490-570млн. лет. И совсем редко встречаются породы
мезозоя-триаса, кайнозоя-палеогена, неогена, антропогена с возрастом 230-55
млн. лет. Мезозой представлен обломочными породами мощностью 100-400м. Эти
породы накапливались в грабенах, слагая современные понижения. Кайнозойские
породы представлены континентальными отложениями глин и песчаников, мощностью
3-10. Они залегают горизонтально в виде чехла. По породам создается
палеографическая и тектоническая обстановка. Породы палеозоя накапливались на
дне Уральского океана, в котором имелись срединно-океанические хребты девоне
(370-360 млн. лет назад) и зоны глубоководных желобов и вулканических островов
в карбоне (360-320 млн. лет назад). В конце карбоната устанавливаются
континентальные условия и происходит процесс разрушения. В мезозое-треасе
активно накапливаются обломочные отложения в озерных котловинах
(Полтавско-Брединской, Варненской синкали). В кайнозое (65 млн. лет назад) шло
накопление континентальных отложений в понижениях Западная часть района
находится в пределах Восточно-Уральского поднятия. На территории этого поднятия
располагаются Джабык-Карагайская и Неплюевская гранитные интрузии. Главное тело
Джабык-Карагайского интрузива, образовавшееся от внедрения магмы в сводовые
части складки, напоминает по форме выпуклую линзу и носит название факолит.
Микроклиновые граниты, его слагающие, возникли 265-280 млн. лет тому назад в
эпоху герцинского горообразования.
1.3 Инженерно-геологическое
районирование
Согласно карте инженерно-геологического
районирования Урала 1:2500 000 под редакцией Ф.А. Асинкритова район работ
приурочен в региональном плане к району Б - горноскладчатый Урал: район сильно
дислоцированных, тектонических сложно построенных осадочных.
осадочно-вулканогенных и метаморфических толщ Урала широкого возрастного
диапазона (от нижнего протерозоя до верхнего палеозоя), прорванных многочисленными
инрузиями различных фракций, к области - Б-IV - область пенеплена восточного
склона Урала. К району Б-IV1 - район распространения нижне-, среднепалеозойских
пород: а)вулканогенно-осадочных метаморфизованных; б)карбонатных. Поверхностные
образования представлены суглинисто-, глинистыми элювиально-делювиальными
грунтами, реже суглинками неясного генезиса. Породы коренной основы - скальные,
поверхностные - преимущественно связные.
2. Специальная часть
.1 Геологическое строение участка
работ
Участок реконструируемой ПС расположен в зоне
многочисленных контактов различных комплексов пород (интрузивных, эффузивных,
метаморфических, осадочных), что обуславливает сложность геологического
строения и проявляется в изменчивости минералогического состава коренных пород
вследствие различной степени метаморфизма и различной степени преобразования
коренных пород при выветривании. Вблизи контактов отмечаются различные
тектонические нарушения.
Непосредственно на изыскиваемом участке скальные
грунты представлены сланцами серицит-хлоритовыми с прослоями кремнистых,
углистых, разной степени выветрелости (сильновыветрелые, выветрелые и
слабовыветрелые) и трещиноватости - скальный массив сильно раздроблен системой
трещин. Кровля скальных грунтов весьма неровная. На отдельных участках
выветривание пород скального массива достаточно глубокое, «карманы
выветривания» заполнены суглинистыми грунтами.
Скальные грунты в верхней части разрушены до
глинистого, суглинистого элювия пройденной мощностью 1,3-5,0 м.
Таким образом, в соответствии с СП 11-105-97
(часть III), в разрезе коры выветривания скального массива можно выделить:
дисперсную зону (суглинки, глины), глыбовую зону (рухляк) и зону трещиноватой
горной породы со следами выветривания (скала трещиноватая). Четкой границы
между выделенными зонами не наблюдается, переходы одного слоя в другой
постепенные и незакономерные как в плане, так и по глубине.
Четвертичные террасовые отложения присутствуют в
местах пересечения трассы с долинами рек и их притоками, с увеличением мощности
отложений в сторону реки. Представлены они аллювиальными суглинками (пройденная
мощность слоя 0,5-0,8 м), на отдельных участках с тонкими линзами песка, с
включением гравия до 15%. Их подстилают пески средней крупности и крупные, от
малой степени водонасыщения до насыщенных водой, с тонкими линзами суглинка,
пройденная мощность слоя от 0,6 до 3,8 м.
