-коэффициент сжимаемости – 0,057 1/Мпа.
Инженерно-геологический элемент 6т (ИГЭ-6т) – представлен элювиальным песком средней крупности, талым, насыщенным водой, плотного сложения. Грунт данного элемента вскрыт скважинами №1771 в инт. 3,8-17,9 м и №1772 в инт. 10,4-17,3 м вскрытая мощность элемента составляет 10,5 м.
Физико-механические показатели талого элювиального суглинка приведены по результатам лабораторных исследований:
-влажность природная – 0,185 д. ед.;
-плотность грунта – 2,03 г/см3;
-плотность сухого грунта – 1,71 г/см3;
-плотность частиц грунта – 2,61 г/см3;
-коэффициент пористости – 0,532;
-коэффициент водонасыщения – 0,935 д. ед.;
-удельный вес грунта – 20,30 кН/м3;
-удельный вес сухого грунта – 17,10 кН/м3;
-удельный вес частиц грунта – 26,10 кН/м3;
Для расчетов рекомендуется следующие механические показатели:
-модуль деформации – 27 Мпа;
-удельное сцепление – 1,0 кПа;
-угол внутреннего трения – 33°.
Инженерно-геологический элемент 6м (ИГЭ – 6м) – представлен элювиальным песком средней крупности или песком крупным (элювий песчаника), мерзлым, массивной криогенной текстуры. При оттаивании насыщенный водой, плотного сложения. Грунт данного элемента вскрыт скважиной №1747 в интервалах глубин 11,6-15,0 м, №1748 в интервалах 11,0-22,9 м и №1749 в интервалах 10,2-18,0 м, вскрытая мощность элемента составляет 2,7 м.
Физические показатели мерзлого песка средней крупности приведены по результатам лабораторных исследований:
-суммарная влажность – 0,179 д. ед.;
-плотность мерзлого грунта – 2,04 г/см3;
-плотность сухого грунта – 1,73 г/см3;
-плотность частиц грунта – 2,62 г/см3;
-коэффициент пористости – 0,519;
-степень заполнения пор льдом – 0,907;
-коэффициент сжимаемости – 0,030 1/Мпа;
-модуль деформации в оттаявшем состоянии – 30Мпа;
-удельный вес грунта – 20,40 кН/м3;
-удельный вес сухого грунта – 17,30 кН/м3;
-удельный вес частиц грунта – 26,20 кН/м3.
Для расчетов рекомендуется принять показатели сжимаемости мерзлого песка, полученные по результатам полевых опытных работ, методом «горячего» штампа площадью 5000 см2 на аналогичных грунтах с идентичными физическими показателями:
-коэффициент оттаивания – 0,0027;
-коэффициент сжимаемости – 0,019 1/Мпа. [20]
2.6 Инженерно-геологические процессы
Строительная площадка представляет собой высокую пойму р. Читинка, которая частично заболочена (Фото 2.2). На территории строительной площадки развита овражная эрозия. Развитие овражной эрозии обусловлено наклоном поверхности террасы и слагающими породами.
Вторым инженерно-геологическим процессом является наледь, площадь наледи приблизительно составляет 9000 м2 на 9 апреля 2009 года (Фото 2.3 а, б). По генетической классификации наледей предложенной В.Г. Кондратьевым, данную наледь можно отнести к природно-техногенной (образование наледей природных вод происходит при воздействии человека на окружающую среду). По морфометрическим параметрам – по мощности наледь маломощная 0,5-1 м, по площади – малоплощадная, очень маломощная 1∙103 м2. [16]
Наледи по особенностям воздействия затрудняют, а иногда делают невозможным строительство и дальнейшую эксплуатацию зданий и сооружений. В связи с этим возникает необходимость управления наледным процессом, включая и разработку мероприятий по защите от вредного воздействия наледи и связанных с ней процессов.
В настоящее время известно свыше множество различных противоналедных мероприятий, которые по своей направленности делятся на две основные группы: пассивные и активные. Пассивные методы борьбы с вредным воздействием наледей не направлены на устранение причин наледеобразования. Активные методы, в свою очередь, обеспечивают ликвидацию вредного воздействия наледи путем направленного регулирования наледного процесса.
К первой группе методов относятся способы, направленные на недопущение образования наледи путем принятия следующих решений:
1. профилактические мероприятия (перенос инженерных сооружений в безопасное место в обход наледных участков);
2. устройство заграждений из земляных валов, дамб, заборов из досок и железобетонных конструкций и др.;
3. скалывание наледного льда вручную и механизированными способами.
Ко второй группе можно отнести следующие виды управляющих решений:
1. изменение места образования наледи путем промораживания водоносных грунтов с помощью устройства мерзлотных поясов, навесов, самоохлаждающих устройств (сваи Лонга, С. И. Гапеева и др.);
2. изменение места образования наледи путем устройства в водоносных грунтах водонепроницаемых глинистых (пленочных) экранов, а с поверхности установка в зимний период металлических, деревянных щитов или металлических сеток;
3. отвод подземных и наземных наледеобразующих вод с помощью дренажей и водопонижающих скважин;
4. изоляция хозяйственных объектов и территории от подземных вод путем устройства глинистых, пленочных экранов;
5. регулирование ледотермического режима наледного водотока с помощью тепловой мелиорации наледного участка (устройство утепленных лотков, трубчатых дренажей с подогревом, обеспечивающих отвод части или всего объема наледеобразующих вод);
6. комплексные противоналедные мероприятия. [16]
2.7 Обоснование сложности инженерно-геологических условий
По результатам выполненных инженерно-геологических изысканий исследуемая площадка под застройку микрорайона «Каштак» в г. Чита по сложности инженерно - геологических условий относится к III (сложной) категории. [14, приложение Б.]
