1.1. Инженерно-геологические изыскания на объекте "Застройка микрорайона "Волжский-3" в г.Чебоксары. II очередь строительства (определение безопасной границы застройки)" выполнены институтом "ЧувашГИИЗ'" на основании письма № 03 от 04.11.04г. ОАО "ИСКО-Ч", технического задания ПИ "Чувашгражданпроект" (прил.9.1, 9.2) и договора № 7047.
Лицензия институту "ЧувашГИИЗ" под регистрационным номером ГС-4-21-02-28-0 ИНН 002093-1 от 18.10.2004г. выдана Федеральным агентством по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству сроком на 5 лет.
Объектом изысканий был волжский косогор и прилегающий к нему край плато шириной до 100 м между оврагами № 5 (Новосельский) и № 10 (Чернышевский) на протяжении 135,0 м. Общая площадь изысканий 40 га, в том числе 10 га край плато по II категории сложности и остальная площадь - 30 га по III категории сложности.
Изученный участок имеет следующие границы: западная и восточная -тальвеги упомянутых выше оврагов № 5 и № 10 соответственно; северная - урез Чебоксарского водохранилища с отм.63 м БС в пределах забетонированного откоса песчаного контрбанкета; южная - воображаемая линия в 100 м южнее бровки волжского косогора. Восточная часть южной границы совпадает с границей гаражного кооператива и с тальвегом оврага № 9. За нижнюю границу массива- принята воображаемая субгоризонтальная поверхность с отм.60 м БС. Однако; при анализе общей устойчивости склонов приходилось учитывать и ту часть основания склона, которая в настоящее время располагается ниже отметки 70 м под песчаным банкетом и когда-то представляла собой зону бичевника и эрозионной деятельности р.Волги в виде крутого уступа, а также подводную эрозионную часть русла до отметок 40-45 м.
Рассматриваемый участок представляет собой последний в северозападном районе города крупный жилой микрорайон, исключительно важный как пример рациональной комплексной застройки с включением в ландшафтную архитектуру города все побережье Волги, включая набережную на контрбанкете и залесенный оползневой косогор. Ни в одном из строящихся микрорайонов проблема побережья Волги не решена [8б, 9б, 13б, 14б].
Главным условием достижения этой цели было определение истинной устойчивости косогора, давних оползней, границы застройки на плато зданий и сооружений различных уровней ответственности. Для решения этих задач следовало обобщить все изыскательские работы прежних лет, особенно изысканий института "Гипрокоммунстрой" [1б-7б; 8б-16б], в том числе и публикаций по проблемам устойчивости и истории развития долины р.Волги [1-6, 11,12] в составе карты изученности участка и программы дополнительных работ, выполнить инженерно-геологическую съемку и при необходимости дополнительно горно-буровые и лабораторные работы. На этой основе проанализировать все факторы, определяющие устойчивость склонов участка до и после заполнения водохранилища, составить расчетные модели, определить расчетные параметры грунтов, особенно пиковые и остаточные, и на этой основе провести прогнозные расчеты. Последние следовало проводить на моделях, наиболее адекватных механизмам прогнозных оползней на краю плато, вовлекаемых в оползнеобразование в виде полос различной ширины - от 5 м до 30-40 м.
В основу работы положены материалы автора, собранные с 1997 года в процессе полевых практик со студентами ЧГУ, описание обнажений, форм рельефа, выходов подземных вод, эрозионных оползневых процессов и явлений и составленных картосхем данных процессов. Особенно большую помощь оказали при составлении программы и выполнении камеральных работ материалы картирования активных оползней, изучения их механизма, предпринятые автором в связи с разработкой рекомендаций по строительству коттеджей северо-восточнее улицы Новосельской.
1.2. Выполненные объемы работ приведены в таблице 1.
Таблица
Виды работ |
Един, изм. |
Объем работ |
Методика выполнения работ |
Инженерно-геологическая съемка для составления оползневой карты: |
|
|
|
а) наблюдения при передвижении по маршруту; |
км |
4 |
|
б) описание точек наблюдения |
точка |
200 |
|
Сбор, изучение и систематизация материалов прошлых лет по горным выработкам |
п.м |
1065.58 |
|
Бурение скважин глуб. 15.0-26.5 м, диаметром 168 мм |
СКВ. п.м |
4 81.5 |
Механическим ударно-канатным способом, кольцевым забоем |
Бурение 1 скважины диам. 127 мм |
СКВ. п.м |
1 2.0 |
Вручную |
Отбор монолитов грунта из скважин |
мон. |
13 |
Грунтоносом ГК-3-123 |
Разбивка и привязка выработок и точек зондирования |
точка |
5 |
Инструментально |
Лабораторные исследования грунтов и воды (в базовых ценах) |
руб. |
1935 |
Комплекс определений физико-механических свойств грунтов и хим. анализ воды |
1.3. Дополнительные полевые работы были выполнены в декабре 2004г. группой работников комплексного отдела института "ЧувашГИИЗ" в составе буровых бригад Афанасьева С.Г. (установка УГБ-50М) и Таланова И.В. (станок АВБ-2М) и геологами Козловой Г.П. и Никиной Р.В. под общим руководством кандидата геолого-минералогических наук Петрова Н.Ф.
