III Пляжеудерживающие.

II Волногасящие.

1 Вдольбереговые.

Проницаемые сооружения с пористой напорной гранью и волногасящими камерами.

2 Откосные.

а)Наброска из камня.

 

б)Наброска или укладка из фасонных блоков.

 

в)Искусственные свободные пляжи.

1 Вдольбереговые.

а)Подводные банкеты из бетона, бетонных блоков, камня.

б)Загрузка инертными на локальных участках (каменные банкеты, песчаные примывы и т.п.).

2 Поперечные.

Буны, молы, шпоры (гравитационные, свайные, из фасонных блоков и др.).

 

а) На морях, водохранилищах, реках, откосах подпорных земляных сооружений при достаточной их статической устойчивости. б) При волнах до 2,5 м. в) На водохранилищах, реках, откосах земляных сооружений (при пологих откосах и невысоких волнах - менее 0,5-0,6 м). г) То же.

 

На морях и водохранилищах.

 

 

а) На водохранилищах, реках, откосах земляных сооружений при отсутствии рекреационного использования. б) На морях и водохранилищах при отсутствии рекреационного использования. в) На морях и водохранилищах при пологих откосах (менее 10°) в условиях слабовыраженных вдольбереговых перемещений наносов и стабильном уровне воды.

 

 

а) На морях и водохранилищах при небольшом волнении для закрепления пляжа. б) На водохранилищах при относительно пологих откосах.

 

На морях, водохранилищах, реках при создании и закреплении естественных и искусственных пляжей.

IV Специальные.

1 Регулирующие.

а)Управление стоком рек (регулирование сброса, объединение водостоков в одно устье и др.).

б)Сооружения, имитирующие природные формы рельефа.

в)Перебазирование запаса наносов (переброска вдоль побережья, использование подводных карьеров и т.д.).

2 Струенаправляющие.

а)Струенаправляющие дамбы из каменной наброски.

б)Струенаправляющие дамбы из грунта.

в)Струенаправляющие массивные шпоры или полузапруды.

3. Склоноукрепляющие.

Искусственное закрепление грунта откосов.

 

 

а) На морях для увеличения объема наносов, обход участков малой пропускной способности вдольберегового потока.

б) На водохранилищах для регулирования береговых процессов.

 

в) На морях и водохранилищах для регулирования баланса наносов.

 

а) На реках для защиты берегов рек и отклонения оси потока от размывания берега.

б) На реках с невысокими скоростями течения для отклонения оси потока.

в) То же.

 

На водохранилищах, реках, откосах земляных сооружений при высоте волн до 0,5 м.

 

 

4. Буровые и горно-проходческие работы при изысканиях на площадках строительства.

Буровые и горно-проходческие разведочные работы являются существенной частью инженерно-геологических и гидрогеологических полевых исследований. С помощью буровых скважин и горных выработок (шурфов, штолен и др.) выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строительной площадки на необходимую глубину, отбирают пробы грунтов и подземных вод, проводят опытные работы и стационарные наблюдения.
К главнейшим разведочным выработкам относят расчистки, канавы, штольни, шурфы и буровые скважины.
Расчистки, канавы и штольни относят к горизонтальным выработкам. Их целесообразно применять на участках, сложенных крутопадающими слоями. При слабонаклонном и горизонтальном залегании слоёв следует проходить шурфы и буровые скважины.
Расчистки- выработки, применяемые для снятия слоя рыхлого делювия или элювия с наклонных поверхностей естественных обнажённых горных пород.
Канавы (траншеи) – узкие и неглубокие выработки, выполняемые вручную или с помощью техники с целью обнажения коренных пород, лежащих под наносами.
Штольни – подземные горизонтальные выработки, закладываемые на склонах рельефа и вскрывающие толщи горных пород в глубине массива.
Шурфы – колодцеобразные вертикальные выработки прямоугольного сечения шурф круглого сечения называют «дудкой». Шурфы помогают детально изучать геологическое строение участка, производить отбор любых по размеру образцов с сохранением их структуры и природной влажности. Недостатком является высокая стоимость и трудоёмкость работ.
Буровые скважины представляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра, выполняемые специальным буровым инструментом.

Отбор образцов пород и проб воды.Отбор образцов производят из обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок. Пробы отбирают послойно, на всю глубину выработки, но не реже, чем через каждые 0,5-1 м.из всех полученных образцов 5-10% отбирают для последующих лабораторных анализов.
пробы подземных вод берут из каждого водоносного горизонта в количестве 0,5-2 л. Вода набирается в ёмкость и тщательно закупоривается.

