Оценка инженерно-геологических условий под строительство площадки для установки сборника аммиака на территории Гомельского химического завода

Площадка инженерно-геологических изысканий расположена на территории Го­мельского химического завода в районе емкостей с содержанием аммиака.

Техническая характеристика проектируемого сооружения:

— двухярусная площадка для установки сборника аммиака Е — 26 и его обслужива­ния. Первый ярус для размещеия ёмкости, второй ярус для размещения арматуры;

— столбчатый тип фудамента на естествнном основании;

— предполагаемая глубина погружения свай — 2,0 м.

В геоморфологическом отношении площадка проектируемого строительства располо­жена на плоской аллювиальной равнине поозерского возраста, на П-й надпойменной террасе р. Сож. Рельеф площадки ровный, спланирован насыпным грунтом. Абсолютные отметки устьев скважин колеблются от 132,61 до 132,63 м. Условия поверхностного стока удовле­творительны, неблагоприятные геологические процессы не установлены [1].

В геологическом строении участка изысканий, в пределах разведанной глубины до 10 м, принимают участие отложения:

— техногенные (искусственные) образования голоценового горизонта (thIV);

— аллювиальные отложения поозерского горизонта (а2IIIpz);

— моренные отложения днепровского горизонта (gIId₃).

Техногенные (искусственные) образования’, представлены насыпными грунтами, в виде переотложенных песков мелких, с включением строительного мусора (щебень, бетон, кирпич до 7 %), отходов химического производства (до 5 %), в маловлажном, влажном и водонасыщенном состоянии. Мощность отложений составляет 2,3-2,4 м.

Аллювиальные отложения П-ой надпойменной террасы р. Сож: представлены пес­ками мелкими находящимися в водонасыщенном состоянии, суглинками тугопластич­ной, мягкопластичной консистенции, супесями пластичной консистенции с многочис­ленными прослоями (до 0,2 м) и линзами водонасыщенного песка пылеватого (0,5-0,6 м). Мощность отложений: от 5,6 до 5,8 м.

Моренные отложения мозырского подгоризонта: представлены супесями пла­стичной консистенции с маломощными (до 0,2 м) прослоями песка водонасыщенного с включениями гравия и гальки до 5 %. Вскрытая мощность отложений: от 1,9 до 2,0 м.

Исследуемые грунты разделены на 9 инженерно-геологических элементов (ИГЭ) с учетом их возраста, происхождения, текстурно-структурных особенностей, возраста, происхождения вида и данных статического зондирования [2, с. 16-17; 3, с. 3-5]:

Голоценовый горизонт

Техногенные (искусственные) отложения — thIV.

ИГЭ-1. Грунт насыпной (песок мелкий очень прочный)

ИГЭ-2. Грунт насыпной (песок мелкий малопрочный)

Поозерский горизонт

Аллювиальные отложения II надпойменной террасы р. Сож — a₂IIIpz.

ИГЭ-3. Песок мелкий средней прочности

ИГЭ-4. Суглинок прочный

ИГЭ-5. Суглинок средней прочности

ИГЭ-6. Супесь слабая

ИГЭ-7. Супесь средней прочности

ИГЭ-8. Песок пылеватый прочный водонасыщенный

Днепровский горизонт

Моренные отложения мозырского подгоризонта — gIId₃.

ИГЭ-9. Супесь прочная

В период проведения инженерно-геологических изысканий повсеместно вскрыто два типа подземных вод: грунтовые воды и воды спорадического распространения аллю­виальных и мореных отложений. Грунтовые воды и воды спорадического распростране­ния гидравлически тесно связаны между собой и имеют единый уровень, зафиксирован­ный на глубине 1.8м, что соответствует абсолютным отметкам 130,81-130,83 м.

Грунтовые воды приурочены к насыпным грунтам, представленными мелкими песками (ИГЭ-1,2) и к пескам мелким (ИГЭ-3).

Воды спорадического распространения приурочены к тонким прослойкам в аллю­виальных суглинках (ИГЭ-4,5), аллювиальных супесях (ИГЭ-6,7) мореных супесях (ИГЭ-9) и линзам песков пылеватых (ИГЭ-8).

Во влагообильные периоды года максимальный прогнозируемый уровень подзем­ных вод следует ожидать на 1,0 м выше зафиксированного при бурении (таблица 1).

Таблица 1 — Зафиксированные и прогнозируемые уровни подземных вод

В соответствии с конкретными инженерно-геологическими условиями площадка инженерно-геологическим изысканиям, характеризуется П-ой категорией сложности ин­женерно-геологических условий, а именно [3]:

Геоморфологические условия геоморфологических элементов одного генезиса. По­верхность слабо расчленена.

Геологическое строение и свойства грунтов в сфере взаимодействия зданий и со­оружений с геологической средой — до трех генетических типов отложений, не более че­тырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием. Мощность изменяется закономерно. Существенное изменение характеристик свойств грунтов в плане или по глубине. Скальные грунты имеют неровную кровлю и перекрыты нескальными грунтами.

