Основания московского метрополиса

Инженерная геология г.Москвы

Лабораторные исследования

В апреле этого года наша группа проходила часть геологической практики в лаборатории мытищинского филиала Московского Государственного Строительного Университета. Там мы ознакомились с инструментами проведения геологических работ, методами добычи пород и способами их изучения. Например, на стенде, показанном на фотографии ниже, выставлены буровые инструменты, т.е. инструменты, с помощью которых проводится механическое бурение породы с целью изучения ее геологических свойств. Такие работы проводятся на начальном этапе строительства, они помогают подобрать оптимальную площадку для будущей стройки.

Лабораторные исследования направлены на изучение следующих свойств грунтов:

· Для песчаных – гранулометрический состав, который дает точное название.

· Для глинистых – пластичность, чтобы дать точное название

· Для скальных – прочность при одноосном раскалывании

· Для всех – изучение химического состава

Вид и качество анализа зависит от состава и особенностей, горных парод, а также от детальности их исследования. Лабораторные исследования подземных вод направлены на изучение химического и бактериального состава загрязнения подземных вод.

Буровые инструменты для механического бурения

Механическое бурение позволяет проходить инженерно-геологические скважины до 500 метров с отбором грунта как нарушенной, так и ненарушенной структуры. При проходке скважин в скальных грунтах применяется колонковый способ бурения, а используемый при этом наконечник называется «буровая коронка». На забой буровая коронка подается за счет колонны буровых труб. Бурение вращательное. При бурении применяются промывочные жидкости для удаления разрушенной на забое породы - шлака, охлаждения инструмента и для закрепления стенок скважины (глинизация). При необходимости, в случае отрыва инструмента от штанги или троса, используется ловильный инструмент: колокол или вилка.

Буровые коронки

Ловильная вилка

Помимо механического бурения так же применяется ручное бурение. Ручное бурение применяется в труднодоступных местах (бурение со льда и в других случаях). Бур геолога используется при бурении скважин малого диаметра (34 мм) и глубины (до 10 м.)

При ручном бурении используются следующие наконечники:

Буровая ложка. Применяется при вращательном способе бурения (ручном и механическом) для проходки грунтов от полутвёрдой до мягкопластичной консистенции. При этом грунт полностью разрушается и мы можем судить только о состоянии грунта и литологическом составе.

Бурение ведётся с помощью буровых штанг.

Наконечник-долото. Применяется при проходке скважин в скальных грунтах. Бурение ведется ударным способом.

Ключ-рукоять

Лопатка.

В целом практика была очень занимательной, было много интересных и новых для нас инструментов, установок, способов изучения пород. Что-то нам было известно до этой практики, что-то мы впервые узнали только в процессе ее прохождения, но в любом случае это было увлекательно и познавательно и эта часть нашего обучения в ВУЗе запомнится нам надолго.

Москва находится в центре европейской части России, в междуречье Оки и Волги, на стыке Смоленско-Московской возвышенности (на западе), Москворецко-Окской равнины (на востоке) и Мещёрской низменности (на юго-востоке). Территория города на 2012 год составляет 2510 км². Треть (877 км²) находится внутри кольцевой автомагистрали (МКАД), остальные 1633 км² — за кольцевой автодорогой.

Средняя высота над уровнем моря составляет 156 м. Наивысшая точка находится на Теплостанской возвышенности и составляет 255 м, самая низкая точка — вблизи Бесединских мостов, где река Москва покидает город, высота этой точки над уровнем моря составляет 114,2 м. Протяжённость Москвы (без учёта чересполосных участков) с севера на юг в пределах МКАД — 38 км, за пределами МКАД — 51,7 км, с запада на восток — 39,7 км.

Город располагается на обоих берегах реки Москвы в её среднем течении. Помимо этой реки, на территории города протекает несколько десятков других рек, наиболее крупные из которых — притоки Москвы, в частности Сходня, Химка, Пресня, Неглинная, Яуза и Нищенка (левые), а также Сетунь, Котловка и Городня (правые).Многие малые реки (Неглинная, Пресня и др.) в пределах города протекают в коллекторах. В Москве много и других водоёмов: более 400 прудов и несколько озёр.

Рельеф г.Москвы имеет 4 особых района:

1) Юго-Западный (на правом берегу реки Москвы).

Возвышенная территория: Теплостанская возвышенность, Крылатские холмы.

Абсолютная отметка 257 м, Воробьевы горы 200 м.