 

5. Верховодка и подземные воды зоны аэрации.

Верховодка - временное скопление подземных вод в зоне аэрации. Образуются за счёт инфильтрации атмосферных и поверхностных вод, задержанных непроницаемыми или слабо проницаемыми выклинивающимися пластами и линзами, а также в результате конденсации водяных паров в горных породах.
В целом для верховодок характерно: временный , чаще сезонный характер, небольшая площадь распространения, малая мощность и безнапорность. Верховодки представляют значительную опасность для строительства. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений (подвалы, котельные и др.), они могут вызвать их подтопление, если заранее не были предусмотрены дренирование или гидроизоляция.

6. Виды воды в грунтах.

Верховодки– смотри выше(вопрос 5).
Грунтовые воды.
Грунтовыми водами называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков:
1)Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями. Свободная поверхность грунтовых вод называется зеркалом (в разрезе уровень). Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называется ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод - мощностью водоносного слоя.
2) Питание грунтовых вод происходит главным образом за счёт атмосферных осадков, а также поступления воды из поверхностных водоёмов и рек.
3) Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и, как правило, образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора.
4) Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов.
В площадном распределении грунтовых вод имеется определённая зональность. Выделяют следующие четыре зоны.
Грунтовые воды речных долин. Глубина залегания от 1 см до 10-15 м.
Грунтовые воды ледниковых отложений. Вода обильная, слабо минерализованная, широко используется для водоснабжения.
Грунтовые воды полупустынь и пустынь. Воды обычно мало, залегает она глубоко и имеет высокую минерализацию.
Грунтовые воды горных областей. В этих районах выпадает много атмосферных осадков, часть которых проникает в выветрелые и трещиноватые породы. Эта вода широко используется для водоснабжения.

Межпластовые подземные воды.
Эти воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими).

Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично.

 

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоёв в виде синклиналей или моноклиналей. Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном.

Подземные воды в трещиноватых и закарстовых породах.
Трещинные воды – это подземные воды, циркулирующие в трещиноватых горных породах.
В зависимости от условий залегания трещинные воды могут быть грунтовыми, межпластовыми и жильными.
Трещинно-грунтовые воды развиты в верхней трещиноватой зоне кристаллических массивов (до глубины 80-100 м). Питаются они в основном за счёт инфильтрации атмосферных осадков и отличаются значительными колебаниями уровня подземных вод во времени.
Межпластовые трещинные воды циркулируют в артезианских бассейнах, водоносные горизонты которых представлены трещиноватыми горными породами.
Трещинно-жильные воды развиты локально, исключительно в зонах тектонических нарушений с крупными трещинами. Это линейно вытянутые узкие водные потоки (жилы), уходящие в глубину на несколько сот метров . Для трещинно-жильных вод характерен напорный режим. Нередко они образуют мощные родники, которые используются для водоснабжения.
Карстовые или трещинно-карстовые.
Подземные воды, циркулирующие по трещинам и пустотам карстового происхождения.

Подземные воды вечной мерзлоты.
Набмёрзлотные воды. Образуют безнапорные горизонты типа верховодки и грунтовых вод. Питание они получают за счёт инфильтрации осадков, таяния снежников и ледников, а также подпитывания в результате разгрузки подмерзлотных вод.
Межмерзлотные воды содержатся внутри толщи многолетней мерзлоты как в твёрдой (лёд), так и в жидкой фазе. Распространены они не повсеместно и залегают в пределах таликов преимущественно в долинах рек.
Подмерзлотные воды циркулируют ниже многолетнемерзлотной толщи, поэтому встречаются только в жидкой фазе. Воды напорны, величина напора над кровлей не редко достигает нескольких сотен метров. Запасы Подмерзлотных вод значительны. Минерализация вод пёстрая (от пресных до рассолов). Подмерзлотные воды широко эксплуатируются и имеют важнейшее значение для водоснабжения.

7. Влияние наличия тектонических процессов на выбор площадки строительства.

