Системы инженерных изысканий в строительстве: задачи, состав и объем, техническое задание и программа работ. Описание технических средств изысканий: горнопроходческие работы, полевые испытания грунтов, гидрогеологические и геофизические исследования.
Аннотация к работе
Все изыскания проводятся на законодательной основе, для того чтобы проводить изыскания, исполнитель должен получить от заказчика техническое задание, в котором должен быть топографический план той местности, где будет проводиться строительство. Таким образом, инженерно-геологические изыскания представляют собой комплекс полевых и лабораторных работ, которые проводят с целью изучения инженерно-геологических условий на территории, которая предназначена для строительства. После проведения всех работ на этом участке составляется отчет, в котором обязательно должны быть геологические разрезы, таблица физико-механических свойств грунтов, перечень опасных геологических процессов, оценка гидрогеологических условий, должны быть сделаны выводы, где на этой местности можно строить, где нельзя, и даны советы проектировщикам. Плотность служит главнейшей характеристикой способа расположения частиц в грунте, а влажность характеризует содержание воды в грунте, оказывающей влияние на ряд механических свойств грунта. Плотность - отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к объему, занимаемому грунтом.Пройдя практику по маршрутам Москвы (Воробьевы горы и парк Покровское-Стрешнево), мы наблюдали такие геологические процессы, как суффозия, абразия, эрозия почв, оползни, овраги, изучили последствия, к которым могут привести эти процессы, а также методы предотвращения и борьбы с ними.
Введение
Геология - наука о составе, строении и истории развития Земли. Основным объектом изучения является наружная оболочка земли, которую называют земной корой или литосферой, ее состав, структура, происходящие в ней процессы и история ее развития, а также условия образования и закономерности распределения в ней минералов, горных пород (полезных ископаемых).
Главнейшими современными процессами, определяющими геологические изменения в земной коре, являются денудация (разрушение горных пород и перенос разрушенного материала), аккумуляция (отложение и накопление осадков) магматическая деятельность, тектонические движения и др. инженерный строительство гидрогеологический геофизический
Необходимо время, для того чтобы могли осуществляться геологические изменения. Незначительные изменения человек может заметить в течение своей жизни, но основные изменения в геологической среде происходят более длительное время - тысячи, миллионы и даже миллиарды лет. За этот период времени геологические силы могут создать и разрушить горы, залить земную поверхность вулканической лавой, создать море или сушу.
Цель: изучить геологические, гидрогеологические условия района. Практика проводится в городе Москва. Маршрут пройден в парке «Покровское-Стрешнево» и в «Воробьевых горах».
1. Системы инженерных изысканий в строительстве
1.1 Основные задачи изысканий
Инженерные изыскания это особый специальный вид работ, который проводится перед началом любого проектирования под строительство для изучения инженерно-геологических условий в пределах площадки проектируемого сооружения и прилегающей территории. Инженерно-геологические условия - свойства грунтов, гидрогеологические условия, строение геологического разреза, наличие неблагоприятных процессов. После всего этого составляется техническое заключение о возможности инженерно-геологических условий и о возможности строительства в данной местности. Инженерно-геологические изыскания проводятся специализированными организациями. Все инженерно-геологические изыскания проводятся на основе контракта между заказчиком и исполнителем. Все изыскания проводятся на законодательной основе, для того чтобы проводить изыскания, исполнитель должен получить от заказчика техническое задание, в котором должен быть топографический план той местности, где будет проводиться строительство. Основой всех изысканий является геодезическая карта. Заказчик еще прикладывает разрешение о том, что ему разрешено строить это сооружение на этой территории, потом бумага на право пользования этим участком (землеотвод). Все изыскания начинаются с того, что в Геонадзоре исполнитель получает разрешение проводить изыскания.
К инженерным изысканиям относятся: - инженерно-геодезические (основной вид);
- изыскания грунтовых строительных материалов и источников водоснабжения на базе подземных вод (основной вид);
- геотехнический контроль;
- обследование грунтов оснований зданий и сооружений;
- оценка опасности и риска от природных и техногенных процессов;
- обоснование мероприятий по инженерной защите территорий;
- локальный мониторинг компонентов окружающей среды;
- научные исследования в процессе инженерных изысканий для строительства.
