Инженерно-геологические аспекты проектирования насосных станций трубопроводов в условиях просадочных грунтов

Физико-географический обзор, геологическое строение и гидрогеологические условия Усть-Лабинского района. Проведение инженерно-геологических работ для проекта строительства компрессорной станции. Испытания просадочных грунтов статическими нагрузками.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 09.10.2013
Размер файла 994,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Отбор, консервация, хранение и транспортирование проб воды для лабораторных исследований осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000.

3.4.3 Отбор проб воды

Гидрогеологические исследования выполняются на площадке для получения информации о формировании и распространении подземных вод и их влиянии на сооружения, степени их взаимосвязи с поверхностными водами, определения фильтрационных свойств грунтов.

Полевые гидрогеологические исследования выполняются : при бурении всех скважин - гидрогеологические наблюдения (замеры появившегося и установившегося уровня). Производится отбор проб воды (не менее 3 из каждого встреченного водоносного горизонта или комплекса) на стандартный химический анализ и коррозионную активность по отношению к алюминиевым и свинцовым оболочкам кабеля [2].

3.4.4 Лабораторные работы

Лабораторные методы определения показателей свойств грунтов, следует использовать для классификации грунтов в соответствии с ГОСТ 25100-95, оценки их состава и физико-механические свойства. Виды и методика лабораторных работ определяется в соответствии с приложениями М и И СП 11-105-97 часть 1.

Количество отобранных в процессе изысканий образцов грунта должно быть не менее 6 для определения показателей механических свойств грунтов или не менее 10 - для определения показателей физических свойств по каждому основному литологическому слою.

Лабораторные исследования по определению химического состава подземных и поверхностных вод, а также водных вытяжек из глинистых грунтов выполняются в целях определения их коррозионной активности по отношению к свинцовой и алюминиевой оболочке кабеля, оценки влияния подземных вод на развитие геологических и инженерно-геологических процессов.

Также предусмотрено опробование воды на сокращенный химический анализ.

Комплекс лабораторных исследований представлен в таблице 3.3

Таблица 3.3 Виды и объемы работ в комплексе лабораторных исследований

Виды работ

Объем

Полный комплекс физико-механических свойств глинистых грунтов (консолидированный срез с компрессией)

297

Полный комплекс физико-механических свойств грунта (неконсолидированный срез с компрессией)3

298

Полный комплекс физико-механических свойств грунта с заданной влажностью (неконсолидированный срез с компрессией)

312

Водонасыщение грунтов перед сдвигом и компрессией

2721

Наблюдение за консолидацией при компрессионных испытаниях по 6-ти точкам

6699

Органические вещества методом прокаливания

36

Гумус по Тюрину

24

Приготовление водной вытяжки

24

Анализ водной вытяжки (засоленность)

24

Коррозионная активность грунтов по отношению к свинцовой и алюминиевой оболочке кабеля

15

Коррозионная активность грунтовых вод по отношению к свинцовой и алюминиевой оболочке кабеля

15

Сокращенный анализ воды

15

3.4.5 Техническое обеспечение проектируемых работ

Буровая установка

Проходка горных выработок должна осуществляться механизированным способом - колонковым, с диаметром бурения до 160мм,следующими буровыми установками: ПБУ-1 и ПБУ-2 на базе ЗИЛ 131.

Многоцелевые буровые установки ПБУ-1 и ПБУ-2 с механическим приводом подвижного вращателя предназначены для бурения инженерно-геологических, сейсморазведочных, гидро- и геологоразведочных, а так же скважин различного назначения при выполнении строительных работ.

Бурение скважин сопровождается гидрогеологическими наблюдениями, отбором проб грунта нарушенной (пробы) и ненарушенной (монолиты) структуры, проб воды. Пробы воды отбираются пробоотборником с предварительным тартанием в скважине.

3.4.6 Метрологическое обеспечение работ

Метрологическое обеспечение, представляет собой установление и использование научных и организационных основ, а также ряда технических средств, норм и правил, нужных для соблюдения принципа единства и требуемой точности измерений.

Государственная метрологическая служба, или сокращенно ГМС несет ответственность за обеспечение метрологических измерений в России на межотраслевом уровне, а также проводит контрольные и надзорные мероприятия в области метрологии.

Все измерительные средства должны быть своевременно поверены, иметь поверочные свидетельства. Не допускается производство измерений неисправными приборами и измерительными средствами с просроченной датой поверки [3].

