Цель и задачи инженерно-геологических изысканий
На участке по адресу ул. Спиридоновка дом 9 планируется строительство подземного паркинга, общей площадью F=885м2, с заглублением 8м. В плане участок имеет вид прямоугольной трапеции. Стадия проектирования – рабочая документация.
Инженерно-геологические изыскания должны обеспечить получение материалов, необходимых и достаточных для обоснования разработки рабочей документации.
При изысканиях проектируется выполнить детальную инженерно-геологическую разведку на участке проектируемого сооружения и провести основные виды инженерно-геологических работ с учетом данных ранее выполненных изысканий. С целью обеспечения выделения инженерно-геологических элементов, выявления развития экзогенно-геологических процессов, установление нормативных и расчетных показателей грунтов на основе определения лабораторными и полевыми методами физических и механических свойств грунтов.
Для решения поставленных задач запроектированы следующие исследования:
1. Буровые работы с опробованием скважин;
2. Полевые инженерно-геологические исследования грунтов:
§ Статическое зондирование;
§ Испытания статическими нагрузками на штампы;
3. Геофизические исследования;
4. Гидрогеологические исследования;
5. Лабораторные и камеральные работы;
6. Топографо-геодезические работы.
Обоснование объемов проектируемых работ
В ходе проектирования инженерно-геологических изысканий на площадке запланированы следующие виды работ:
| № | Виды работ | Единица измерения | Объем работ |
| Буровые работы: 4 скважины глубиной 30,0м 2скважины глубиной 12м 1 скважина глубиной 8,6м | м.п. м.п. м.п. | 8,6 | |
| Статическое зондирование | точка | ||
| Штамповые испытания | испытание | ||
| Геофизические исследования | профиль | ||
| Гидрогеологические исследования(опытно-фильтрационная откачка) | скважина | ||
| Опробование скважин: 1. Нарушенного строения 2. Ненарушенного строения | образец монолит | ||
| Топографо-геодезические работы | точка | ||
| Лабораторные работы | комплекс физ.-мех. Св-в | ||
| Камеральные работы | отчет |
Таблица 3.1
Работы запроектированы в соответствии следующих нормативно-технических документов:
§ СниП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения». Минстрой России, Москва, 1997г.;
§ СниП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений». Госстрой, Москва, 1995г.;
§ СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства». Госстрой, Москва, 1997г.;
§ СП 11-105-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства». Госстрой, Москва, 1997г.;
§ МГСН 2.02-01 «Основания, фундамента и подземные сооружения». Правительство Москвы, Москва, 2003г.;
§ «Инструкция по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москва», 2004г.
Объемы запроектированных работ соответствуют техническому заданию.
Буровые работы
Бурение четырех инженерно-геологических скважин глубиной по 30 м., должны обеспечить возможность:
§ уточнение разреза горных пород и установления положения границ слоев с высокой точностью.
§ отбора образцов грунта требуемого диаметра, сохраняющих ненарушенное сложение и естественную влажность.
§ выявление экзогенно-геологических процессов.
Анализируя данные геологического разреза полученные на ранних стадиях проектирования, скважины, будут пробурены колонковым способом «в сухую». В процессе бурения будет пройдено 2 водоносных горизонта, в четвертичных и каменноугольных отложениях. Необходимо изолировать верхнекаменноугольные от четвертичных. Поэтому первый интервал бурения вплоть до юрских отложений будет пройден с помощью колонковых труб диаметром 146 мм.твердосплавными коронками СМ-5 диаметром 151мм. и закрепляется обсадными трубами диаметром 146мм.
Второй интервал в юрских и верхнекаменноугольных отложениях будет пройден с помощью колонковых труб диаметром 127 мм.твердосплавными коронками СА-6 и КТ диаметром 132 мм, обсадные трубы не используются.
Для проведения данных работ будет использоваться установка разведочного бурения УРБ 2а-2, смонтированная на базе КАМАЗ-43118.
Установка приводится в действие от двигателя автомобиля.
Основными конструктивными элементами установки являются: вращатель, раздаточная коробка, мачта, установка бурового насоса.
Перемещающийся вращатель с гидроприводом, который используется в процессе бурения для наращивания бурильного инструмента без отрыва его от забоя и выполняет совместно с гидроподъемником работу по спуску и подъему инструмента и его подачу при бурении. Мощность и кинематика вращателя обеспечивают также свинчивание и развинчивание бурильных труб, в результате этого отпадает необходимость в специальных механизмах для этой цели.
Управление буровой установки полностью гидрофицировано, в том числе подъем-опускание мачты, и сконцентрировано на пульте бурильщика.
При бурении плотных слабообводненных глинистых грунтов в скважину допускается подливать небольшое количество воды.
