Бакалавра по направлению 020300 «Геология» «к защите» Научный доц., к г. м н., В. Г. Зайончек 2016
Скачать 0.51 Mb.
|
    САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Ситникова Елизавета Алексеевна Инженерно-геологические изыскания под объекты глубокого заложения фундамента Выпускная квалификационная работа бакалавра по направлению 020300 «Геология» «К ЗАЩИТЕ» Научный руководитель: доц., к.г.-м.н., В. Г. Зайончек « » 2016 Санкт-Петербург 2016 ОглавлениеВведение 2 Глава 1. Физико-географическое описание территории Ленинградской области 3
Глава 2. Инженерно-геологические изыскания на исследуемом участке 13 2.1. Физико-географическая характеристика исследуемого участка. 13 2.2. Полевые работы. 13 2.3. Гидрогеологические условия территории. 15 2.4. Лабораторные исследования. 16 2.5. Камеральная обработка данных. 23 2.6. Инженерно-геологические процессы. 25 Глава 3. Инженерно-геологические расчеты 27 Заключение. 36 Литература 37 Приложения 40 Введение. Данная работа посвящена выяснению инженерно-геологических условий проектируемого участка строительства паркинга расположенного по адресу: Курортный район, пос. Песочный, Ленинградская ул., восточнее дома № 68А, литера А. Дипломная работа выполнена автором по результатам прохождения производственной практики в инженерно-геологической организации ООО «КДС Групп» с 3 июля по 12 августа 2015 года. Автор принимал участие в полевых работах, лабораторных исследованиях, камеральной обработке материала и написании отчета. Объект представляет собой 6-ти этажное здание с заглубление фундамента до 2,5 м. Длина здания 71,1 м, ширина 34,0-13,0 м, высота 21,0 м, подвал отсутствует. Нагрузка – 700 т на отдельную опору. Уровень ответственности сооружения – II. В процессе написания диплома необходимо выяснить литологический состав, геологическое строение, определить физико-механические свойства, построить инженерно-геологические разрезы, рекомендовать нормативные и расчетные характеристики грунта и произвести инженерно-геологические расчеты с целью объяснения устойчивости сооружения и выбора конструкции фундамента. Работа выполнялась на кафедре грунтоведения и инженерной геологии СПБГУ и в организации ООО «КДС Групп». Автор признателен сотрудникам Кузьминой Е.А. и Карташевой И.И. за постоянную помощь в работе. Глава 1. Физико-географическое описание территории.
Объект исследований расположен в Ленинградской области, на северо-западе европейской части территории России. В геоморфологическом отношении участок приурочен к прибалтийской низменности (рис. 1).  Рис. 1. Расположение объекта исследования.
Территория Ленинградской области расположена на северо-западе Русской плиты, за исключением самой северной части Карельского перешейка, расположенной в пределах Прибалтийской низменности (рис. 2). Территория Карельского перешейка характеризуется своеобразным рельефом с северо-западной ориентировкой всех его форм. Наиболее расчлененный рельеф развит в северной части района. Карельский перешеек является частью Балтийского кристаллического щита. Прибалтийская низменность занимает большую часть рассматриваемой территории и представляет собой полого наклоненную на север волнистую равнину с абсолютными высотами от 50 до 100 м. Наблюдаются изолированные возвышенности (абсолютные отметки 200—300 м) и обширные понижения (абсолютные отметки 0—50м). В пределах Ленинградской области, в направлении с севера на юг и юго-восток, последовательно сменяют друг друга: Предглинтовая низменность ограниченная c севера Центральной возвышенностью Карельского перешейка; Балтийско-Ладожский глинт (Ордовикский глинт) - уступ на границе низменности и плато; Ордовикское плато, к которому с юга примыкает Девонская равнина, ограниченная Валдайско-Онежским глинтом (Карбоновым уступом). На северо-востоке территория примыкает к Ладожскому озеру, на северо-западе к Финскому заливу, там протягивается полоса грядового и холмистого рельефа — север Карельского перешейка. Строение зависит от пород осадочного чехла слагающих данную область. (Геология СССР, 1971) Предглинтовая низменность представляет собой комплекс аккумулятивных террасовых поверхностей (абсолютные отметки 0—100м), наклоненных в сторону Финского залива. На территории низменности развиты терригенные отложения вендской и кембрийской систем, которые частично перекрыты тонким покровом молодых морских и озерных осадков, образовавшихся после таяния последнего ледника. (Геология СССР, 1971) Балтийско-Ладожский глинт представляет собой естественный денудационный уступ, к нему приурочены выходы осадочных горных пород нижнего палеозоя. На территории Ленинградской области он простирается к югу от Финского залива, реки Невы и Ладожского озера. Граница между Балтийской и Ладожской частями уступа проходит по водоразделу. (Геология СССР, 1971) Ордовикское плато располагается к югу от глинта и протягивается на восток до западной границы Ленинградской области и представляет собой плоскую возвышенную равнину. Плато разделяется на два участка: западный - Ижорская возвышенность (абсолютные высоты до 168 м), и восточный - Волховское плато (абсолютные отметки до 80м). (Геология СССР, 1971) Девонская равнина располагается к югу и северо-востоку от Ордовикского плато, отложения развиты преимущественно девонские. Равнина охватывает низины (абсолютные высоты 10-30 м) и разделяющие их возвышенности (абсолютные высоты 30-150 м). (Геология СССР, 1971) Валдайско-Онежский (Карбоновый) глинт ограничивает с востока Девонскую равнину. Он представляет собой наклоненный к западу уступ, который сложен каменноугольными отложениями. Ширина глинта составляет от 3-5 до 20 км, а высота от 7 до 150 м. (Геология СССР, 1971)  Рис.2. Схематическая карта Ленинградской области. Абсолютные высоты: 1 – 0-100 м; 2- 100-200 м; 3 – 200-300 м; 4 – границы региона; 5 – границы орографических районов: I - Север Карельского перешейка, II - Прибалтийская низменность, А – Вуоксинская низина, Б – Центральная возвышенность Карельского перешейка, В – Предглинтовая низменность, Г – Ордовикское плато, Д – Девонская равнина; 6 – Балтийско-Ладожский и Валдайско-Онежский уступ.
Территория Ленинградской области характеризуется хорошо развитой гидрографической сетью. Речная сеть развита по площади неравномерно. Валдайская возвышенность является водоразделом двух основных бассейнов: реки, которые берут начало на ее западном склоне, относятся к бассейну Балтийского моря, реки на восточном склоне — к бассейну Каспийского. (Геология СССР, 1971) Питание рек, озер и болот происходит в основном за счет талых снеговых, дождевых и подземных вод. Самой многоводной рекой является Нева. К крупным рекам относятся Свирь, Волхов, Велцкая, Луга, а остальные реки принадлежат к группе средних и мелких водотоков. На рассматриваемой территории озера многочисленны и разнообразны по размерам, форме и происхождению. Наиболее крупные озера Ладожское, Онежское, Чудское и Ильмень На территории широко развиты процессы заболачивания, это обусловлено преобладанием осадков над испарением, слабой расчлененностью, равнинным рельефом, наличием большого количества впадин и плохой водопроницаемостью грунтов. Большинство болот расположено на водоразделах и относится к верховому типу с преобладанием атмосферного питания. (Геология СССР, 1971)
Климат территории умеренный и влажный, переходный от морского к континентальному. Для района характерны: сравнительно продолжительная, но не суровая зима, преимущественно прохладное лето, значительная облачность, большое количество осадков, высокая влажность и общая неустойчивость погоды. В течение большей части года наблюдается активная циклоническая деятельность, определяющая ветреную пасмурную погоду. Району свойственны относительно продолжительные весна и осень, а также постепенность смены сезонов. Средняя годовая температура изменяется от 4,1—4,6° С на западе и юго-западе до 2,4—2,6° С на севере и востоке. Средняя годовая относительная влажность воздуха изменяется по территории от 69% до 79% при диапазоне колебаний среднемесячных значений от 66 % до 86 %.. Средняя годовая сумма осадков составляет 550—650 мм. Наибольшее количество осадков отмечается в летний период (июль-сентябрь), наименьшее – в зимний (февраль-март). Преобладают ветры западных направлений. (СП 131.13330.2012).