Характерные для склонов и водоразделов
делювиальные образования сохранились от размыва лишь на отдельных участках
слоем неравномерной мощности (0,7-4,2 м), представлены коричневыми глинами
твердой консистенции.
С поверхности в большинстве встречен слой
насыпных грунтов, представляющий собой отсыпку при планировке площадки ПС (слой
мощностью 1,0-2,7 м), поросший маломощным (0,1-0,3 м) почвенно-растительный
слой.
2.2 Гидрогеологическая
характеристика участка работ
В гидрогеологическом отношении исследуемый
участок расположен в пределах развития двух водоносных горизонтов: горизонта,
приуроченного к трещиноватой зоне скальных грунтов, к остаточной трещиноватости
элювиальных образований коры выветривания и горизонта, приуроченного к
аллювиальным отложениям. Оба горизонта гидравлически между собой связаны и
образуют единую безнапорную поверхность.
На момент настоящих изысканий (май-июнь 2013 г.)
грунтовые воды были зафиксированы отдельными выработками №№6-8, 10, 13 на
глубине 3,5-4,6 м, в пределах абсолютных отметок 302,70-307,50 м, в остальных
скважинах, пройденных до глубины 8,0 м, воды нет. Учитывая местоположение
данных скважин и результаты химических анализов грунтов вод, этот горизонт был
отнесен нами к техногенному (утечки из близлежащего водопровода - см.
Приложение 1).
Точный прогноз максимальных уровней в
современных условиях, нарушенного гидродинамического режима, без стационарных
наблюдений невозможен (продолжительность цикла наблюдений в соответствии с
п.2.80 «Пособие к СНиП 2.02.01-83, чI» для застроенных территорий не менее 3-5
лет).
Замеренные уровни подземных вод отмечены в
Графической части (Листы 2-12), уровни появления и установления грунтовых вод
приводятся в альбоме геологических выработок (Графическая часть, лист 4-17).
По химическому составу грунтовые воды на
проектируемом участке смешанного типа. Значение минерализации находится в
пределах 416,1-722,5 мг/л. Подземные воды неагрессивны по отношению к бетонным,
асбоцементным конструкциям и кирпичу. Обладают высокой коррозионной
агрессивностью по отношению к алюминиевой и средней - к свинцовой оболочкам
кабелей.
Присутствие в воде азотосодержащих веществ
(нитратов NO3 [3,99-6,08мг/л], нитритов NO2 [0,46-0,50мг/л] и аммонийных солей
NH4 [1,56-2,14мг/л] свидетельствует об органическом загрязнении животного
происхождения. Нитриты являются лучшим показателем свежего фекального
загрязнения воды, особенно при одновременном повышенном содержании аммиака. По
нормам СанПиН ПДК в воде аммония составляет 2,0 мг/л; нитритов 3,0 мг/л;
нитратов 45,0 мг/л. Наличие иона аммония в концентрациях, превышающих фоновые
значения, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения
(коммунальные очистные сооружения, животноводческие фермы, скопления навоза,
азотных удобрений, поселения и др.)
2.3 Физико-механические свойства
грунтов
Характеристика физико-механических свойств
грунтов приводится по результатам лабораторных и полевых исследований, выполненных
при настоящих изысканиях.
Результаты лабораторных определений свойств
грунтов приведены в Приложениях Д и Е, где также даны сведения о степени их
коррозионной агрессивности.
Статистическая обработка лабораторных данных
выполнена в соответствии с ГОСТ 20522-96, статистические показатели (количество
определений, коэффициенты вариации и надежности, нормативные и расчетные
значения свойств) приведены в Приложении Д.
.2. В пределах исследуемой глубины по
литологическому составу, генезису, физико-механическим свойствам, в
соответствии с ГОСТ 25100-2011 и ГОСТ 20522-96 выделено 6
инженеpно-геологических элементов:
. ИГЭ-1 - Насыпной грунт ( tQ ), представляет
собой отсыпку при планировке площадки ПС, состоит из суглинка (70-90%), дресвы,
песка и щебня (10-30%). Встречен практически по всей площадке мощностью 1,0-2,7
м. Грунт характеризуется по результатам анализа 3 проб нарушенной и
ненарушенной структуры, отобранных при настоящих изысканиях и 1 проба для
определения коррозионных свойств грунта.
