Опасные геологические процессы – это геологические и инженерно-геологические процессы, которые оказывают или потенциально могут оказать отрицательное воздействие на состояние инженерных сооружений и прочих хозяйственных объектов, экосистем, а также на жизнедеятельность людей [1, с. 25].
Республика Татарстан характеризуется широким развитием опасных геологических процессов, такие как карстовые, эрозионные и оползневые, а также подтопление и затопление.
В административном отношении территория исследования расположен в Менделеевском районе Республики Татарстан. В геоморфологическом отношении район работ расположен в пределах Елабужской возвышенности на правобережном склоне р. Кама, осложненный долиной р. Тойма и ее притоками.
Развитие опасных геологических процессов на участке исследований может быть обусловлено как непосредственно влиянием строительства на вмещающий грунтовый массив, так и изменением тектонических, гидрогеологических и прочих характеристик массива под воздействием региональных природных факторов.
Активизация опасных геологических процессов может оказать отрицательное воздействие на состояние инженерных сооружений, экосистем и привести к возникновению аварийных ситуаций, в том числе с непосредственной опасностью для жизнедеятельности людей. Поэтому для своевременного прогноза и предотвращения возникновения аварийных ситуаций необходимо проводить мониторинг опасных геологических процессов в зоне влияния строительства и реконструкции, а также на участках их потенциального развития.
В геологическом строении участка работ, до изученной глубины 25,0 м, по данным бурения выделены: современные грунты в виде почвенно-растительного слоя (hQIV), техногенных грунтов (tQIV) и ила (aQIV), аллювиально-делювиальные песчанистые и глинистые (adQII-III) отложения четвертичной системы, глинистые и скальные (eP2) грунты пермского возраста.
Для района исследования из опасных геологических процессов отмечаются процессы морозного пучения, затопления и подтопления.
Морозное пучение — процесс, вызванный промерзанием грунта, миграцией влаги, образованием ледяных прослоев, деформацией скелета грунта, приводящих к увеличению объема грунта и поднятию его поверхности.
На основании лабораторных исследований, проведенных согласно ГОСТ 28622-2012, по степени морозной пучинистости εfh, грунты с учетом влажности грунтов, в зоне сезонно–морозного слоя, классифицируются:
- ИГЭ-1 (суглинки полутвердые) – слабопучинистый fh=2,49 %;
- ИГЭ-2 (суглинки тугопластичные) – среднепучинистый fh=7,87 %;
- ИГЭ-3 (суглинки мягкопластичные) – слабопучинистый fh=8,38 %;
- ИГЭ-4 (пески средней крупности) – слабопучинистый
- ИГЭ-5 (глины полутвердые) – среднепучинистый fh=2,21 %;
Нормативная глубина промерзания грунтов для суглинков и глин составляет 1,6 м. Период существования сезонной мерзлоты в пределах территории исследования с ноября по март.
При промерзании грунты способны увеличиваться в объёме, что сопровождается подъёмом поверхности грунта и развитием сил морозного пучения, действующих на конструкции сооружений. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка.
Во время строительства и эксплуатации промерзание грунтов может прогрессировать в результате нарушения условий естественного залегания грунтов.
С целью снижения процесса морозного пучения следует формировать положительный поперечный профиль для обеспечения стока атмосферных осадков.
При проектировании оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения пучинистых грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.
Одним из наиболее распространенных опасных геологических процессов является подтопление. Данный процесс приносит существенные проблемы при возведении фундамента строения. Причинами подтоплений зданий (сооружений) и фундаментов являются природный и техногенный факторы.
В инженерно-геологических изысканиях обязательным элементом исследования считаются грунтовые воды. И это не просто так, поскольку именно они становятся природной причиной возникновения подтоплений оснований. Уровень грунтовых вод в норме имеет определенную отметку, но при изменении геологических условий территории он может существенно повышаться и понижаться. Поэтому при возведении фундамента следует учитывать не только технические особенности будущего строения, но и погодные условия, сезонные колебания и т.п. Так, например, в зимнее время подтаивание снегов приводит к высвобождению влаги и просачиванию вглубь грунта, что приводит к повышению уровня грунтовых вод.
