Развитие оползневых и эоловых процессов, оврагообразованием заболоченность, родники, обнаженность территорий на склонах, данные о разведочных скважинах, позволяют студентам ознакомиться с геологическим строением и процессами, произвести гидрогеологические и инженерно-геологическое опробование с использованием раз личных методов полевых исследований.
2. Геологическое строение районов Киева
Территория г. Киева располагается в краевой зоне крупнейшей геологической структурной единицы – Днепровско-Донецкой впадины, не ее юго-западном склоне, где глубина залегания кристаллического фундамента впадины около 500 м.
Наиболее древние породы, вскрытые на глубине 198 м ниже уровня моря – это песчано-глинистые отложения пермского и триасового периодов мезозойской эры. Юрские породы несогласно перекрывают пермотриасовые на абсолютных отметках 110–120 м выше уровня моря. Кровля меловых отложений находится на отметках 30–40 м выше уровня моря. Выше залегают породы кайнозойской эры: палеоген на отметках 32–36 м и 120–125 м представлен породами каневской и бучакской свит, представляющими собой черные песчаные глины с включениями фосфора, сменяющимися зеленовато-темно-серыми мелкими и средней крупности песками бучакского яруса. Отложения слоистые, кое-где наблюдается косослой, изредка с глыбовыми включениями песчаника /на рис. I представлен геологический разрез коренного склона выше эрозионного вреза, характерный для г. Киева/. Выше находятся отложения киевской свиты, низы которой представлены зеленовато-серыми мелкими карбонатными песками с конкрециями фосфоритов /мощность 0,8–6,9 м/переходящими в голубовато- и зеленовато-серые мергельные глины /мощностью 20–25 м/ и далее в темные бескарбонатные глины мощностью до 13,3 м. Общая мощность киевской свиты достигает 50 м.
Породы киевской свиты перекрыты зеленовато-серыми мелкими глауконитовыми слюдистыми песками, переходящими в глинистые и алевритовые разности, харьковской свиты. Общая мощность харьковских пород 27 м.
Выше залегает полтавский ярус, представляющий собой пески мелкие, белые, кварцевые, тонкослоистые. В толще этих песков встречаются прослои бурого угля, каолиновые глины и железистые конкреции. Мощность отложений 18 м.
Полтавский ярус перекрыт толщей пестрых и бурых неогеновых глин общей мощностью 15 м.
Выше по разрезу по неровной поверхности бурых глин залегают порода моренного озерно-ледникового и флювиогляциального происхождения, представленные супесями, суглинками и глинами темно-серыми до черных, общей мощностью до 5 м.
На участках плато над толщей пород ледникового происхождения залегают лессы общей мощностью до 15 м.
3. Инженерно-геологические процессы
В пределах городской застройки встречаются ненапорные и напорные воды, ненапорные залегают выше базиса эрозии.
На условия питания подземных вод влияют количество осадков, геологическое строение и рельеф, поэтому для г. Киева в зависимости от этих основных факторов режим подземных вод существенно изменяется. По этим признакам грунтовые вода разделяются: на:
1. Грунтовые воды плато: лессового плато и зандровой равнины.
2. Грунтовые воды речных долин и террас: первой и второй террасы долины Днепра и долины Лыбеди.
3. Грунтовые воды оврагов долины Днепра и Лыбеди.
На плато вскрываются несколько водоносных горизонтов:
I – грунтовые воды лессов и подлессовых песков, для которых морена служит водоупором. Горизонт залегает на глубине 10–13 м и не имеет сплошного распространения, а в некоторых местах носит характер верховодки.
II – грунтовые воды в подморенных и флювиогляциальных песках и в пресноводном суглинке. Водоупором служит бурая глина. Этот водоносный горизонт имеет почти сплошные распространение на плато на глубине от 0,5 до 16,4 м /абс. отметки 163,21 – 178,45 м/. Горизонт выклинивается в долины рек Днепра и Лыбеди и в тальвегах оврагов.
Ш – межпластовые вода в харьковских песках, для которых спондиловая глина /киевский мергель/ служит водоупором.
Мощность водоносного горизонта 5–6 м. Харьковские пески мелкие и средней крупности, в обводненном состоянии становятся плывунами.
ІУ – напорные воды в бучакских песках залегают ниже базиса эрозии. Напор небольшой, высота пьезометрического уровня над кровлей 9–10 м.
В области распространения зандровой равнины прослеживается 2 водоносных горизонта.
I – в толще зандровых отложений подземные воды типа грунтовых, для которых бурая глина служит водоупором.
II – межпластовые ненапорные в полтавских и харьковских песках.
Антропогенный сель – сели, возникновение которых прямо связано с последствиями хозяйственной деятельности, которая кардинально изменяет окружающую среду. Очагами их зарождения чаще всего служат отвалы и прорывы водохранилищ. Распространение локально, возможно на равнинах. Известны случаи их формирования на терриконах.