Территория Ленинградской области находится в пределах двух крупных структурно-геологических районов: Балтийский кристаллический щит и северо-западная часть Русской плиты. Балтийский кристаллический щит входит в пределы рассматриваемой территории своей самой южной окраиной, расположенной на севере Карельского перешейка. С поверхности развиты древние метаморфизованные толщи, представленные гнейсами и кристаллическими сланцами архейского и нижнепротерозойского возраста с интрузиями кислых и основных пород. (Геология СССР, 1971) Территория, расположенная в пределах северо-западной части Русской плиты, представляет собой область развития осадочных отложений, верхнепротерозойского и палеозойского возраста, залегающей моноклинально, общей мощностью до 2500 м. (Геология СССР, 1971) Вся территория перекрыта почти сплошным чехлом рыхлых четвертичных отложений различной мощности, преимущественно ледникового и водно-ледникового происхождения. (Геология СССР, 1971)
В геологическом строении рассматриваемой территории принимают участие архейские и нижнепротерозойские кристаллические породы фундамента, которые встречаются на глубине 200 - 220м. Они представлены различными гнейсами и кристаллическими сланцами, прорванными многочисленными интрузиями гранитов, диоритов и габбро. На них залегают осадочные отложения верхнего протерозоя, которые также не выходят на поверхность, но вскрыты буровыми скважинами. Эти отложения представлены красноцветными песчаниками с силлами средних и кислых пород. (Геология СССР, 1971) Выше по разрезу располагаются гравелиты и конгломераты рифея (R). Отложения кембрийской системы на территории Ленинградской области представлены следующими свитами. Отложения Ломоносовской свиты, представлены песчаниками, алевролитами и глинами. Свита соответствует ровенскому горизонту верхнего венда (V2) и нижней части лонтоваского горизонта нижнего кембрия (Є1). Мощность свиты доходит до 23 м. Отложения сиверской свиты, представлены голубовато-серыми тонкодисперсными, однородными, не слоистыми глинами, содержащими многочисленные включения пирита и отдельные прослойки алевролитов. Глины относительно глубоководные, это связано с обширной морской трансгрессией. (Бискэ Г. С., 2015) Органические остатки встречаются редко, главным образом это трубки морских червей и споры растений. Сиверская свита отвечает верхней части лонтоваского горизонта нижнего кембрия (Є1). Мощность отложений составляет 100-120 м. (Натальин Н. А., 2001) Саблинская свита имеет широкое распространение, прослеживается в виде узкой полосы вдоль Балтийско-Ладожского глинта. Она с размывом перекрывает подстилающие образования и имеет преимущественно песчаный состав. Слагающие ее кварцевые пески зрелые, хорошо отсортированы, обладают мелкозернистой структурой и отчетливо выраженной косой слоистостью. Крайне редко встречаются тонкие прослои глин и алевролитов. Отложения отвечают условиям морского побережья и образованы на фоне общей регрессии. Мощность свиты варьирует в широких пределах, достигая 28 м. (Бискэ Г. С., 2015) Отложения ладожской свиты выходят на дневную поверхность по берегам рек Тосна и Саблинка. Породы представлены серыми, белыми песками с обломками раковин беззамковых брахиопод рода Obolus. Характерны линзовидные тела небольшой мощности (от 0 до 10-15 см.), по простиранию могут замещаться прослоями серых неслоистых глин или песчано-глинистыми разностями с ритмичной ленточной слоистостью. Ладожская свита сформировалась в промежуток времени, который соответствует сравнительно краткосрочной трансгрессии и регрессии. (Кузнецов С. С., 1940) Сверху и снизу она, ограничена поверхностями со следами размыва. В основании плохо сортированные кварцевые пески с многочисленными вкраплениями железистых конкреций. Наиболее распространенными органическими остатками являются раковины брахиопод и конодонты, позволяющие отнести свиту к позднему кембрию (Є3). Мощность свиты колеблется от 0 до 40 см. (Натальин Н. А., 2001) Новая обширная трансгрессия началась в ордовике (O) и создала, на фоне медленного тектонического погружения, мощную толщу в основном карбонатного состава. В основании ее находятся песчаники тосненской свиты. Свита, сложена светло-серыми и желтовато-серыми разнозернистыми кварцевыми песчаниками с косой слоистостью. Отложения богаты фосфат - содержащими раковинами брахиопод рода Obolus и точно датированы конодонтами нижнего тремадокского яруса ордовика (O1ts). Мощность свиты составляет 2-3 м. (Бискэ Г. С., 