Грунт в ЗТН находится в весьма разрушенном состоянии. В связи с этим в этих зонах грунт имеет пониженную несущую способность (повышенную податливость), а отсюда и проваливающиеся крылечки и наклоняющиеся дома и веранды.
Разрушенное состояние грунта обусловлено воздействием со стороны планетарной пульсации. Планетарная пульсация представляет собой периодические колебания почвы, которые имеют место как раз в ЗТН. Собственно, эти колебания и формируют все свойства и само существование ЗТН. Частота этих колебаний настолько низкая, что обнаружить их можно только с помощью специальной аппаратуры. И это даже несмотря на весьма значительную их амплитуду, достигающую иногда 10см.
Это явление обнаружено сравнительно недавно, лет 10 назад, и оно объясняет физику разрушений, о которых все знают, но причину которых никто раньше не понимал. В частности, непонятным было, как возникают вертикальные трещины в кирпичной кладке, разрывающие кирпичи. В лаборатории получить подобные разрушения не удавалось.
Однако, на самом деле, с учетом планетарной пульсации все оказывается элементарно просто. Представим себе, что только часть фундамента опирается на неподвижный грунт, а часть - на колеблющийся. Тогда получается, что фундамент подвергается переменным изгибным напряжениям, результатом которых и является формирование вертикальных и субвертикальных трещин.
Противодействовать разрушающему действию планетарной пульсации невозможно. Известны попытки, когда для этого сооружаются сверхмощные железобетонные фундаменты и железобетонные плиты т.н. плавающего основания. Однако при наличии под фундаментом ЗТН, разрушения возникают неизбежно. Разумеется, степень, характер и скорость разрушения зависит от того, какую часть фундамента занимает ЗТН. Если лишь небольшая часть площади фундамента занята этой зоной, разрушения будут незначительными. Максимальное разрушение будет в том случае, если ЗТН приходится на половину фундамента.
Здесь очень важно уяснить следующее. Все разрушения инициируются подвижностью грунта. В первую очередь, разрушается фундамент. Внешне это проявляется вертикальными трещинами на ленточном фундаменте и трещинами в отмостке. Трещины в плавающем основании, как правило, не видны. Но если на плавающем основании стоит кирпичный дом, то возникновение в кладке вертикальных трещин однозначно свидетельствует о том, что плита треснула.
Это очень легко понять. Допустим, что плита треснула пополам. После этого обе половинки будут свободно перемещаться одна относительно другой. Сначала - в пределах гибкости арматуры. Но при этом арматура будет подвергаться усилиям на срез, и в конце концов, порвется. Взаимное перемещение за счет пульсации обеих частей лопнувшей плиты вызовет изгибные усилия в материале стен, что приводит к появлению в стенах вертикальных трещин.
Единственный, на наш взгляд, выход, это не противодействовать планетарной пульсации, а использовать такую конструкцию сооружения, чтобы наличие планетарной пульсации не вызывало разрушений.
Наличие подвижности грунта было неизвестно, но человеческий опыт привел к тому, что для того, чтобы избежать разрушения домов, деревенские жители ставят свои жилища, что называется, на чурочки. И неравномерный уход этих опор в грунт с легкостью компенсируется поддомкрачиванием в соответствующих местах дома и наращиванием уходящих в грунт опор.
То есть, подвижности грунта следует противопоставить гибкость фундамента.
При наличии на некотором ограниченном пространстве множества ЗТН возникает проседание грунта, и при условии хронического обводнения за достаточно длительный период времени формируется торфяной слой и прочие признаки заболачивания территории. А следовательно, удалив торф, мы ничего не изменяем в условиях строительства.
Одно из свойств ЗТН заключается в том, что в этих зонах из грунта выходят глубинные газы. Считается, что выходит радон. На самом деле, про радон говорят только потому, что его проще всего регистрировать. Есть основания считать, что из грунта в ЗТН выходит множество вредных для человека газообразных субстанций. Глубинные газы воздействуют на наше здоровье, и, по мнению медиков, подавляющее большинство тяжелейших заболеваний людей возникает под воздействием этих газов.
При принятии решения о строительстве загородного дома необходимо учитывать возможное воздействие со стороны ЗТН. Для этого приобретенный участок следует обследовать с помощью метода ССП на предмет наличия на этом участке зон тектонических нарушений.