Гидрогеологические условия в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геоло­гической средой — два и более выдержанных горизонтов подземных вод, участки с неод­нородным химическим составом.

Опасные геологические и геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений — имеют ограниченное распространение и не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов.

Специфические грунты в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологиче­ской средой не определяют проектных решений, залегание выдержанное. Техногенные воздействия не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений и про­ведение инженерно-геологических изысканий.

Исходя из вышеизложенного, инженерно-геологические условия для строительства проектируемых сооружений на столбчатых фундаментах, ограниченно благоприятны.

Проанализировав данные полевых и лабораторных исследований, установлены ос­новные осложняющие факторы, которые могут встретиться при строительстве и эксплу­атации объекта:

— неоднородность состава и плотности сложения насыпного грунта (ИГЭ-2), неза­вершенность его самоуплотнения, о чем свидетельствуют низкие значения сопротивле­ния зондированию, расположение подошвы слоя ниже намеченной глубины заложения фундаментов;

— способность аллювиального суглинка и супеси (ИГЭ-5-7) к тиксотропному разупрочнению при динамическом воздействии на него (переход в текучее состояние), ухудшение прочностных и деформационных свойств;

— расположение зафиксированного и прогнозируемого уровня подземных вод, выше намеченной глубины заложения фундаментов;

— залегание в зоне воздействия фундаментов супеси слабой (ИГЭ-6) с низкими прочностными и деформационными свойствами;

— агрессивные свойства подземных вод к бетону и железобетонным конструкциям;

— агрессивные свойства грунтов к бетону и железобетонным конструкциям.

Насыпные грунты песок мелкий очень прочный (ИГЭ-1) залегает выше предпола­гаемой глубины заложения фундамента.

Насыпные грунты пески мелкие малопрочные (ИГЭ-2) в качестве естественного основания не рекомендуются.

С инженерно-геологических позиций можно рассматривать варианты заглубления фундаментов в подстилающие грунты, замены насыпного грунта песчаной (гравийной) подушкой или прорезки сваями.

Естественным основанием фундаментов, исходя из технических характеристик, могут служить: пески мелкие средней прочности (ИГЭ-3), суглинки прочные (ИГЭ-4).

Категория сложности основания по площадке определена согласно пункта А. 2 при­ложения А ТКП 45-5.01-254-2012 (02250) [6, с. 94-95] и относится ко II категории: осно­вание средней сложности — условно однородно-устойчивое, соответствует II категории сложности инженерно-геологических условий по СН 1.02.01-2019 [4, с. 84-85] (Прило­жение Г), сложен в активной зоне фундамента перемежающимися по глубине минераль­ными грунтами средней прочности, слабыми и малопрочными.

При проектировании необходимо предусмотреть антикоррозионную защиту подзем­ных частей бетонных конструкций, гидроизоляцию, понадобится строительное водопони­жение [5, с. 21]. При строительстве должны применяться методы работ, не способствующие ухудшению свойств основания — пункты 6.4.1 и 6.4.2 ТКП 45-5.01-254-2012 (02250) [6].

В заключение можно отметить, что инженерно-геологические изыскания необхо­димы на всех этапах строительства и реконструкции зданий, сооружений и линейных объектов. Эти исследования являются неотъемлемой частью любого проекта, связанного с изменениями окружающей среды.

Список использованных источников

1. Махнач, А. А. Краткий очерк геологии Беларуси и смежных территорий / А. А. Махнач. — Минск: Беларуская навука, 2014. — 190 с.
2. СТБ 943-2007. Грунты. Классификация — Введ. 18.07.2007. — Минск: Госстан­дарт: Минсктиппроект, 2007. — 20 с.
3. ТКП 45-5.01-17-2006 (02250). Прочностные и деформационные характеристики грунтов по данным статического зондирования. Правила определения — Введ. 01.07.06. — Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь: Минсктиппро­ект, 2006. — 20 с.
4. СН 1.02.01-2019 Инженерные изыскания для строительства. — Введ. 26.12.2019. — Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2019. — 103 с.
5. ТКП 45-2.01-111-2008 (02250). Защита строительных конструкций от коррозии. Строительные нормы проектирования — Введ. 08.09.2008. — Минск: Министерство архи­тектуры и строительства Республики Беларусь, 2012. — 97 с.
6. ТКП 45-5.01-254-2012 (02250). Основания и фундаменты зданий и сооружений. Ос­новные положения. Строительные нормы проектирования — Введ. 05.01.2012. — Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2012. — 107 с.

Авторы: О.Б. Меженная, К.Μ. Ключинская
Источник: Международная юбилейная научно-практическая конференция, посвященная 90-летию Гомельского государственного университета имени Франциска Скорины (Гомель, 19-20 ноября 2020 г.): материалы: в 3 ч. Ч. 1 / Гомельский гос. ун-т им. Ф. Скорины; редкол.: С. А. Хахомов (гл. ред.) [и др.]. — Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2020. – С. 159-162.