3.5 Инженерно-геологические работы (штамповые испытания)

3.5.1 Результаты испытаний грунтов статическими нагрузками (штампом). Опытные работы

Испытания грунтов статическими нагрузками проводилось на стадии рабочая документация.

Для определения деформационных характеристик просадочных суглинков были выполнены полевые опытные испытания статическими нагрузками штампом

Испытания грунтов проводились по схеме «двух кривых» (природной влажности и в замоченном состоянии), на глубинах 2.0 и 4.0 м площадью штампа S=5000см2, на глубине 6.0, 8.0 и 10.0м площадью штампа S=600см2, удельным давлением до 0.5 МПа (при природной влажности). Нагружение штампа осуществлялось при помощи масляного насоса и домкрата, осадка штампа измерялась как среднее арифметическое из показаний трех прогибомеров.

Лабораторные испытания грунтов производились с соблюдением требований ГОСТ 12536-79, 5180-84, 12248-96, 30416-96.

Просадочные суглинки на глубинах 2.0, 3.0 и 4.0 м испытывались штампом площадью 5000 см2 (тип установки I). На глубине 3.0 м было выполнено 3 полевых испытания природной влажности и в замоченном состоянии, на глубинах 2,0 м и 4,0 м - по 4 полевых испытания.

Нагрузки на штамп грунта природной влажности передавались ступенями по 0,05 МПа, грунта в замоченном состоянии ступенями по 0.025 МПа. Каждая ступень давления выдерживалась до условной стабилизации деформации грунтов (осадки штампа) в соответствии с п. 5.4.3 ГОСТ 20276-99.

Просадочные суглинки на глубинах 6.0, 8.0 и 10.0 м испытывались штампом площадью 600 см2 (тип установки III). На глубинах 8.0 и 10.0 м было выполнено по 3 полевых испытания природной влажности и в замоченном состоянии, на глубине 6,0 м - по 3 полевых испытания.

По результатам штамповых испытаний для ИГЭ-2 и ИГЭ-3 был принят корректирующий коэффициент mk :

Для ИГЭ-2 mk =2.1 при естественной влажности; mk = 1.4 при полном водонасыщении.

Для ИГЭ-3 mk =1.6 при естественной влажности) mk = 1.4 при полном водонасыщении.

Рис.3 Испытание грунтов штампом

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных изысканий инженерно-геологические условия строительной площадки соответствуют III категории сложности (приложение Б СП 11-105-97): более четырех различных по литологии слоев, специфические грунты и геологические процессы имеют широкое распространение и оказывают решающее влияние на выбор проектных решений.

В данном отчете приводится инженерно-геологическая характеристика площадки под строительство компрессорной станции.

Уровень ответственности - II (нормальный) и I (повышенный).

Стадия изысканий - рабочая документация.

Для составления данного технического отчета были привлечены скважины, пробуренные для стадии изысканий «Проектная документация».

По климатическому районированию для строительства согласно СНиП 23-01-99* площадка изысканий относится к району III, подрайону III-Б.

Нормативная глубина промерзания грунта (под оголенной поверхностью), определенная согласно рекомендациям СНиП 2.02.01-83, по МС Усть-Лабинск составляет - для суглинков - 45 см.

В геоморфологическом отношении площадка изысканий расположена на нижнеплейстоценовой правобережной террасе р. Кубань.

Геологический разрез изучен до глубины 40.0 м.

Исследуемая площадка сложена элювиальными и эолово-делювиальными отложениями четвертичного возраста.

В пределах участка изысканий выделено 10 инженерно-геологических элементов.

Гидрогеологические условия характеризуются наличием одного водоносного горизонта.

Питание водоносного горизонта идет за счет атмосферных осадков, разгрузка происходит в сторону р. Кубань.

На момент проведения инженерно-геологических изысканий установившийся уровень подземных вод был зафиксирован в интервалах глубин 13.7- 15.6 м, что соответствует абсолютным отметкам 85.69 - 86.62м.

Прогнозный уровень подземных вод, исходя из анализа архивных отчетов, следует ожидать на 1.5 м выше установившегося, что будет соответствовать абсолютным отметкам 87.19 - 88.12 м.

Согласно СП 11-105-97, часть III, к специфическим грунтам в пределах площадки изысканий относятся просадочные грунты: ИГЭ-1, ИГЭ-2, ИГЭ-3.