Рельеф: глубокие овраги, обширные холмы, небольшие речки, сухая холмистая равнина. Благоприятен для строительства.

2) Северо-Восточный.

2) Окончание Клинско-Дмитровской моренной гряды.

3) Полого-холмистый рельеф, абсолютные отметки 160-180 м, неглубокие с пологими бортами долины малых речек, протекает река Яуза; условия благоприятны для строительства по рельефу.

3) Восточный.

4) Западное окончания Мещерской низменности. Район равнинный с отметками 140-160 м. Уклоный пологих холмов 2-3%. Территория отчасти заболочена и относительно неудобна для строительства, поэтому там расположены громадные лесные массивы: Лосиный остров, Измайловский парк (охраняются от застройки)

4) Долина реки Москвы и её крупных притоков.

5) Яуза, Сетунь - притоки реки Москвы.

6) На территории Москвы находится 147 рек.

Река Неглинная заключена в трубу при Екатерине II. Протекает под улицей Неглинной, Петровкой, Театральной площадью и площадью Революции.

Геологическое строение

Москва расположена на Русской платформе (равнине). Платформа- крупная часть земной коры, которая слабо деформируется; жесткая плита из магматических и метаморфических пород, покрыта сверху осадочным чехлом. Фундамент Русской платформы выходит на поверхность в Карелии, на Украине(Днепропетровск), в Воронеже. На территории Москвы он залегает на глубине 1,5-2,5 км и никакого участия в процессах на поверхности не принимает. Осадочный чехол 1,5-2,5 км мощностью сложен породами девонского, каменно-угольного, карбонского, юрского, мелового и четвертичного периодов.

На территории Москвы представлены: протерозоя, палеозоя, мезозоя, кайнозоя. Реальное значение для строительства имеют породы верхних 300 м разреза (породы каменно-угольного (карбон), юрского, мелового и четвертичного периода).

Каменно-угольные отложения: известняк и доломит с прослоями мергелей и глин. Известняк и доломит прочные скальные породы. Расчленены на блоки отдельности, поэтому прочность сильно понижена, а сжимаемость повышена.

Мергель - 50% глины, 50% кальцита. Нерастворим в воде, скальная порода малой прочности, сопротивляется раздавливанию. Модуль деформации трещинных пород меньше в 10-30 раз по сравнению с модулем деформации горных пород в образце.

Прослои глин среди известняка это плотные слежавшиеся карбоновые глины, водонепроницаемые для глин, малосжимаемые и прочные.

Юрские отложения: дисперсные грунты: глины, суглинки, пески (пылеватые и тонкие), супеси. Отличительная особенность: черный цвет, который переходит местами в темный грязно-зеленый. Залегают горизонтальными слоями, имеют большую пористость и среднюю сжимаемость.

Меловые отложения: мелкие пески, зеленовато-бурые суглинки морского происхождения с прослоями глин.

Четвертичные отложения: пески, супесь, суглинки, глины различных происхождений.

Континентальные отложения, речные на пойме, ледниковые и водно-ледниковые, болотные и озёрные, покровные. Наиболее древние из них водно-ледниковые и ледниковые отложения. Ледник на территории города проходил 3 раза за последние 300 000 лет. Последний раз около 15 000 лет назад. Ледник оставил 3 слоя ледниковых отложений: морена (суглинки с включением гравийно-галечных и валунных фракций)

Морена - бурый цвет, высокая плотность. Плотность много больше плотности всех других дисперсных грунтов города Москвы.

e-коэффициент пористости, e=0,5, для юрских отложений e=0,7, пески e=0,6-0,7, суглинки e=0,7, покровные отложения e=0,8. Морена прекрасное основание для промышленных и гражданских сооружений. На ней стоит Останкинская башня и МГУ.

Водно-ледниковые отложения: это пески и глинистые отложения, сжимаемые, водопроницаемые, средней пригодности для строительства. Не содержат органики, чем они и хороши.

Речные отлоежния: залегают на пойме и террасах; песчаные и глинистые грунты. Не уплотнены, сжимаемы. Строительство производится с применением свай. На террасах реки Москвы пойменный слой почти не сохранился (размыт), поэтому лежат пески.

Покровные отложения: суглинки типа лёсов, макропористые, не просадочные, однородные, PQ₃, желто-бурые, сильно сжимаемые, на них не строят, в них проложены траншеи инженерных коммуникаций.

Оползневые отложения: (dpQ₄), смещенные вниз по склонах в процессе оползания, деформированные, разрыхленные.