На участе исследования грунтовые воды вскрыты на глубине 0,5-3,3 м, в соответствии с требованиями СП 11-105-97, с учетом замеренного и прогнозируемого уровня грунтовых вод. По подтопляемости территория подразделяется на:
- «I-А-2» сезонно (ежегодно) подтапливаемые:
- «I-А-1» постоянно подтопленные:
В водообильные периоды при длительном разрыве между выполнением земляных и строительных работ могут измениться условия поверхностного стока, которые могут вызвать временное подтопление территории и замачивание грунтов с изменением их консистенции. В процессе бурения возможно нарушение природного состояния глинистого грунта, увеличение их проницаемости, что также создание условий для формирования подземных вод в нарушенной части разреза, при наличии водоупорных грунтов в дне выработок.
При строительстве и эксплуатации необходимо соблюдать мероприятия по инженерной защите от подтопления, в соответствии с рекомендациями СП 116.13330.2012, ограничивающие подъем уровня грунтовых вод: дренаж, противофильтрационные завесы и другие водозащитные мероприятия.
Учитывая геологическое строение участка работ, рекомендуется предусмотреть организацию водоотвода вод, образующихся в водообильные периоды, а также утечек из водонесущих коммуникаций, так как они могут повышать уровень грунтовых вод и формировать «верховодки», замачивая грунты и изменяя их прочностные и деформационные свойства.
Во время весеннего и осеннего половодья, засчет таяния снегов и подъема уровня вод, происходит увеличение влажности грунтов и изменение их консистенции.
Территория р. Тойма, относится к пойменной части и затапливается вовремя паводков и весеннего половодья. При проектировании и строительстве следует проводить защитные мероприятия от затопления, такие как подсыпка территории до незатопляемых отметок, обвалывание защищаемой территории путем ограждения защитными дамбами или регулирование стока с помощью водохранилищ т.д.
Во время строительства и эксплуатации промерзание грунтов может прогрессировать в результате нарушения условий естественного залегания грунтов.
С целью снижения процесса морозного пучения следует формировать положительный поперечный профиль для обеспечения стока атмосферных осадков.
При проектировании оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения пучинистых грунтов основания, а также промораживания их в период строительства.
Следует отметить, что в водообильные периоды при вертикальной планировке территории, при длительном разрыве между выполнением земляных и строительных работ могут измениться условия поверхностного стока, которые могут вызвать временное подтопление территории и замачивание грунтов с изменением их консистенции. В процессе проходки выработок под проектируемые сооружения происходит нарушение природного состояния глинистого грунта, увеличение их проницаемости, что также создает условия для формирования подземных вод в нарушенной части разреза, при наличии водоупорных грунтов в дне выработок.
При строительстве и эксплуатации необходимо соблюдать мероприятия по инженерной защите от подтопления, в соответствии с рекомендациями СП 116.13330.2012, ограничивающие подъем уровня грунтовых вод: дренаж, противофильтрационные завесы и другие водозащитные мероприятия.
Изучение опасных геологических процессов крайне важно при проведении инженерно-геологических изысканий. Их развитие оказывает отрицательное воздействие на состояние инженерных сооружений, приводит к возникновению аварийных ситуаций, в частности опасность для жизнедеятельности людей. Для своевременного прогноза и предотвращения возникновения аварийных ситуаций необходимо проводить мониторинг опасных процессов в местах влияния на строительство, а также на участках их потенциального развития [2, с. 48].
Библиографический список
- Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. М: Высшая Школа, 2005. 575 с.
- Шешеня Н. Опасные геологические процессы России. LAP Lambert Academic Publishing, 2014. 92 с.
Количество просмотров публикации: Please wait