Коррозионные свойства грунта приведены в
Приложении Е.
Техногенные (насыпные) грунты (ИГЭ-1) оставлять
в основании фундаментов не рекомендуется.
. ИГЭ-2 - Глина делювиальная (dQ) коричневого
цвета, твердая, на отдельных участках с включением полуокатанных обломков (до
15%). Грунт характеризуется по результатам анализа 4 проб ненарушенной
структуры, отобранных при настоящих изысканиях и 1 пробы для определения
коррозионных свойств грунта.
Коррозионные свойства грунта приведены в
Приложении Е.
В соответствии с таблицей Б.12 ГОСТ 25100-2011
[8] ИГЭ-2 по значению числа пластичности относятся к глинам легким, по
гранулометрическому составу - к пылеватым.
Таблица 3 - Основные показатели
физико-механических свойств ИГЭ-2
Показатели
свойств
|
Коэф.
вариации
|
|
Миним.
значение
|
Максим.
значение
|
Нормативное
значение
|
|
Природная
влажность, W, д.ед.
|
0,170
|
0,212
|
0,191
|
0,110
|
Влажность
на границе текучести, WL, д.ед.
|
0,440
|
0,480
|
0,458
|
|
Влажность
на границе раскатывания, Wр, д.ед.
|
0,189
|
0,287
|
0,220
|
|
Число
пластичности, Jр, д.ед.
|
0,193
|
0,258
|
0,238
|
|
Плотность,
ρ,
г/см3
|
2,05
|
2,19
|
2,12
|
0,028
|
Коэффициент
пористости, е
|
0,394
|
0,564
|
0,509
|
0,220
|
Нормативные плотности принимаем по результатам
лабораторных данных (приложение Д), а за расчетные - среднеминимальное и
минимальное:
ρII = 2,09 г/см3;
ρI
= 2,05 г/см3
Нормативные значения прочностных характеристик
грунта принимаем согласно табл.Б2 прилож.Б к СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83
«Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативное значение модуля деформации принимаем
28,0 МПа согласно табл.Б3 прилож.Б к СП СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83
«Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения
физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
. ИГЭ-3 - Суглинок аллювиальный (аQ) - серого,
зеленовато-, желтовато-коричневого цвета, твердой, полутвердой консистенции, на
отдельных участках с редким гравием (до 15%), с тонкими линзами песка. Грунт
встречен по всей площадке небольшой мощностью 0,5-0,9 м, характеризуется по
результатам анализа 4 проб нарушенной и ненарушенной структуры, отобранных при
настоящих изысканиях и 1 проба для определения коррозионных свойств грунта.
Коррозионные свойства грунта приведены в приложении Е.
В соответствии с таблицей Б.12 ГОСТ 25100-2011
[8] ИГЭ-3 по значению числа пластичности относятся к суглинкам легким и
тяжелым, по гранулометрическому составу - к песчанистым.
Таблица 4 - Основные показатели
физико-механических свойств ИГЭ-З
Показатели
свойств
|
Значение
показателей физико-механических свойств
|
Коэф.
вариации
|
|
Миним.
значение
|
Максим.
значение
|
Нормативное
значение
|
|
Природная
влажность, W, д.ед.
|
0,084
|
0,133
|
0,113
|
0,184
|
Влажность
на границе текучести, WL, д.ед.
|
0,224
|
0,260
|
0,233
|
|
Влажность
на границе раскатывания, Wр, д.ед.
|
0,087
|
0,162
|
0,127
|
|
Число
пластичности, Jр, д.ед.
|
0,095
|
0,137
|
0,107
|
|
Плотность,
ρ,
г/см3
|
2,16
|
2,23
|
2,21
|
0,018
|
Коэффициент
пористости, е
|
0,280
|
0,364
|
0,146
|
По результатам статистической обработки
лабораторных данных в соответствии с ГОСТ 20522-96 [9] получен повышенный
коэффициент вариации по значению природной влажности. Это обстоятельство
связано с неравномерным содержанием линз песка в грунте.