Таким образом, инженерно-геологические изыскания представляют собой комплекс полевых и лабораторных работ, которые проводят с целью изучения инженерно-геологических условий на территории, которая предназначена для строительства. Результатом инженерно-геологических изысканий является исходная информация для проектирования промышленных и гражданских зданий. На инженерно-геологические изыскания выделяется 5-15% стоимости сооружения.
При инженерно-геологических изысканиях изучают климат, рельеф, геологическое строение, свойства горных пород, условия их залегания, химический состав грунтов и подземных вод, геологические процессы. После анализа полученных данных проводят районирование изучаемой территории и выбирают наиболее благоприятный участок для строительства.
1.2 Организация изысканий в строительстве
Инженерно-геологические изыскания проводятся специализированными организациями и частными фирмами, которые имеют специальную лицензию на данный вид работ.
По результатам инженерно-геологических изысканий составляется текстовая часть технического отчета, которая должна содержать: введение, изученность инженерно-геологических условий, физико-географические и техногенные условия, геологическое строение, гидрогеологические условия, свойства грунтов, геологические и инженерно- геологические процессы, инженерно-геологическое районирование и заключение.
1.3 Состав и объем инженерно-геологических изысканий
Инженерно-геологические изыскания состоят из различного вида работ, которые проводятся в определенной последовательности: 1. Сбор и анализ архивных материалов (на этот участок)
2. Рекогносцировка (осмотр участка)
3. Маршрутная съемка. На основе маршрутной съемки составлялись предварительные геологические карты.
4. Бурение (на основе геологических карт)
5. Лабораторные испытания грунтов. В процессе бурения отбираются образцы грунтов из скважин, они отправляются в лабораторию для исследования физико-механических свойств грунтов.
6. Полевые методы
7. Геофизические методы
8. Изучение гидрогеологических условий (подземных вод)
9. Стационарное наблюдение
10. Оценка опасных геологических явлений и процессов
После проведения всех работ на этом участке составляется отчет, в котором обязательно должны быть геологические разрезы, таблица физико-механических свойств грунтов, перечень опасных геологических процессов, оценка гидрогеологических условий, должны быть сделаны выводы, где на этой местности можно строить, где нельзя, и даны советы проектировщикам.
1.4 Техническое задание и программа работ для изысканий
Изыскательские работы проводятся в несколько стадий: 1.Технико-экономическое обоснование (ТЭО), (если район проектируемого строительства находится в мало изученной местности). Делается вывод об экономической эффективности строительства в этом районе.
2. Проект. После решения строить тут, определяется размер и вес будущего сооружения. Геологический разрез изучается до глубины влияния сооружения, которое зависит от его веса.
10-15 тонн- 10 м.
20 тонн- 15м
3. Под рабочую документацию, чертежи (РД, РЧ).
Техническое задание составляется заказчиком изыскания. В нем указываются технические характеристики сооружения, проектированные нагрузки и больше ничего.
На основе технического задания исполнителем составляется программа работ, в ней формируется цель изысканий, перечисляется какими методами будет решена поставленная задача и определяются сроки проведения изыскания. Программа работ согласовывается с заказчиком, После программы исполнитель составляет смету. Эта смета согласуется с заказчиком. Потом заключается договор и начинаются работы.
Используется СНИП 11-02-96 « Инженерные изыскания из строительства. Основные положения». В нем перечислены все изыскания, которые применяются в строительстве: - инженерно-геологические
- инженерно - гидрометеорологические
- специальные изыскания источников водоснабжения
- изыскания грунтовых строительных материалов.
1.5 Отдельные виды работ при изысканиях
1. Инженерно-геологическая рекогносцировка - комплекс работ при инженерно- геологических изысканиях на стадии составления предпроектной документации, выполняемой с целью контроля, уточнения и дополнения собранных материалов изысканий прошлых лет, установления и сравнительной оценки инженерно- геологических условий изучаемой территории, составления программы последующих изысканий, установления границ распространения и условий развития опасных геологических процессов.
2. Инженерно-геологическая съемка - комплексный метод получения инженерно- геологической информации, необходимой и достаточной для составления вариантов проектирования.