Просадочные грунты в пределах участка изысканий распространены повсеместно с поверхности и до глубины 1.5-14.0м. Мощность просадочной толщи колеблется от 6.8м до 14.0м (с учетом прослоев погребенной почвы).

В пределах площадки изысканий получили распространение участки с различными типами грунтовых условий по просадочности (I и II типы).

На стадии проектная документация для определения деформационных характеристик просадочных суглинков были выполнены полевые опытные испытания статическими нагрузками штампом. В данном отчете при статистической обработке грунтов ИГЭ-2 и ИГЭ-3 корректирующий коэффициент mk был принят по результатам штамповых испытаний. Для ИГЭ-2 mk =2.1 при естественной влажности; mk = 1.4 при полном водонасыщении. Для ИГЭ-3 mk =1.6 при естественной влажности; mk = 1.4 при полном водонасыщении.

Корректирующий коэффициент mk для грунтов ИГЭ-1, ИГЭ-4, ИГЭ-5, ИГЭ-6, ИГЭ-6а, ИГЭ-6б, ИГЭ-7 и ИГЭ-8 был принят согласно т. 22 Пособия по проектированию зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83), с учетом примечания.

Основным инженерно-геологическим процессом, осложняющим строительство, на исследуемой территории является высокая сейсмичность района.

Фоновая сейсмичность ближайшего населенного пункта (г. Усть-Лабинск) согласно картам ОСР - 97 А, В, С составляет:

- 7 баллов по картам А и В;

- 8 баллов по карте С.

Согласно таблице 1 СП 14.13330.2011 грунты ИГЭ-1, 2, 3 и 6б относятся к III-ей категории по сейсмическим свойствам; грунты ИГЭ-4, 5, 6, 6а, 7, 8 - ко II-ой категории.

По результатам геофизических изысканий по сейсмическому микрорайонированию, анализа всего комплекса данных (инженерно-геологических, инструментальных геофизических исследований, а также специальных расчетов количественных характеристик сейсмических воздействий) с учетом исходной сейсмичности, определенной по карте ОСР-97В, площадка характеризуется сейсмической интенсивностью 8 баллов.

Уточненная расчетная сейсмичность площадки проектируемого строительства с учетом уровня ответственности сооружений - восемь баллов.

По приложению Б СНиП 22-01-95 категория опасности землетрясений оценивается как весьма опасная.

Так как работы выполняются на стадии рабочей документации, то рекомендации приводятся по всем типам фундаментов.

Плитный, столбчатый и ленточный варианты фундамента

Для временных сооружений в случае применения плитного, столбчатого и ленточного фундаментов с учетом срезки почвенного слоя (для последующей рекультивации) основанием для фундаментов будут служить грунты ИГЭ-2 (суглинок легкий пылеватый, твердый, просадочный, незасоленный), или ИГЭ-3 (суглинок тяжелый пылеватый, твердый, просадочный, незасоленный).

При проектировании рекомендуется предусмотреть мероприятия по СП 22.13330.2011 для грунтовых условий I и II типа по просадочности. Необходима надежная гидроизоляция заглубленных частей проектируемых сооружений и организация поверхностного стока осадков.

Свайный вариант фундамента

В пределах площадки изысканий планируется применение свайного варианта фундамента. Длина рабочей части свай 19.0-25.0м.

Для расчета несущей способности свай было выполнено испытание грунтов статическим зондированием. Для устранения замечаний о недостаточности глубины исследования грунтов статическим зондированием были выполнены дополнительные опытные работы. исследования составила 30.0м.

Проектирование свайного варианта фундамента необходимо производить с учетом требований пункта 9 СП 50-102-2003.

Результаты интерпретации статического зондирования грунтов и сопоставление с результатами лабораторных и штамповых испытаний приводится в таблице сравнительных значений показателей

Сравнительная таблица значений показателей прочностных и деформационных свойств грунтов

ИГЭ

По данным СЗ

По лабораторным данным

По результатам штамповых испытаний

Согласно (СП 50-101-2004), приложение Г, таблицы. Г.2, Г.3.

Модуль деформации при природной влажности), МПа

Сцепление, кПа

Угол внутреннего трения, град.

Общий модуль деформации, МПа

Сцепление, кПа

Угол внутреннего трения, град.

Модуль деформации, МПа

Общий модуль деформации, МПа

Сцепление, кПа

Угол внутреннего трения, град.