2015) Вместе с черными сланцами копорской свиты песчаники Тосненской свиты образуют широко распространенный пакерортский горизонт. (Бискэ Г. С., 2015) Копорская свита, сложена аргиллитами и алевролитами черного, серовато-черного цвета, иногда с коричневым оттенком. Эти отложения являются хорошим маркирующим горизонтом. Линия контакта сланца с вышележащей глауконитовой толщей обычно неровная, со следами размыва, нижняя граница пород тосненской и копорской свит согласная. (Кузнецов С. С., 1940) Породы свиты, содержащие остатки дендроидных граптолитов рода Dictyonema и конодонтов, соответствуют тремадокскому ярусу нижнего ордовика (O1ts). Мощность слабо изменяется и составляет 10-20 см. (Натальин Н. А., 2001) Леэтсеский тонкий горизонт зеленых глауконитовых песков, мергелей и известняков залегает также с перерывом, мощность его 0,8 м. (Бискэ Г. С., 2015) Карбонатная часть разреза ордовика начинается с волховской свиты. Слагающие свиту известняки и доломиты неоднородны по литологическому составу и разделяются на три толщи. В нижней части преобладают пестро окрашенные доломитизированные глауконитовые известняки. Выше развиты желтоватые массивные известняки с прослоями мергелей и глин. Венчает разрез переслаивание глинистых и доломитизированных известняков. Наиболее распространенными органическими остатками являются головоногие моллюски, брахиоподы, криноидеи, мшанки, кораллы и трилобиты. Мощность отложений колеблется от 1,5 до 6,5 м. (Бискэ Г. С., 2015) Обуховская свита, представлена серыми и зеленовато-серыми, неравномерно доломитизированными, глинистыми известняками с прослоями глин и алевритов. На границе волховской и обуховской свит выделяется маркирующий слой мергелей с обильными включениями железистых оолитов (нижний чечевичный слой). В известняках встречаются многочисленные остатки раковин головоногих моллюсков (подкласс Orthoceras Endoceras) и трилобитов. Мощность свиты – от 1,5 до 7,5 м. Выше породы обуховской свиты срезаются четвертичными отложениями. (Натальин Н. А., 2001) Четвертичные отложения - это валунные суглинки желтоватой или буровато-серой окраски с большим количеством галек и валунов кристаллических пород, могут встречаться ленточные глины. Мощность четвертичных отложений до 5 м. (Натальин Н. А., 2001)
Отложения четвертичного возраста (390 тыс. лет и моложе) состоят из песчано-глинистых грунтов, происхождение которых связано с тремя ледниковыми, двумя межледниковыми, позднеледниковым и послеледниковым периодами в геологической истории развития рассматриваемой территории. (Астахов В. И., 2008) Четвертичные ледники распространялись со Скандинавского полуострова главным образом с севера. Оледенения устанавливаются по распространению несортированного ледникового тилла (диамиктона) с гальками, валунами, крупными отторженцами древних пород. (Астахов В. И., 2008) На территории Ленинградской области все древнечетвертичные отложения уничтожены ледниковой эрозией. В основном все ледниковые отложения, имеющие выходы на поверхность - это отложения Валдайского оледенения. Выделяют нижневалдайский (74-59 тыс. л. н.), средневалдайский (50-24 тыс. л. н.) и верхневалдайский горизонты. В основании валдайского разреза встречаются озерные и речные отложения, иногда диамиктовые слои. Для отложений средневалдайского (ленинградского) горизонта в интервале от 50 до 24 тыс. л. н. характерны водноосадочные образования и торфяники. В верхневалдайский (осташковский) горизонт входят все осадки последнего покровного оледенения. Оно распространялось с Балтийского щита до Валдайской возвышенности, оставило после себя массу крупных и мелких озер и сформировало мощный осадочный покров с валунами кристаллических пород. (Астахов В. И., 2008) Начало потепления привело к постепенному таянию и отступлению ледника, в результате образовались цепи морен, зандров и подпрудных водоемов, возникли местами довольно мощные песчано-гравийные флювиогляциальные (потоковые) толщи, слоистые пески и алевропелиты ледниковых озер, эоловые лессы. (Астахов В. И., 2008) В течение голоцена в последние 10 тыс. лет господствовали эрозионные процессы, с переотложением материала в речных долинах, озерах и морях, а на севере образовывались торфяники. (Астахов В. И., 2008) На территории Ленинградской области отложения четвертичного возраста состоит из водонасыщенных песчано-глинистых отложений различного происхождения: ледниковые, озерно-ледниковые, озерные, морские и болотные. Это самые молодые и наиболее слабые отложения в разрезе осадочного чехла. Мощность четвертичной толщи зависит от подземного рельефа кровли нижней толщи. (Дашко Р.