3. Инженерно-геологическая разведка - комплекс работ при инженерно- геологических изысканиях на участках под проектируемые здания, направленный на получение инженерно- геологической информации, необходимой и достаточной для разработки рабочей документации, включая расчеты подземной части природно-технической системы.
2. Технические средства изысканий
1. Горнопроходческие работы
После инженерно-геологической рекогносцировки, геологической съемки и разведки на изучаемой территории намечают горнопроходческие работы - проведение вскрытия грунтов путем проходки различных горных выработок.
Горные выработки - искусственно созданные в приповерхностной части литосферы полости, используемые для изучения геологического строения территории, отбора образцов, организации наблюдений за режимом подземных вод и экзогенных геологических процессов.
Буровые работы
Проводят, чтобы определить строение массива грунтов и отобрать образцы грунта для лабораторных испытаний из слоев, вскрытых бурением пород.
Все буровые скважины делятся на: - разведочные (описание вскрытых пород);
- технические (отбор горных пород для лабораторных работ, для описания).
Методы бурения: - механическое бурение (ударно-канатное, шнековое, вибрационное);
- ручное бурение.
2. Полевые испытания грунтов
Опытные инженерно-геологические (полевые) исследования включают: - испытание грунтов методом зондирования (динамического и статического);
- испытание грунтов статическими нагрузками (опытные штампы в шурфе).
Динамическое зондирование грунтов
Динамическое зондирование является полевым методом непрерывного изучения свойств грунтов вдоль вертикальной оси зондированной скважины. Метод заключается в определении сопротивления грунтов внедрению зонда, состоящего из конического наконечника и штанги, под действием динамической нагрузки. Динамическое зондирование осуществляют погружением зонда, забиваемого молотом постоянного веса, падающим с постоянной высоты с постепенно возрастающим количеством ударов. Этот метод наиболее эффективен для выявления характера напластований, определения слоев с однородными физико-механическими характеристиками и для их сравнения, а также для определения плотности песчаных и консистенции глинистых грунтов.
Методом динамического зондирования решаются следующие задачи: - расчленение разреза песчано-глинистых грунтов на слои и линзы;
- выбор мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для уточнения их физико-механических свойств путем лабораторных исследований, штампов и др. опытов в поле.
Испытание грунтов динамическим зондированием: Работы начинаются с монтажа установки для зондирования грунтов УБП-15 М. Убедившись, что зонд погружается вертикально, переходят к испытанию - забивке зонда ударами молота, сбрасываемого с высоты в соответствии с выбранной методикой (с высоты не более 0,8м). В процессе зондирования считается число ударов, затрачиваемых на каждые 10 см погружения зонда.
Определение плотности и влажности грунтов
Плотность служит главнейшей характеристикой способа расположения частиц в грунте, а влажность характеризует содержание воды в грунте, оказывающей влияние на ряд механических свойств грунта.
Плотность - отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к объему, занимаемому грунтом.
Плотность сухого грунта- равна отношению массы образца грунта, высушенного при 100-150о, к его первоначальному объему.
Влажность грунта - отношение массы воды, содержащейся в грунте в природных условиях, к массе грунта, высушенного при 100-150о до постоянного веса.
Для установления плотности грунта возникает необходимость в отборе монолитов ( образцов ненарушенного сложения), которые в песчаных и глинистых грунтах вырезаются методом режущего цилиндра.
Пористость грунта - отношение объема пор к объему всего грунта, включая поры.
Коэффициент пористости - отношение объема пор к объему частиц грунта.
Конструкция пробоотборник: Рассматриваемый комплект для отбора песков ненарушенного сложения состоит - режущего цилиндра, верхней насадки, опорного направляющего кольца и поршня с рукояткой для задавливания.
Цилиндр представляет собой открытый с обеих сторон отрезок Ме трубы, у которого одна кромка заострена.
Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными наливами в шурфы.
Для определения коэффициента фильтрации неводонасыщенных грунтов. Т.е. грунтов, залегающих в зоне аэрации, используется метод налива воды в шурфы.
Сущность метода заключается в создании вертикального потока, просачивающегося через сухой грунт вниз до дна шурфа, измерении площади сечения потока, расхода и гидравлического уклона, т.е. всех параметров закона Дарси, кроме Кф.