При W ест

при полном водонасыщении

При W ест

при полном водонасыщении

1

11

20

20

10

6

30

19

-

-

11

19

20

2

12

22

21

11

3

24

23

11

2

12

21

20

3

15

24

21

10

2,5

26

24

11

3

16

23

21

4

29

36

25

24

-

32

24

-

-

22

31

24

5

28

35

25

23

-

33

24

-

-

22

31

24

24

42

21

38

-

60

23

-

-

24

68

20

6

21

29

23

22

-

28

26

-

-

21

30

23

18

24

21

18

-

27

24

-

-

16

23

21

-

-

-

17

-

25

22

-

-

15

21

18

21

29

23

14

-

22

21

-

-

13

20

18

7

41

46

27

35

-

38

27

-

-

27

37

25

8

28

35

25

28

-

37

25

-

-

25

34

23

ИГЭ-1 Почва суглинистая тяжелая пылеватая, твердая, просадочная, с примесью органических веществ.

ИГЭ-2 Суглинок легкий пылеватый твердый, просадочный, незасоленный.

ИГЭ-3 Суглинок легкий пылеватый твердый, просадочный, незасоленный.

ИГЭ-4 Почва суглинистая тяжелая, пылеватая, твердая (погребенная).

ИГЭ-5 Суглинок тяжелый пылеватый твердый, непросадочный.

ИГЭ-5а Глина легкая пылеватая, твердая.

ИГЭ-6 Суглинок легкий пылеватый полутвердый.

ИГЭ-6а Суглинок легкий пылеватый тугопластичный.

ИГЭ-6б Суглинок легкий пылеватый мягкопластичный.

ИГЭ-6вСуглинок легкий пылеватый текучепластичный.

ИГЭ-7 Суглинок тяжелый пылеватый, твердый.

ИГЭ-8 Суглинок легкий песчанистый, тугопластичный.

Для ИГЭ-5а рекомендуется принять в расчет модуль деформации по данным статического зондирования (Е= 24 МПа)

Для всех остальных ИГЭ- по данным лабораторных исследований.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Опубликованная

1.Ананьев В.П., Потапов А.Д., Филькин Н.А. -Специальная инженерная геология - учеб. для вузов М. : Высш. шк., 2008. - 263 с.

2.Молоков Л.А., Взаимодействие инженерных сооружений с геологической средой. - М. : Недра, 1988. - 220 с.

3.Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология Учеб. пособие для вузов. -М.: Логос, 2001. -408 с.

4.Сафронов Н.Н. Геоморфология Северного Кавказа. Ростов-на-Дону. 1969. -218 с.

5.Солодухин М.А., Архангельский И.В. Справочник техника-геолога по инженерно-геологическим и гидрогеологическим работам. М., Недра. 1982. - 288 с.

6.Теличенко В.И. Современные методы инженерных изысканий в строительстве. М. : МГСУ, 2001. - 178 с.

Неопубликованная

7. «Расширение мощностей газопровода Россия-Турция на участке Изобильное-Джубга для обеспечения поставок газа в газопровод Джубга-Лазаревское-Сочи» (Строительство КС Кубанская), №7020.079.001.21. 14.04.01. Стадия ПД. ЗАО «СевКавТИСИЗ». 2009-2010гг.

8. Сельское Вимовское поселение Усть-Лабинского района, Генеральный план ООО «Проектный институт территориального планирования» №9 от 22 января 2009г. - 59 с.

Нормативно-правовые документы

9.ГОСТ 9.602-2005 ЕСЗКС. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии.

10.ГОСТ 20522-96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний.

11.ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

12.СНИП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии.

13.СНИП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

14.СНИП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий.

15.СНИП 22.02.2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования»

16.СНИП 23-01-99*. Строительная климатология (издание 2003 г. с изменением).

17.СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ.

18.СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

19.СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть III. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов.

20.СП 14.13330.2011. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*.

21.ТСН 20-302-2002 Краснодарского края (СНКК 20-303-2002) Нагрузки и воздействия. Ветровая и снеговая нагрузки.

Интернет-ресурсы

22.http://adminustlabinsk.ru/city/towns/vimovskoe/grad.php (Администрация Усть-Лабинского района)

23.http://ru.wikipedia.org/wiki/Кубань_(река)

24.http://ru.wikipedia.org/wiki/Лаба

25.http://ru.wikipedia.org/wiki/Усть-Лабинский_район. (Общеобразовательный ресурс)

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.