Нормативные плотности принимаем по результатам
лабораторных данных (приложение Д), а за расчетные - среднеминимальное и
минимальное:
ρII = 2,18 г/см3;
ρI
= 2,14 г/см3
Нормативные значения прочностных характеристик
грунта принимаем согласно табл.Б2 прилож.Б к СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83
«Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативное значение модуля деформации принимаем
34,0 МПа согласно табл.Б3 прилож.Б к СП СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83
«Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения
физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
. ИГЭ-4 - Песок аллювиальный средней крупности и
крупный (аQ) коричневого, серовато-коричневого, местами светло-серого цвета, от
малой степени водонасыщения до насыщенного водой, на отдельных участках с
тонкими линзами суглинка и редкой крупной галькой (до 5%), пройденной мощностью
1,4-3,8 м. Грунт характеризуется по результатам анализа 6 проб нарушенной и
ненарушенной структуры, отобранных при настоящих изысканиях, также отобрана 1
проба для определения коррозионных свойств грунта.
Коррозионные свойства грунта приведены в
приложении Е.
По данным гранулометрического состава по
количественному содержанию фракций песок относится к крупному и средней
крупности.
Нормативные значения плотности принимаем по
данным лабораторных данных.
Нормативные значения прочностных и деформационных
характеристик грунта принимаем согласно табл.Б1 прилож. Б к СП 22.13330.2011
СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения
физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
. ИГЭ-5 - Суглинок и глина элювиальные твердые,
полутвердые (eMz) - продукт дисперсной зоны выветривания сланцев,
темно-коричневого, желтовато-, зеленовато-коричневого, от светло- до
темно-серого цвета, на отдельных участках со щебнем кварца и коренных пород до 25%,
реже щебенистые (обломков до 35%). Встречен по всей площадке мощностью 2,7-5,6
м. Грунт характеризуется по результатам анализа 9 проб ненарушенной структуры.
В соответствии с таблицей Б.12 ГОСТ 25100-2011
[8] ИГЭ-5 по значению числа пластичности относятся к суглинкам тяжелым, по
гранулометрическому составу - к пылеватым; к глинам легким, по
гранулометрическому составу - к пылеватым.
Таблица 5 - Основные показатели
физико-механических свойств ИГЭ-5
Показатели
свойств
|
Значение
показателей физико-механических свойств
|
Коэф.
вариации
|
|
Миним.
значение
|
Максим.
значение
|
Нормативное
значение
|
|
Природная
влажность, W, д.ед.
|
0,224
|
0,320
|
0,275
|
0,133
|
Влажность
на границе текучести, WL, д.ед.
|
0,040
|
0,480
|
0,344
|
|
Влажность
на границе раскатывания, Wр, д.ед.
|
0,198
|
0,285
|
0,262
|
|
Число
пластичности, Jр, д.ед.
|
0,152
|
0,216
|
0,163
|
|
Плотность,
ρ,
г/см3
|
1,87
|
2,02
|
1,94
|
0,029
|
Пористость,
n, %
|
38,1
|
45,5
|
41,4
|
0,046
|
Коэффициент
пористости, е
|
0,625
|
0,836
|
0,709
|
0,093
|
Удельное
сцепление, С, МПа
|
0,038
|
0,052
|
0,046
|
0,124
|
Угол
внутреннего трения, j , град.
|
17
|
22
|
19
|
0,110
|
Нормативные и расчетные значения плотности и
прочностных характеристик принимаем по результатам статистической обработки
лабораторных данных (приложение Д).
Нормативное значение модуля деформации принимаем
24,0 МПа согласно табл.Б3 прилож. Б к СП СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83
«Основания зданий и сооружений» [11].
Нормативные и расчетные значения
физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
.ИГЭ-6 - Сланцы низкой и пониженной прочности (рухляк)(Pz),
темно-серого цвета, сильновыветрелые, сильнотрещиноватые, по трещинам с
суглинистым заполнителем на отдельных участках.
Плотность грунта изменяется от 2,31 до 2,37
г/см3, при нормативном значении 2,35 г/см3 (коэффициент вариации 0,009), значение
предела прочности на одноосное сжатие изменяется от 2,4 до 3,2 МПа (по 9
определениям), при нормативном 2,9 МПа (коэффициент вариации 0,089).
Результаты статистической обработки грунта
приведены в приложении Г.
Нормативные и расчетные значения
физико-механических свойств приведены в таблице 7 главы «Заключение».
Специфические грунты и инженерно-геологические
процессы
Согласно определению СП 11-105-97 часть III на
исследуемой площадке из специфических грунтов встречены техногенные (ИГЭ-1) и
элювиальные (ИГЭ-5).