Конструкция прибора Нестерова: На дне шурфа располагают 2 цилиндра диаметрами 25 и 50 см. Их вдавливают в дно на 5-8 см для защиты от размыва. На внешний цилиндр устанавливается подставка, на котором размещаются 2 сосуда Мариотта для автоматического поддержания уровня воды в цилиндрах на одинаковой высоте (Н=10 см). На сосудах имеется прозрачная шкала, с помощью которой измеряется объем воды, профильтровавшейся за определенное время.
Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными откачками воды из скважин.
Наиболее распространенный метод.
Откачки обычно проводятся при 2-3 понижениях уровня воды в центральной скважине. Величина каждого понижения в центральной скважине в сильноводопроницаемых грунтах не менее 1 м, в средне- и малопроницаемых 1,5-2 м.
При кустовой откачке бурят центральную скважину (закреплена обсадной трубой с фильтром), из которой производиться откачка воды насосом, и ряд наблюдательных скважин (также закрепленных трубами с фильтрами), по которым следят за изменением уровня воды во время откачки. Для замеров уровня воды применяют электроуровнеметры.
3. Гидрогеологические исследования
Опытные гидрогеологические исследования включают: - определение коэффициента фильтрации грунтов в зоне аэрации методом инфильтрации (методы налива воды в шурфы);
- определение коэффициента фильтрации грунтов в водоносном горизонте методом опытных откачек.
4. Геофизические методы работ
Геофизические исследования включают: - работу с одноканальной сейсмической установкой ОСУ- 1;
- электроразведочные работы методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ);
К числу самостоятельно выполняемых относятся: - проходка буровых скважин методом бурения;
- испытание грунтов динамическим зондированием;
- проведение цикла фильтрационных наблюдений.
Задание №1
Изучение плотности песчаных грунтов методом динамического зондированя с помощью ручного зонда.
Основные положения метода: Зондирование легким забивным зондом осуществляется по тому же принципу, что и зондирование УПБ-15 М. Ручной зонд отличается от зонда УПБ преимущественно размерами. Конус ЛЗЗ геометрически подобен конусу большой установки. Сохранено и соотношение диаметра зонда и штанги: диаметр зонда 18 мм, штанги -10 мм. Длина штанги в зависимости от модификации зонда ЛЗЗ-1, ЛЗЗ-2, ЛЗЗ-3 от 0,7 до 1м. Груз массой 2,5 кг, высота сбрасывания груза 20 см. это обеспечивает уменьшение энергии удара пропорционально уменьшению диаметра конуса. ЛЗЗ создан для контроля плотности укладки намывных и насыпных искусственных песчаных грунтов в процессе их укладки, т.е. при подготовке искусственных оснований, возведении дамб, плотин и других земляных сооружений. Контроль, выполненный по мере укладки или намыва грунта, позволяет оперативно и дешево охарактеризовать плотность грунтов, являющуюся одним из главных показателей качества строительства. Последовательное послойное зондирование позволяет оценить искусственный грунтовой массив на всю мощность. Недостаток зонда - малая длина, что исключает его применение при изысканиях естественных оснований сооружений.
Согласно ГОСТ 199221-81, в качестве показателя динамического зондирования используется условное динамическое сопротивление РД (МПА). При работе с ЛЗЗ рекомендуется применять наиболее простой показатель динамического зондирования N (уд/ дм), представляющий собой число молота, необходимое для погружения зонда на 10 см.
N = 10*n/h
Где n - число ударов зонда, т. е. условно принятое число ударов, после которого происходит замер осадки зонда; h - глубина погружения зонда от залога (см).
По данным динамического зондирования видно, что на изучаемой территории залегают пески средней плотности со средним модулем общей деформации ? МПА и средним углом внутреннего трения ? градусов и рыхлые пески со средним модулем общей деформации ? МПА и средним углом внутреннего трения ? градусов.
Задание №2.
Оценка свойств грунтов методом динамического зондирования.
Основные положения метода: Динамическое зондирование является основным методом непрерывного изучения свойств грунтов вдоль вертикальной оси зондировочной скважины. Метод заключается в определении сопротивления грунтов внедрению зонда, состоящего из конического наконечника и штанги, под действием динамической нагрузки. Разница в сопротивлении грунтов объясняется отличием их состава, состояния и свойств. Метод применим для глинистых, песчано-глинистых, песчаных и песчано-гравийных отложений.
