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 (hQ_IV), техногенных грунтов (tQ_IV) и ила (aQ_IV), аллювиально-делювиальные песчанистые и глинистые (adQ_II-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:

1. «I-А-2» сезонно (ежегодно) подтапливаемые:
2.  «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].