По окончании полевых работ скважины засыпаны выбуренным грунтом с трамбовкой.
1.4. Лабораторные исследования грунтов приведены в лаборатории института под руководством завлабораторией Леонтьевой В.Н. в соответствии с ГОСТами, предусмотренными СП 11-105-97 (ч.1).
1.5. Разбивка и планово-высотная инструментальная привязка геологических выработок выполнены в соответствии с требованиями СП 11-104-97 топографом топогеодезической партии Ербулаткиным В.И. Каталог координат выработок (прил.9.3) приложен ко всем экземплярам отчета, а оригинал хранится в архиве института "ЧувашГИИЗ".
Инженерно-геологические изыскания произведены в соответствии с требованиями действующих нормативных документов: СП 11-105-97 (ч.I, II) и СНиП 11-02-96.
Камеральная обработка полевых и лабораторных исследований, а также материалов прошлых лет осуществлены геологами Козловой Г.П., Мартьяновой СП. и Никиной Р.В. при участии и под руководством Петрова Н.Ф. в соответствии с СТП 2.8-03 и ГОСТ 21.302-96. Отчет составлен Петровым Н.Ф.
1. Объектом изысканий был волжский косогор и прилегающий к нему край плато между оврагами № 5 (Новоселъский) и № 10 (Чернышевский) на протяжении 1350 м. Общая площадь изысканий около 40 га, в том числе 10 га, край плато, по II категории сложности, а остальная площадь, 30 га косогора, поIII категории сложности.
2. Работы выполнены с целью определения границы застройки МKP"Волжский - 3" со стороны волжского косогора высотой 45-62 м и крутизной до42 и более градусов в пределах стенок срывов действующих оползней. Абсолютные отметки края плато 125 - 132 м, а техногенного базиса эрозии - контрбанкета - 71-72 м. Задача решалась путем анализа основных факторов, определяющих устойчивость склонов, компонентов геологической среды - литологических и грунтовых, структурно-тектонических и гидрогеологических, геоморфологических склоновых и техногенных.
3. Береговой геологический разрез выше уровня контрбанкета (70-72 мБС) целиком представлен существенно терригенными породами вятского и северодвинского горизонтов верхнетатарского подъяруса, в составе которых выделено семь слоев (сверху): 1) пески с прослоями песчаников и глин, мощность до 20 м; 2) глины с прослоями алевритов и песков, мощность около 10 м; 3) известняки с прослоями мергелей и мергелистых глин, мощность до 8,0 м в том числе известняков до 3-4 м. Эти три слоя слагают верхнюю часть склонов и кним приурочен верхний ряд оползней второго порядка. Они известны под названием пачки "3" (пески) и пачки "Ж" (известняки и глины). Нижележащие четыре слоя, представленные глинами (5-ый и 7-мой слои) и песками (слои 4-ый и6 ой), слагают нижнюю часть склона.
4. Слои залегают в основном субгоризонтально. Участок расположен в пределах западного крыла пологой куполовидной структуры с ядром в устьевой части оврага №10. Этим объясняется значительно большая обводнённость западного подучастка у оврагов 5 и 6.
5. Геоморфологическое строение характеризуется сочленением трёх древних морфоскульптур - водораздельного плато, коренного оползневого косогора р.Волги и 9-го, оврага. В пределах косогора выделено четыре оползневые системы, состоящие из множества оползней различного возраста, размеров и состояния. Оползни на левом борту 9-го оврага образуют 5-ую систему. Плато влияет на развитие опасных процессов на склонах поверхностными стоками. Сделана попытка восстановить последовательность развития оползневых и эрозионных процессов на склонах и выявленные закономерности использовать в прогнозировании оползневых процессов.
6. В геологической среде массива выделено два водоносных комплекса -отложений татарского яруса и оползневых накоплений. Первый комплекс представлен тремя водоносными горизонтами с различным режимом и ролью в устойчивости склонов. Наибольшую роль играет и будет играть в будущем 1-ы от поверхности почти постоянный водоносный горизонт, с которым связаны основные родники и заболачивания оползневых террас. По химическому составу воды пресные гидрокарбонатные кальциевые практически не агрессивные к бетонам. По распределению подземных вод в разрезе и их режиму выделяются три зоны (сверху):1) зона аэрации (без горизонтов подземных вод); 2) зона спорадического водонасыщения с прерывистыми линзовидными безнапорными ВГ (в средней части склона); 3) зона полного водонасыщения, находящаяся в гидравлической связи с водохранилищем. Каждая из этих зон играет свою роль в процессах оползнеобразования.