Методом динамического зондирования решаются следующие задачи: - расчленение разреза песчано-глинистых грунтов на слои и линзы;
- ориентировочная оценка физико-механических свойств грунтов (для промышленно-гражданских сооружений 3-4 класса капитальности физико-механические характеристики могут являться расчетными, для сооружений 1-2 класса получаемые показатели уточняются лабораторными и полевыми опытными работами);
- выбор места расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для уточнения их физико-механических свойств путем лабораторных исследований, штамповых и др. опытов в поле.
Сопротивление, оказываемое грунтом внедрению в него зонда, называется условным динамическим сопротивлением зондированию. Количественно оно оценивается условным динамическим сопротивлением грунтов РД (МПА) в соответствии с ГОСТ 19912-81 и определяется по формуле: РД =К*А*Ф*n/h
Где К- коэффициент, учитывающий потери энергии при ударе; А - показатель удельной кинетической энергии (кг*с/см); Ф - коэффициент для учета потерь энергии на трение штанг о грунт; n - число ударов в серии (залоге); h - глубина погружения зонда на залог (см).
Метод динамического зондирования широко используется при проведении инженерно-геологических изысканий под жилищное и промышленное строительство, строительство дорог, возведение ЛЭП, газо- и нефтепроводов и т.д. Изза простоты конструкций зондировочных установок, их небольшой массы. Удобства в обслуживании (бригада из 2-х человек) этот метод широко применяется как в России, так и за рубежом.
Динамическое зондирование значительно сокращает стоимость изысканий и срок проведения полевых работ, т.к. зондировочные испытания выполняются гораздо быстрее и стоимость их значительно ниже буровых и горнопроходческих работ, лабораторных исследований и др. опытных испытаний грунтов. Так, геологический разрез 15-20 м получается в 2-3 раза быстрее, чем с помощью данных бурения, а его стоимость в 3-4 раза дешевле.
Техническая характеристика установки УБП-15 М.
Установка буровая пенетрационная УБП-15 М является основным стандартным устройством, принятым в России для ударно-канатного бурения и динамического зондирования. Она состоит из следующих основных узлов: 1. транспортного устройства, представляющего собой раму, смонтированную на одноосном шасси автомобильного прицепа. На ней размещают двигатель, блок управления, редуктор с механической лебедкой и ручная лебедка для подъема и опускания мачты;
2. погружающего устройства, включающего свободную мачту, молот и двигатель с механической лебедкой.
Для динамического зондирования до глубины 20 м применяется конический стальной наконечник диаметром 74 мм с углом при вершине 60°, который крепиться на нижнем конце ударной штанги. Забивка зонда осуществляется стандартным молотом (60 кг), сбрасываемым с высоты 0,8 м.
Для ударно-канатного бурения (до глубины 15 м) только в песчано-глинистых грунтах применят забивные стаканы для бурения скважин кольцевым забоем в глинистых и песчаных грунтах, долото для разрушения валунов, желонки для чистки скважин и бурения в водонасыщенных грунтах, ударные патроны для забивки буровых наконечников, обсадные трубы для крепления стенок скважины.
Задание №3
Определение модуля общей деформации грунтов статическими нагрузками на штамп.
Штамп - квадратная или круглая плита, служащая для передачи давления на грунт при полевых испытаниях грунтов методом пробных (опытных) нагрузок.
Цель и результаты работы - ознакомиться с методом испытания грунтов статическими нагрузками на штампы для оценки их сжимаемости в полевых условиях и произвести пробное испытание грунтов.
Основные положения метода и техническая характеристика штамповой установки: Все грунты в той или иной степени деформируются - сжимаются за счет уплотнения под действием приложенной к ним статической нагрузки. Деформация грунтов слагается из упругой нагрузки, восстанавливающейся после снятия, и остаточной. Последняя преобладает в обломочных, песчаных, глинистых и сильно трещиноватых скальных грунтах. Количественной характеристикой упругой и остаточной деформаций, т.е. сжимаемости, является МОДУЛЬ ОБЩЕЙ ДЕФОРМАЦИИ Ео, используемый проектировщиками для расчета осадок сооружений. Модулем общей деформации называется коэффициент пропорциональности между приращениями нагрузки и осадки.