4. Инженерная подготовка территории
Различают два основных способа намыва: эстакадный и безэстакадный. В первом случае пульпопровод собирается на эстакаде по оси сооружения; поступающая пульпа разводится лотками, устанавливаемыми по обе стороны пульпопровода. Разновидностью этого способа является укладка разводящих пульпопроводов на эстакадах в две линии вдоль краев намываемого сооружения. В этом случае пульпа распределяется по лоткам, отходящим от пульпопроводов с одной их стороны к оси сооружения. Выход пульпы из разводящих пульпопроводов регулируется при помощи шиберов, установленных на выпускных звеньях пульпопровода.
Безэстакадный способ намыва сооружений, предложенный
В.А. Платоновым, заключается в том, что пульпа поступает не из отдельных выпусков пульпопровода, а из торца трубы, уложенной непосредственно на поверхности тела намываемого сооружения. При этом пульпопровод последовательно наращивается и разбирается (намыв челночным способом) от одного конца карты к другому, позволяя достичь при таком способе намыва любой толщины намываемого слоя грунта. Разборка и наращивание труб осуществляются краном на гусеничном ходу при непрерывной подаче пульпы, т.е. без остановки работы землесосного снаряда, что достигается применением специальной конструкции конусного соединения труб.
При намыве сооружения большое значение приобретает порядок укладки грунта, обеспечивающий правильное и равномерное его распределение по поверхности возводимого сооружения. Необходимо укладывать грунт сперва по периметру сооружения, поднимая его края с тем. чтобы создать быстрый отвод воды к водосборным колодцам.
При организации работ по эстакадному методу карту дополнительно делят на участки, число которых обычно равно трем. В то время, когда на первом участке производится обвалование и монтаж пульпопроводов, на второй устанавливаются лотки, ограждающие щитки и шаблоны по контуру проектного очертания сооружения, устраиваются водоотводные колодцы, на третьей осуществляется намыв.
Работа по обвалованию карт выполняется механизированным способом, посредством бульдозеров, которые используются также для транспортирования труб. Монтаж и демонтаж пульпопроводов и эстакад может осуществляться гусеничными кранами.
Безэстакадный способ намыва позволяет полностью механизировать производство работ на картах и значительно сократить общую потребность в рабочих.
Большое значение в работе землесосных снарядов приобретает регулирование плотности пульпы в трубопроводе, что зависит от работы дежурного багермейстера при земснаряде; большая плотность пульпы может привести к закупорке пульпопровода, малая даст небольшой коэффициент полезного действия установки.
Современная техника позволяет применить для этой цели радиоактивные изотопы, которые являются источниками тех или иных излучений, взаимодействующих с веществом. Законы этого взаимодействия были использованы при разработке специального прибора, носящего название пульпомера. В качестве радиоактивного изотопа используется радиоактивный кобальт. Изменение массы пульпы вызывает изменение излучения и соответствующее отклонение стрелки прибора от установленной нормы.
Технология намыва земляных сооружений, оснований под застройку, должна соответствовать специальным указаниям в проектах организации строительства и производства работ.
При проведении намывных работ необходимо:
вдоль границ намываемых территорий и сооружений устраивать канавы для отвода фильтрационной воды и осуществлять другие мероприятия для предотвращения заболачивания окружающей территории;
земляное полотно существующих железных и автомобильных дорог, а также другие сооружения, расположенные в районе намывных работ, защищать от повреждения водой дамбами обвалования или канавами;
территорию намыва защищать от ливневого или паводкового стока.
При размещении намывных сооружений и гидроотвалов на пути поверхностного стока следует предусматривать в их основании специальные водопропускные устройства и при необходимости обводные канавы.
Крутизну принудительно формируемых откосов намывных сооружений следует назначать с учетом водоотдачи и фильтрации в строительный период. Для крупных песков откос должен быть не круче 1:2, средней крупности – 1:2,5, для мелких песков – 1:3 и особо мелких пылеватых – 1:4.
Намыв со свободным растеканием пульпы (свободным откосом) следует применять при возведении земляных сооружений с распластанным или волноустойчивым профилем; крутизну свободного откоса следует принимать по СНиП 2.06.05–84.
Намыв земляных сооружений на просадочных макропористых, торфяных и илистых грунтах следует, как правило, проводить в два этапа:
устройство уширенной нижней части (» подушки»);
последующий домыв верхней части после стабилизации осадок основания и подушки.
По контуру будівлі в шурфі виконанні випробування ґрунтів в основи статичним навантаженням на штамп площею 0.5м2. При цьому було зафіксоване осідання штампу S(мм). Необхідно побудувати графік залежності S=f(P) та визначити за його допомогою модуль деформації ґрунтів E(МПа).