Э., 2011)  Рис. 3. Схематическая карта четвертичных отложений Санкт-Петербурга. (Дашко Р.Э., 2011) Условные обозначения: pl H - болотные отложения; m,l H озерно-морские литориновые отложения; lgIIIbl - озерно-ледниковые отложения; gIIIos - отложения осташковской (лужской) морены. Болотные отложения залегают в самой верхней части разреза, редко на глубине. Болота оказывают негативное воздействие на подстилающие грунты, обогащая их органическими компонентами, это приводит к разуплотнению грунтов и переходу их в неустойчивое состояние, что способствует оплыванию грунтов. (Дашко Р.Э., 2011) В верхней части разреза могут быть развиты современные озерно-морские песчано-глинистые литориновые отложения (m,l H) мощностью от 3-5 м до 12- 20 м. К литориновым отложениям относятся водонасыщенные мелкие, тонкие, пылеватые пески серого цвета, которые под действием незначительного гидродинамического давления легко переходят в плывуны. В этих грунтах отмечается присутствие органических остатков и слои погребенных торфяников. В нижней части разреза отмечаются супесчаные и суглинистые прослои, находящиеся в текучем, текуче-пластичном и пластичном состоянии. (Дашко Р.Э., 2011) Ниже литориновых отложений прослеживаются озерно-ледниковые песчано-глинистые грунты (lgIIIbl), которые широко развиты на всей территории Ленинградской области. При большой мощности (более 7,0 м) имеют трехслойное строение. В верхней части разреза – это неяснослоистые супеси, реже суглинки. В средней части разреза глинистые отложения с ленточной текстурой: чередование глинистых прослоев с пылеватыми, реже песчаными прослоями. Для глинистых отложений характерны тиксотропные свойства. В нижней части разреза за счет значительного содержания пылеватых фракций (0,05 – 0,002 мм) отложения имеют высокую степень водонеустойчивости и легко размокают. Вся толща озерно-ледниковых отложений обладает способностью к сильному морозному пучению. (Дашко Р.Э., 2011) В пределах Санкт-Петербурга выделяют три морены. Верхняя – осташковская (лужская) морена (gIIIos) распространена на большей территории и является главным маркирующим горизонтом. Средняя – московская морена (gIIms) вскрывается в палеодолинах в северной, центральной и юго-восточной частях города. Нижняя вологодская (ранее днепровская) морена (gIIvl) встречается редко, только в тальвегах глубоких долин. (Дашко Р.Э., 2011) Межледниковые отложения сложены песками, супесями, суглинками. Выделяется верхний межморенный горизонт – между московской и осташковской моренами, и нижний – между вологодской и московской. Мощность межморенных отложений изменяется в широких пределах от 1-2 до 30-45 м в погребенных долинах. Наибольшее развитие в межледниковых горизонтах имеют флювиогляциальные отложения ледниковых потоков (f II, III) и озёрно-ледниковые отложения (lgII, III). Флювиогляциальные отложения сложены разнозернистыми песками с включениями гравия, гальки и валунов, содержащие напорные воды. Озерно-ледниковые отложения представлены мелко- и тонкозернистыми песками, супесями и глинами характерного ленточного строения. Среди этих отложений распространены «ложные» и истинные плывуны. (Дашко Р.Э., 2011) |
Похожие:
 | Деловое общение: понятие и основные признаки |  | Методические указания содержат требования и рекомендации факультета по написанию, оформлению и защите выпускных квалификационных... |
| Образовательная программа«Русский язык и русская культура в аспекте русского языка как иностранного» | | Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| Методические указания содержат требования и рекомендации факультета по написанию, оформлению и защите выпускных квалификационных... | | Методические указания имеют целью определить обязательные требования, правила и рекомендации при подготовке к защите выпускной квалификационной... |
| Охватывают всё более обширные слои населения. Подобные процессы не обошли стороной и арабские страны. Те, у кого нет доступа в интернет... | | Охватывают также целые классы слов, единых по своей категориальной сущности (выражающие, например, значение предметности, признака,... |
| Бюро секции: Бородулина И. Д., к с. Х н., доц.; Шарлаева Е. А., к б н., доц.; Смирнов С. В., к б н., доц.; Балабова Д. В., асс | | Методические указания по подготовке, оформлению и защите выпускных квалификационных работ для специальности 040201. 65 (020300) –... |