Статические нагрузки на штампы передаются ступенями до стабилизации осадки штампа при каждой ступени. Для создания давления на штамп существуют различные установки. В данном задании используется свайный гидравлический штамп конструкции ПНИИИСА.
Установка состоит из жесткого стального штампа площадью 5000кв. см, упорной фермы, четырех анкерных свай, гидравлического домкрата, мощностью 50т и насосной станции с манометром для создания давления на штамп, двух прогибометров для регистрации осадок штампа в мм.
Задание №4
Определение плотности и влажности грунтов.
Показатели плотности, прочности и влажности входят в число основных физических характеристик грунтов.
Плотность служит главнейшей характеристикой способа расположения частиц в грунте, а влажность характеризует содержание воды в грунте, оказывающей влияние на ряд механических свойств грунта.
Плотность - отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к объему, занимаемому грунтом. Плотность сухого грунта - равна отношению массы образца грунта, высушенного при 100-150о, к его первоначальному объему.
Влажность грунта - отношение массы воды, содержащейся в грунте в природных условиях, к массе грунта, высушенного при 100-150о до постоянного веса.
Для установления плотности грунта возникает необходимость в отборе монолитов ( образцов ненарушенного сложения), которые в песчаных и глинистых грунтах вырезаются методом режущего цилиндра.
Пористость грунта - отношение объема пор к объему всего грунта, включая поры.
Коэффициент пористости - отношение объема пор к объему частиц грунта.
Конструкция пробоотборник: Рассматриваемый комплект для отбора песков ненарушенного сложения состоит - режущего цилиндра, верхней насадки, опорного направляющего кольца и поршня с рукояткой для задавливания.
Цилиндр представляет собой открытый с обеих сторон отрезок металлическую трубы, у которого одна кромка заострена.
Для определения плотности и влажности грунта надо иметь: - пробоотборник;
Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными наливами в шурфы.
Шурф - вертикальная горная выработка квадратного или прямоугольного сечения, проводимая с поверхности Земли при поисках и разведке полезных ископаемых, а также при геологической съемке, инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и т. д. Глубина шурфа может быть различной в зависимости от его назначения и глубины залегания вскрываемого объекта, редко более 20-30 м.
Сущность метода заключается в создании вертикального фильтрационного потока, просачивающегося через сухой грунт вниз от дна шурфа, измерении площади сечения потока, расхода и гидравлического уклона, т. е. всех параметров закона Дарси, кроме Кф.
Условия движения воды в зоне аэрации существенно отличаются от условий ее движения в водонасыщенных грунтах. Вода, поступающая в шурф, впитывается в сухой грунт и движется в нем не только под действием сил тяжести, но и капиллярных сил, кот. могут действовать во всех направлениях. Благодаря действию этих сил, вода, просачиваясь из шурфа в сухой грунт, растекается, образуя увлажненную зону, форма которой изменяется во времени, вытягиваясь вниз.
По мере увеличения глубины промачивания, темп фигуры увлажнения замедляется, и расход воды на фильтрацию из шурфа стабилизируется. Однако, даже при постоянном расходе, линии токов инфильтрационного потока не параллельны между собой, т.е. площадь горизонтального сечения потока, а значит и его скорость меняются с глубиной. Влияние растекания ограничивают специальной схемой опытных установок или учитывают в формулах. Т.О., существующие методы позволяют установить величину коэффициента фильтрации только приближенно, но с точностью вполне приемлемой для практических целей.
Значение коэффициента фильтрации определяется по формуле: Кф=Qyct /(?*I)
Где Qyct - установившей расход во внутреннем цилиндре, ? - площадь поперечного сечения внутреннего цилиндра, I - гидравлический уклон (принимаем =1)
Маршрут: Воробьевы горы
Воробьевы горы - это уступ Теплостанской возвышенности до 80 метров возвышающийся над урезом реки. Высокий и крутой склон речной долины рассечен глубокими балками, спускающимися к самой Москве-реке.Склон, обращенный к Москве-реке, расчленен глубокими оврагами, по которым раньше сбегали небольшие речки: Чура с притоками, Кровянка и Котловка; встречаются выходы подземных вод (родники), наблюдаются оползневые процессы. Ландшафт Воробьевых гор формирует одноименный парк, в составе которого сохранились три пруда, а также массив широколиственного леса.