На рассматриваемой участке из неблагоприятных
геологических процессов присутствуют инженерно-геологические процессы:
морозного пучения грунтов в зоне сезонного промерзания, а также подтопление.
Степень морозоопасности грунтов приведена в таблице 6.
Таблица 6 - Степень морозоопасности грунтов
№
ИГЭ
|
Наименование
грунта
|
Rf*100
|
Пучинистость
|
2
|
Глина
делювиальная твердая
|
0,29
|
Слабопучинистая
|
2
|
Глина
делювиальная твердая
|
0,28
|
Слабопучинистая
|
2
|
Глина
делювиальная твердая
|
0,21
|
Слабопучинистая
|
2
|
Глина
делювиальная твердая
|
0,34
|
Слабопучинистая
|
3
|
Суглинок
аллювиальный твердый
|
0,15
|
Слабопучинистый
|
4
|
Песок
аллювиальный средней крупности
|
1,96
|
Слабопучинистый
|
|
Согласно приложения И СП 11-105-97, часть II
территория планируемой реконструкции ПС относится к неподтопляемым в силу
геологических, гидрогеологических, топографических и других естественных
причин) (III-А-1). Однако за пределами ПС, с западной стороны, где проходит
водопровод, площадка находится в техногенно измененных гидродинамических
условиях и относится к группе I-Б-1 (постоянно подтопленной в результате
долговременных техногенных воздействий). Для того, чтобы исключить
распространение воздействия утечек в скором времени на грунты самой ПС,
необходимо принять меры по их устранению.
Под подтоплением понимается процесс подъема
уровня грунтовых вод выше некоторого критического положения, а также
формирования верховодки и (или) техногенного водоносного горизонта, приводящий
к ухудшению инженерно-геологических условий территории строительства.
В соответствии с п.8.1.1 СП 11-105-97, часть II,
основными причинами возникновения и развития подтопления являются:
техногенные утечки из водонесущих коммуникаций;
недостаточная организация поверхностного стока
на застроенных территориях;
слабая расчленённость рельефа (приуроченность
участка к долинам рек);
наличие слоя слабоводопроницаемых грунтов в
разрезе;
нарушение естественного стока при проведении
строительных работ;
неумеренный полив садово-огородных участков.
Развитие подтопления может привести к деформации
фундаментов и наземных конструкций сооружений, вызванной изменением прочностных
и деформационных свойств грунтов, к изменению химического состава,
агрессивности и коррозионной агрессивности грунтов и грунтовых вод.
Согласно приложению Б СНиП 22-01-95 природные
процессы на исследуемой территории относятся к категории умеренно опасных.
Заключение
карталы грунт геологический
районирование
Инженерно-геологические условия исследуемой
площадки в соответствии с приложением Б к СП 11-105-97 [ 3 ] относятся ко II
категории (средней сложности), что обусловлено наличием в разрезе до глубины
5,0 м 6 инженерно-геологических элементов, в том числе специфических грунтов
(ИГЭ-1, 5), а также наличия инженерно-геологических процессов.
На момент настоящих изысканий (май-июнь 2013 г.)
грунтовые воды были зафиксированы отдельными выработками №№6-8, 10, 13 на
глубине 3,5-4,6 м, в пределах абсолютных отметок 302,70-307,50 м, в остальных
скважинах, пройденных до глубины 8,0 м, воды нет. Учитывая местоположение
данных скважин и результаты химических анализов грунтов вод, этот горизонт был
отнесен нами к техногенному (утечки из близлежащего водопровода - см Графическая
часть, лист 1).
Точный прогноз максимальных уровней в
современных условиях, нарушенного гидродинамического режима, без стационарных
наблюдений невозможен (продолжительность цикла наблюдений в соответствии с
п.2.80 «Пособие к СНиП 2.02.01-83, ч.I» для застроенных территорий не менее 3-5
лет).
Результаты химических анализов подземных вод
приведены в приложении Ж и в разделе 6.2.2.
Согласно СП 14.13330.2011 «СНиП II-7-81*
Строительство в сейсмических районах» (Приложение Б) [16] интенсивность
потенциальных сейсмических воздействий в баллах шкалы МSK-64 для средних
грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности для района изысканий
по карте А (для массового строительства), карте В (для зданий повышенной
ответственности) и карте С (для особо ответственных объектов) - 5 баллов.