Третья категория сложности обусловлена неоднородным геолого-литологическим строением (выделено 6 ИГЭ). Грунт ИГЭ-1, представленный песком пылеватым, по степени морозоопасности относится к группе слабопучинистых.
В геологическом строении площадки принимают участия четвертичные отложения аллювиального и элювиального генезиса. Аллювиальные отложения представлены суглинком, песками пылеватыми и гравелистыми. Элювиальные отложения представлены продуктами глубокого выветривания алевролитов и песчаников, выветрелых до состояния суглинка комковато-плитчатой структуры и песка средней крупности.
Площадка сложена в основном мерзлыми грунтами. Нормативная глубина сезонного промерзания по данным многолетних наблюдений составляет 4,5м. Мерзлые грунты, в основном, массивной криогенной текстуры. Свободный лед встречен в элювиальном суглинке в виде отдельных горизонтов линз.
Подземные воды представлены двумя горизонтами. Первый горизонт – воды порово-пластового типа имеет повсеместное распространение и вскрыт всеми скважинами на глубинах 8,1-9,5м и приурочен к песку гравелистому. Второй горизонт – подмерзлотные воды трещинно-пластового типа вскрыты скважиной №1748 на глубине 29,2м в элювиальном суглинке.
Расчетные характеристики грунтов выделенных инженерно-геологических элементов приведены в табл. 2.1.
Многолетнемерзлые грунты рекомендуется использовать по принципу IIСниП [14] с предусмотрением конструктивных мероприятий, исключающих неравномерные осадки.
Сейсмичность площадки, расположенной в г. Чите, при 10% вероятности составляет 6 баллов, что соответствует карте А.
Таблица 2.1
| Вид грунта, его состояние и номер элемента | Плотность грунта, г/см3 | Модуль деформации, Мпа | Параметры среза | |
| Удельное сцепление, кПа | Угол внутреннего трения, ° | |||
| Песок пылеватый сезонномерзлый и талый, малой степени водонасыщения, средней плотности сложения, ИГЭ-1т или ИГЭ-1 | 1,78 | 20 | 2,5 | 29 |
| Песок средней крупности, сезонномерзлый и талый, малой степени водонасыщения, средней плотности сложения, ИГЭ-2 | 1,78 | 23 | 1,0 | 33 |
| Песок средней крупности, мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, рыхлый, ИГЭ-2м | 2,63 | Коэффициент оттаивания – 0,038 Коэффициент сжимаемости – 0,097 1/Мпа | ||
| Супесь серого и желтого цвета, талой, твердой консистенции, ИГЭ-3 | 1,92 | 23 | 21 | 24 |
| Ил суглинистый, талый, текучей консистенции с растительными остатками, ИГЭ-3а | 1,76 | 1,6 | 5 | 5 |
| Суглинок талый, полутвердой консистенции, ИГЭ-3т | 2,04 | 23 | 35 | 24 |
| Песок гравелистый талый, малой степени водонасыщения и насыщенный водой, ИГЭ-4т | 2,00 | 27 | 0,00 | 36 |
| Песок гравелистый, мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, плотного сложения, ИГЭ-4м | 2,03 | Коэффициент оттаивания – 0,0057 Коэффициент сжимаемости – 0,037 1/Мпа | ||
| Суглинок (элювий алевролитов), талый, твердой, ИГЭ-5т | 2,00 | 21 | 58 | 37 |
| Суглинок мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании твердый, ИГЭ-5м | 2,01 | Коэффициент оттаивания – 0,0085 Коэффициент сжимаемости – 0,057 1/Мпа | ||
| Продолжение таблицы 2.1 | ||||
| Элювиальный песок средней крупности талый, насыщенный водой, плотного сложения, ИГЭ-6т | 2,03 | 27 | 1,0 | 33 |
| Песок средней крупности мерзлый, массивной криогенной текстуры, при оттаивании насыщенный водой, плотного сложения, ИГЭ-6м | 2,04 | Коэффициент оттаивания – 0,0027 Коэффициент сжимаемости – 0,019 1/Мпа | ||
2.8 Расчет глубины оттаивания основания
2.8.1 Расчет конечной осадки фундамента
В связи со сложными инженерно-геологическими условиями, а именно наличие в разрезе илов, предполагается в качестве альтернативного варианта фундамента – перекрестные монолитные плиты, шириной 3м. Для обоснования предлагаемого варианта мною будет выполнен расчеты осадки монолитных фундаментов в разных сечениях с целью выявления неравномерных осадок. Запас прочности фундаментов принимается если расчетные фундаменты не связаны между собой.