Характерная особенность - широкое развитие оползневых террас. Почти на всем протяжении Воробьевы горы покрывает старый широколиственный лес, состоящий преимущественно из липы, дуба, клена, березы и ясеня. Корни мощных деревьев надежно закрепляют крутые склоны от размывания и эрозии. Под пологом леса в числе других травянистых растений встречаются ландыши, колокольчики, медуница, хохлатки, дремлик широколистный.
Здесь представлены разнообразные типы рельефа: комплексы оползневого развития; родниковые ямы и зоны высачивания подземных вод; малые формы флювиального генезиса (овраги и балки); фрагменты надпойменных террас Москвы-реки, участки антропогенного рельефа и др.
Оползни на Воробьевых горах
Большая часть территории заказника является ареной оползневых смещений. Имеет место сочетание мелких и глубоких оползней мощностью до 40-60·м, поверхность скольжения которых (в толще глин) уходит под дно реки.
Различимы оползневые террасы и ступени, перемещенные на различное расстояние от кромки плато. Внешним выражением оползневых процессов в рельефе являются бугры и гряды, уступы и рвы оседания оползневых тел.
Развитие оползневого процесса является неотъемлемой частью истории Воробьевых гор.
В геологическом строении пород, слагающих склон Воробьевых гор, можно выделить континентальные и морские отложения. Рыхлые континентальные отложения представлены толщей мощностью около 40·м, в составе которой можно выделить склоновые отложения, аллювий речных террас и поймы реки Москвы, ледниковые моренные и флювиогляциальные отложения.
В эпоху, когда эта территория была покрыта морем, в дочетвертичное время, здесь накапливались мощные толщи морских осадков - известняки карбона, юрские глины и меловые пески - общей мощностью до 80·м. Почти на всей площади склона рыхлые отложения преобразованы и деформированы оползневыми процессами. Воробьевы горы - это активная геодинамическая зона с аномальными значениями магнитного и электромагнитного полей, газовыделением (CO2, CH4, H2S). В нарушенных участках развиваются карст, суффозия и оползни.
Маршрут Р. Химки парк Покровское-Стрешнево
Геологическое строение.
Вся территория Покровского-Стрешнева расположена на третьей надпойменной террасе р.Москвы, т.е. характеризуется приречным рельефом. Третью террасу еще называют Ходынской, так как она отчетливей всего выражена в районе Ходынского поля. Поверхность на большей части площади сложена четвертичными отложениями - речными и отчасти водно-ледниковыми песками и супесями. Местность плавно понижается к югу - к р.Москве. Именно в этом направлении "пропиливают" данную москворецкую террасу р.Химка и ее левый приток р.Чернушка (с правым истоком). Есть и местные уклоны - к р.Химке и р.Чернушке. Особенно крут левый коренной берег р.Химки, который в Покровском-Стрешневе называется Елизаветинскими горами. Здесь есть участки с оползневым рельефом, что связано с обнажениями черных глин юрского периода мезозоя (вышележащие отложения, преимущественно песчаные и супесчаные, постепенно "соскальзывают" по смоченной поверхности водоупорных юрских глин). С водоносными слоями, которые располагаются над юрскими глинами, связаны многочисленные родники Елизаветинских гор, в том числе общеизвестный родник "Лебедь". Кроме того, здесь хорошо выражен современный эрозионный рельеф, обусловленный стоком поверхностных вод в р.Химку (имеется одна хорошо выраженная овражно-балочная система и ряд не столь четких проявлений поверхностного смыва).
Гидрогеологическое строение
Гидрологическое строение территории Покровского-Стрешнева представлено рекой Химкой, ее левым притоком Чернушкой, правым притоком или истоком Чернушки, а также небольшими родниковыми ручьями Елизаветинских гор и небольшими искусственными водотоками, питающими правый исток Чернушки.