Если удается выделить участок территории, где отсутствуют ЗТН, можно рекомендовать такой участок под строительство дома. Причем в отсутствии ЗТН можно строить все, что угодно и как угодно. Применять можно сваи, плавающее основание и так далее. Сам дом можно строить из любого материала и по любой технологии.
Бывает так, что участок, не имеющий ЗТН, слишком мал, и фундамент дома туда не вписать. Тогда возникает задача строительства дома в условиях подвижного грунта, из которого выходят глубинные газы. Как показывает опыт, конструкция фундамента в виде отдельных, не связанных между собой железобетонных блоков является наиболее удачной для такого случая. Здесь решаются обе проблемы. Во-первых, отсутствие жесткости фундамента будет согласовано с подвижностью грунта, а во-вторых, свободное пространство под домом будет постоянно вентилироваться, и глубинные газы не смогут сформировать геопатогенную зону.

8. Выветривание. Элювий и делювий, форма залегания и свойства.
Под выветриванием понимают разрушение и изменение состава горных пород, происходящее под воздействием различных агентов, действующих на поверхности земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание вод, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов и т.д.
Главной особенностью выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоёв литосферы. В результате этого горные породы дробятся, изменяют свой химико-минеральный состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются.
Интенсивность проявления выветривания зависит от многих причин – «мощи» агентов выветривания, состава пород, геологического строения местности и т.д. Наиболее сильно выветривание проявляется у поверхности земли, куда облегчён доступ агентам выветривания.
Интенсивность выветривания находится в зависимости от состава пород. Разрушению способствует разнозернистость и крупнозернистость пород, качество природного цемента.
Воздействие на земную поверхность, на толщи скальных горных пород процесса выветривания приводит к образованию коры выветривания, которая состоит из видоизменённых выветриванием горных пород или продуктов их разрушения.

Продукты выветривания, остающиеся на месте их образования, носят название элювия.
По составу он представляет собой смесь обломков «материнской» породы и глинистого материала. Нескальные породы, залегающие на дневной поверхности, также имеют кору выветривания, но она в большинстве случаев не имеет чётко зональности. Верхняя часть коры обычно бывает представлена песчано0пылевато-глинистой массой, а нижняя – обломочным материалом. В карбонатных грунтах зональность коры выветривания проявляется более чётко.
Делювий (делювиальные отложения, делювиальный шлейф; от лат. deluo — «смываю») — скопление рыхлых продуктов выветривания горных пород у подножия и у нижних частей возвышенностей. Делювий распространён очень широко и образуется в результате переноса этих продуктов дождевыми потоками, талыми водами (плоскостного смыва). Немаловажную роль в этом играет сила тяжести, перемещающая частицы грунта. Таким образом, вследствие делювиальных процессов грунты в верхней части склона разрушаются, в нижней же, напротив, происходит аккумуляция материала.
Структура делювия не слоиста и слабо отсортирована.

Виды выветривания.
По интенсивности воздействия тех или иных агентов и характеру изменений горных пород принято выделять три вида выветривания: физическое, химическое и биологическое ( органическое).
Физическое выветривание выражается преимущественно в механическом дроблении горных пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, возникающего в процессе роста корней растений и т.д.
Большую роль в этом разрушении играют температурные явления. Кроме попеременного нагревания и охлаждения разрушительное действие оказывает также неравномерное нагревание пород, что связано с различными тепловыми свойствами, окраской и размером минералов, составляющих горные породы. На контактах отдельных минералов образуются микротрещины и порода постепенно распадается на отдельные блоки и обломки различной формы.
Особенно подвержены температурному выветриванию крупнозернистые полиминеральные породы.
Разрушение пород ещё больше усиливается, если в их микротрещины проникает вода, которая при замерзании увеличивается в объёме и развивает большое боковое давление. Трещины расширяются и углубляются. Это явление носит название морозного выветривания.
Многие породы разрушаются при переменном намокании и высушивании.
Значительное разрушительное действие оказывает ветер своей механической силой и ударным действием песчинок.
Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путём растворения и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты.
Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Разрушительное воздействие оказывает процесс гидратации. В присутствии воды происходит так же окисление. Например, минерал пирит превращается в гидрат оксида железа с одновременным образованием серной кислоты, которая, в свою очередь, весьма разрушительно действует на многие минералы.
Биологическое (органическое) выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот.
Механическое разрушение производят растения своей корневой системой.
Многие живые организмы, особенно из числа землероев, активно разрушают горные породы. В коре выветривания ими создаются многочисленные ходы, пустоты. На выветривание горных пород большое влияние оказывают многочисленные бактерии. В процессе своей жизнедеятельности они поглощают одни вещества и выделяют другие.
Растения и животные, особенно микроорганизмы и низшие растения, выделяют различные кислоты и соки, которые, в свою очередь, весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, формируют минеральные новообразования.