Сведения о степени агрессивности грунтов
приведены в табл.7.
Мероприятия по защите конструкций и кабелей от
коррозии назначаются проектный организацией в соответствии с действующими
нормативными документами.
Таблица 7 - Результаты по степени агрессивности
грунтов
Коррозионная
агрессивность грунтов
|
Степень
агрессивности к бетону выше УПВ
|
к
стальным конструкциям
|
к
алюминиевой оболочке кабеля
|
к
свинцовой оболочке кабеля
|
SO4
|
Cl
|
ГОСТ
9.602-2005
|
СНиП
2.03.11-85
|
Насыпной
грунт tQ (ИГЭ-1)
|
|
высокая
|
высокая
|
высокая
|
неагрессивная
|
неагрессивная
|
|
Глина
делювиальная (ИГЭ-2)
|
средняя
|
высокая
|
неагрессивная
|
неагрессивная
|
|
Суглинок
аллювиальный (ИГЭ-3)
|
|
высокая
|
высокая
|
высокая
|
неагрессивная
|
неагрессивная
|
|
Песок
аллювиальный аQ ( ИГЭ-4 )
|
|
высокая
|
средняя
|
высокая
|
неагрессивная
|
неагрессивная
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормативные и расчётные значения показателей
физико-механических свойств гpунтов основания фундаментов приведены в табл.8 по
данным лабораторных и полевых исследований, выполненных при настоящих изысканиях.
В таблице приведена также классификация грунтов
по трудности разработки по ГЭСН-2001-01, т.1.1.
Таблица 8 - Нормативные и расчетные значения
основных показателей физико-механических свойств
Наименование
и № ИГЭ
|
Нормативные
и расчётные значения основных показателей физико-механических свойств грунтов
|
Классификация
грун-тов по трудности разработки
|
|
рн
г/см3
|
рII
рI г/см3
|
jн
град
|
jII
jI
гр
|
Сн
МПа
|
СII
СI МПа
|
Е
МПа
|
Rcн
МПа
|
RcI
МПа
|
|
Насыпной
грунт (ИГЭ-1)
|
1,80
|
Не
нормируется, оставлять в основании фундаментов не рекомендуется
|
26А
|
Глина
делювиальная (ИГЭ-2)
|
2,12
|
2,09
2,05
|
21
|
|
0,081
|
|
28
|
|
|
9А*
|
Суглинок
аллювиальный (ИГЭ-3)
|
2,21
|
2,18
2,14
|
26
|
|
0,047
|
|
34
|
|
|
35В*
|
Песок
аллювиальный (ИГЭ-4)
|
2,24
|
|
43
|
|
0,002
|
|
50
|
|
|
29Б*
|
Суглинок
и глина элювиальные (ИГЭ-5)
|
1,94
|
1,92
1,91
|
19
|
18
17
|
0,046
|
0,043
0,041
|
24
|
|
|
35Г*
|
Сланцы
низкой и пониженной прочности (ИГЭ-6)
|
2,35
|
-
2,33
|
|
|
|
|
|
2,9
|
2,7
|
33А*
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В случае выбора свайного варианта фундаментов
могут возникнуть определенные трудности из-за наличия в насыпных грунтах
крупнообломочного материала и проч., потребуется бурение лидерных скважин в
насыпных грунтах.
Согласно приложения Б СНиП 22-01-95 природные
процессы на исследуемом участке относятся к категории умеренно опасных.
При проектировании необходимо учесть, что
глинистые (ИГЭ - 3, 5), песчаные (ИГЭ-4) и рухляковые (ИГЭ-6) грунты при
длительном стоянии котлована открытым, при неоднократном замачивании, при
промораживании и последующем оттаивании структурные связи и теряют несущую
способность.
Во избежание дополнительного замачивания грунтов
дождевыми и талыми водами необходимо выполнить обратную засыпку пазух котлована
слабофильтрующими грунтами с трамбовкой и устроить отмостку требуемой ширины.
Нормативная глубина промерзания согласно п.5.5.3
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.01.01-83» [11] глин, суглинков - 1,80 м; песков
средней крупности, крупных и гравелистых - 2,35 м; крупнообломочных (насыпных)
грунтов - 2,65 м.