Родник "Лебедь" ("Царевна-Лебедь") дает около 60000 литров воды в сутки и имеет многочисленные места выхода грунтовых вод. Температура воды постоянная - 6 градусов Цельсия. Родник считается одним из самых чистых в Москве. По-видимому, водоносные слои "Лебедя" и соседних с ним родников имеют связь с Химкинским водохранилищем, но вода, проходя через естественный песчаный фильтр, успевает в достаточной степени очиститься.
Геологические процессы
Абразия (от лат. abrasio - соскабливание). Абразия - процесс разрушения волнами и прибоем берегов водоемов. Волны водохранилища, ударяясь о берег, непрерывно его подтачивают, подмывают и, таким образом, сглаживают все выступы и неровности. Таким путем вырабатывается более или менее широкая подводная волноприбойная терраса. По мере того как вода проникает далее вглубь разрушаемой им суши, возрастает ширина этой террасы и уменьшается живая сила волн вследствие трения о ее поверхность. Если уровень водохранилища повышается относительно прилегающего берега, разрушительная работа волн проникает дальше вглубь берега и ширина абразионной террасы возрастает.
Суффозия (от лат. suffosio - подкапывание) - вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через нее водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Одна из характеристик размываемости грунтов.
Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи и образованию западин (суффозионных воронок, блюдец, впадин) диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер. Другим следствием может быть изменение гранулометрического состава пород как подверженных суффозии, так и являющихся фильтром для вынесенного материала.
Основным сооружением, которое мы рассматриваем, это комплекс зданий «Северный парк». Дом стоит на флювиогляциальных (водно-ледниковых) отложениях, глины и суглинки перешли в пластичное состояние и дом дает неравномерную осадку. Изза этого рвутся кабели, ломаются окна, появляются трещины в стенах дома
Поход в музей.
Помимо обычной геологической практики, мы успели сходить в Минералогический музей им. Ферсмана г.Москва.
История главного минералогического музея России началась в 1714 г., когда в соответствии с приказом Петра I была куплена коллекция минералов, в количестве 1195 экземпляров, у доктора Готвальда (Данцинг). С 1955 г. музей стал носить имя академика Ферсмана, который возглавлял институт с 1919 по 1934 гг. Ученый внес огромный вклад в развитии минералогии в стране. Он возглавил геологические исследования и поиск новых месторождений полезных ископаемых по всей территории России. В музейных фондах хранится 140000 экземпляров минералов собранных по всему миру. Фонды музея состоят из пяти основных коллекций: 1). Систематическая
Насчитывает на текущий момент более 90000 образцов, представляющих около 2600 из почти 4000 известных в природе минеральных видов. В эту коллекцию подобраны образцы, характеризующие разнообразие видов и разновидностей минералов по составу, морфологии, физическим свойствам, ассоциациям с другими минералами.
2). Коллекция кристаллов
Более 4800 образцов, представляющих кристаллы 7 кристаллических систем (сингоний). В эту коллекцию подобраны, как правило, хорошо образованные кристаллы, характеризующие известные формы природной огранки, законы двойникования. В эту же коллекцию по традиции входят синтетически полученные минералы.
3). Коллекция месторождений
Насчитывает более чем 31000 образцов. Характеризует набор минеральных видов, комплексы минеральных ассоциаций и генетические особенности более чем трех сотен отечественных месторождений и нескольких десятков наиболее известных зарубежных.
4). Коллекция образований и превращений минералов
Около 2200 образцов, представляющих различные способы роста, изменений и замещений минералами друг друга или органических тел, процессы образования минералов. Основной частью этой коллекции является подборка псевдоморфоз.
5). Коллекция драгоценных и поделочных камней и изделий из них.
Среди почти 8000 образцов этой коллекции, как необработанные минералы, используемые в ювелирном деле, так и граненые драгоценные камни. Большой раздел коллекции - изделия из камня русских и иностранных мастеров 18-20 веков. В частности, из мастерских Карла Фаберже.
Вывод
Пройдя практику по маршрутам Москвы (Воробьевы горы и парк Покровское-Стрешнево), мы наблюдали такие геологические процессы, как суффозия, абразия, эрозия почв, оползни, овраги, изучили последствия, к которым могут привести эти процессы, а также методы предотвращения и борьбы с ними. Также мы изучили строение почв в этих районах, узнали про ошибки при постройке комплекса зданий “Северный парк” и последствия, к которым они привели.