9. Геофизические методы в инженерно-геологических изысканиях.

Исследования обычно сопутствуют разведочным работам и в ряде случаев позволяют значительно сократить объём шурфования и бурения. С их помощью можно изучать физические и химические свойства пород и подземных вод, условия залегания, движение подземных вод, физико-геологические и инженерно-геологические явления и процессы.
В практике инженерно-геофизических изысканий основное место занимают электрометрия и сейсмометрия.
Сейсмические методы основаны на различии в скоростях распространения упругих колебаний, возникающих как от естественных причин, так и от специально производимых взрывов. В последнее время в инженерно-геологических работах используют одноканальные микросейсмические установки. С их помощью можно установить глубину залегания скальных пород под наносами, выявить дно речных долин, карстовые полости, уровень грунтовых вод, мощность талых пород в вечной мерзлоте т.д.
В сложных сейсмических условиях этот метод недостаточно точен.
Электроразведка основана на исследовании искусственно создаваемого в массивах пород электрического поля. Каждая порода, в том числе сухие и насыщенные водой, характеризуются своим удельным электрическим сопротивлением.
Наибольшее применение при инженерно-геологических исследованиях нашли электропрофилирование и вертикальное электрозондирование (ВЭЗ).
При Электропрофилировании на исследуемом участке забивают в грунт серию створов и на каждом из них измеряют сопротивление пород путём перемещения прибора с фиксированным положением электродов.

Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) позволяет определять глубину залегания коренных пород и уровень подземных вод, дна речных долин, выделять слои различного литологического состава, в том числе водонепроницаемые и водоупорные пласты и т.д. сущность этого метода заключается в том, что по мере увеличения расстояния между питающими электродами А и Б (см. рисунок выше) линии токов перемещаются в глубину. Измеряя силу тока между питающими электродами А и Б и разность потенциалов между приёмными электродами В и Г, можно найти значения электрического сопротивления пород.

10. Грунтовые воды, их формы залегания, состав, режим, отображение на геологических разрезах и гидрогеологических картах.
Грунтовые воды.
Грунтовыми водами называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков:
1)Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями. Свободная поверхность грунтовых вод называется зеркалом (в разрезе уровень). Глубина залегания уровня от поверхности различна – от 1 до 50 м и более. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называется ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод - мощностью водоносного слоя.
Грунтовые воды безнапорны, Но иногда они могут проявлять так называемы местный напор, связанный с залеганием линзы глины в уровне зеркала.

2) Питание грунтовых вод происходит главным образом за счёт атмосферных осадков, а также поступления воды из поверхностных водоёмов и рек. Территория, на которых происходит питание, ориентировочно совпадает с площадью распространения грунтовых вод. Грунтовая вода открыта для проникновения в неё поверхностных вод, что приводит к изменению её состава во времени и нередко к загрязнению различными вредными примесями.
3) Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и, как правило, образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора. В отдельных случаях их залегание имеет форму грунтовых бассейнов, т.е. вода находится в неподвижном состоянии. Грунтовые потоки нередко выходят на поверхность, образуя родники или создавая локальную по площади заболоченность.
4) Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов. Зеркало грунтовых вод в целом в какой-то мере копирует рельеф земной поверхности в пределах их расположения. По степени минерализации воды преимущественно пресные, реже солоноватые и солёные.
В площадном распределении грунтовых вод имеется определённая зональность. Выделяют следующие четыре зоны.
Грунтовые воды речных долин. Глубина залегания от 1 см до 10-15 м.
Грунтовые воды ледниковых отложений. Вода обильная, слабо минерализованная, широко используется для водоснабжения.
Грунтовые воды полупустынь и пустынь. Воды обычно мало, залегает она глубоко и имеет высокую минерализацию.
Грунтовые воды горных областей. В этих районах выпадает много атмосферных осадков, часть которых проникает в выветрелые и трещиноватые породы. Эта вода широко используется для водоснабжения.

Карты поверхности грунтовых вод (карты гидроизогипс).
Для выявления характера поверхности (зеркала) грунтовых вод составляют такие карты. Гидроизогипсами называют линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками уровней грунтовых вод. Эти линии аналогичны горизонталям рельефа местности и подобно им отражают рельеф зеркала вод.