Геотехнический наряд на скважину
| Геологическая часть | Техническая часть | |||||||||||||||||
| № слоя | Порода (краткая характеристика) | Мощность | Кате-гория пород по бури-мости | Конструкция скважины | Нр (м) | Тип, диаметр (мм) ПРИ | Тип, диаметр(мм), длина (м), | Час-тота вращения об/мин | ||||||||||
| от | до | всего | ||||||||||||||||
| Техногенные отложения (tQIV) | 4,1 | 4,1 | III | ♦▲●►♦●▲♦♦●►▲♦ | СМ-5, 151 | Колонковая труба 146 / 3 | ||||||||||||
| Песок желто-коричневый, ср.крупности, ср.плотности, влажный, с гл. 4,4 м-водонасыщен. | 4,1 | 7,4 | 3,3 | II | aQIII | 1,5 | ||||||||||||
| Глина серо-зеленая, мягкопластичная | 7,4 | 10,3 | 2,9 | I | J3v | |||||||||||||
| Колонковая труба 127/3 | ||||||||||||||||||
| Глина черная, слюдистая, тугопластичная | 10,3 | 15,6 | 5,3 | II | ||||||||||||||
| Глина черная, слюдистая, полутвердая | 15,6 | 21,0 | 5,4 | III | J3ox | СА-6 и КТ, | ||||||||||||
| Глина черная, полутвердая | 21,0 | 24,8 | 3,8 | III | ||||||||||||||
| Известняк светло-серый, микрозернистый, в кровле разрушенный до муки и щебня, влажный, с глубины 25,2м-водонасыщ. | 24,8 | 26,2 | 1,4 | III | 1,5 | |||||||||||||
| С3izm | ||||||||||||||||||
| Глина красновато-коричневая, пестроцветная, мергелистая, с прослоями мергеля, твердая(прослоями полутвердая) | 26,2 | 30,0 | 3,8 | IV | С3msc | |||||||||||||
Таблица 3.2
Бурение двух технических скважин глубиной 12 м. должны обеспечить возможность проведения штамповых испытаний.
Для решения данной задачи необходимо пробурить скважины диаметром 325 мм.согласно п. 5.1.3. ГОСТ 20276-2012г. и закрепить ее обсадными трубами.
Для бурения этих скважин наиболее эффективным будет медленновращательный способ бурения осуществленный с помощью многоцелевой буровой установкой ПБУ-2 на базе автомобиля КАМАЗ 43118.
В состав буровой установки входит: силовой агрегат; мачта; подвижной вращатель с механическим приводом; буровая лебедка.
Установка монтируется на собственной раме с приводом от автономного дизельного двигателя, что позволяет снизить амортизацию двигателя транспортного средства, а так же существенно снизить расход топлива.
Подвижный вращатель с механическим приводом в сочетании с мощным гидравлическим механизмом подачи позволяют создавать значительную осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент с первых метров бурения. Конструкция вращателя буровой установки обеспечивает возможность его отвода в сторону от оси скважины для выполнения спуско-подъемных операций, установки обсадных колонн и реализации технологии ударно-канатного бурения с использованием буровой лебедки.
В качестве породоразрушающего инструмента будет использован ложковый бур диаметром 325 мм, потому что он может проходить внутри обсадных труб, что позволяет их устанавливать непосредственно в процессе бурения скважин.
Геотехнический наряд на скважину
| Геологическая часть | Техническая часть | ||||||||||||
| № слоя | Порода (краткая характеристика) | Мощность | Кате-гория пород по бури-мости | Конструкция скважины | Тип, диаметр (мм) ПРИ | Час-тота вращения об/мин | |||||||
| от | до | всего | |||||||||||
| Техногенные отложения (tQIV) | 4,1 | 4,1 | III | ♦▲●►♦●▲♦♦●►▲♦ | Ложковый бур, 325мм | ||||||||
| Песок желто-коричневый, ср.крупности, ср.плотности, влажный, с гл. 4,4 м-водонасыщен. | 4,1 | 7,4 | 3,3 | II | aQIII | ||||||||
| Глина серо-зеленая, мягкопластичная | 7,4 | 10,3 | 2,9 | I | J3v | h=8м | |||||||
| Глина черная, слюдистая, тугопластичная | 10,3 | 12,0 | 1,7 | II | h=12 |
Таблица 3.3
Так же на участке под строительство планируется бурение одной скважины для проведения гидрогеологических исследований.
Для решения этой задачи будет использоваться колонковый способ бурения «в сухую», при помощи установки разведочного бурения УРБ 2а-2. Данный способ обеспечит минимальную кольматацию водоносного горизонта.
Работы будут производиться до глубины 8,6 м колонковой трубой диаметром 127 мм твердосплавной коронкой СА-6 диаметром 132 мм. Стенки скважины будут закреплены обсадными трубами диаметром 127 мм. После этого в скважину опускается фильтровая колонна диаметром 108 мм, а обсадные трубы извлекаются из скважины. Конструкция скважины показана на рисунке 3.1.
| tQIV | Фильтровая колонна 108 | ||||||
| УГВ | |||||||
| aQIII | Фильтр(3м.) | ||||||
| J3v | Отстойник(1м.) | ||||||
Рисунок 3.1
Статическое зондирование
Метод полевых испытаний грунтов статическим зондированием будет выполнен установкой «Тест-К2М» при помощи буровой установки ПБУ-2. Количество точек зондирования принято на основании п.8.16. СП 11-105-97 часть I. Статическое зондирование грунтов будет выполнятся по стандартной методике согласно ГОСТ 19912-2001 на максимально возможную глубину.
Комплект аппаратуры «ТЕСТ-К2М»
В состав комплекта входят: тензометрический аналоговый 2-ух канальный зонд А2-250; зондировочные штанги; контролер ТЕСТ-К2; цифровой измерительный прибор ТЕСТ-АМ; минипринтер; радиокнопка; кабель для зонда; комплект кабелей и адаптеры для питания аппаратуры и передачи результатов в ПК.
Статическое зондирование выполняется путем непрерывного вдавливания зонда в грунт. Перерывы в погружение зонда допускаются только для наращивания штанг зонда. Скорость погружения зонда в грунт составляет 1 м/мин . В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальность погружения зонда. Показатели сопротивления грунта регистрируются в контролере ТЕСТ-К2 и дублируются подключенным минипринтером на бумажном носителе.
По окончанию испытания производится обработка результатов с помощью программы Geoexplorer.