7. Опасные инженерно-геологические процессы представлены пятью-шестью современными оползнями, тремя- четырьмя активными оврагами, множеством промоин, родниками и зонами высачивания подземных вод (более десятка). На оголённых крутых склонах имеются осыпи, признаки солифлюкции.Все они показаны на карте процессов и учтены при прогнозировании устойчивости склонов. Так, овраги разделены на четыре группы, а оползни - на образования 1-го, 2-го, 3-го и 4-го порядков. Их классификации по признакам строения препятствуют значительная денудированность, старость, плохая сохранность структурных признаков. Описаны геометрические параметры склонов иоползней.
8. Основными инженерно-геологическими разновидностями пород массива являются глины с прослоями алевритов, алевриты и пылеватые пески. Карбонатные породы распространены ограниченно, но их присутствие или отсутствие в разрезе склона существенно влияет на его устойчивость. Нормативные и расчётные характеристики перечисленных пород приведены в таблице 7.1
Таблица 7.1
игэ |
Наименование ИГЭ. |
|
Нормативные характеристики |
|
Расчетные характеристики при а = 0.85/0.95 |
||||
|
|
р, г/см3 |
С, кПа |
ф, град |
Е, МПа |
р, г/см3 |
С, кПа |
ф, град |
Е, МПа |
1 |
Глины (P2t) |
1.92 |
47 |
26 |
18 |
1.90 1.88 |
41 37 |
25 24 |
18 |
2 |
Пески пылеватые (P2t) |
1.66 |
5 |
33 |
22 |
1.64 1.63 |
4 3 |
32 32 |
|
3 |
Алевриты (P:t) |
1.85 |
19 |
29 |
22 |
1.82 1.79 |
16 13 |
28 27 |
22 |
Кроме этих данных на стр. 34 отчёта приведены данные сдвиговых параметров грунтов, полученные по схеме тройного сдвига, а на стр. 54 - расчётные параметры, полученные обратными расчётами моделей, имитирующих реальные оползневые процессы.
Анализ факторов устойчивости с целью типизации волжского косогора показал, что выделенные по геоморфологическим признакам участки и подучастки, соответствующие площадям развития оползневых систем и их компонентов - конкретных оползней, и являтся таксонами районирования и типизации одновременно. Участки (оползневые системы) относятся к таксонам районирования, а их части (конкретные оползни и их элементы - стенки срывов, террасы и др. с буквенно-цифровыми символами) - к таксонам типизации. Выделенные таксоны показаны на картах.
9. Процедура определения границы застройки свелась к последовательному выполнению следующего ряда действий.
10.1. Путем полевого картирования современных и давних оползней, изучения их строения и механизма развития составлены по методике автора оптимальные расчетные модели, соответствующие механизмам современных и прогнозных оползней. Эти модели показаны на семи разрезах I-I - VII-VII.
10.2. Сами инженерно-геологические разрезы построены для всех оползневых систем, выявленных на волжском косогоре между оврагами № 5(Новосельский) и № 10 (Чернышевский) путём тщательного анализа материалов изысканий прошлых лет (более тысячи погонных метров механического бурения).
10.3. Расчеты проводились по расчетным параметрам грунтов, полученным путем обратных расчетов реальных оползней и межоползневых гребней -фрагментов первичного склона. Всего выполнено более 50 расчетов на 32 моделях.
11. В пределах выделенных границ можно рекомендовать следующие запретительные и профилактические мероприятия:
11.1. В полосе между бровкой склона и границей а) строительство не рекомендуется;
11.2. Полоса между границами а) и б) можно занимать набережной, пешеходными дорожками, мелкими объектами , необходимыми в зоне отдыха и не создающими опасных нагрузок (по расчетам);
11.3. Полоса между границами б) и в) может быть рекомендована подсооружения III уровня ответственности при обеспечении надежного водоотвода и исключения подъема УПВ.
11.4. Пространство южнее границы в) в сторону парка, гаражей и к проспекту М.Горького рекомендуется под гражданское строительство - здания и сооружения II и I уровней ответственности.
11.5. В пределах перечисленных выше полос 11.1, 11.2, 11.3 не должны размещаться водонесущие коммуникации, а при их крайней необходимости в полосе 11.3 их следует прокладывать в ж/б лотках с сопутствующим дренажом.
11.6. Временные поверхностные воды должны быть перехвачены ливневой канализацией со сбросом в овраг № 9. Исключить попадания дождевых и талых вод на Волжский косогор по естественно сложившимся ложбинам стока и оврагам.
12. Необходимым условием рационального градостроительства следует считать вовлечение Волжского ныне заброшенного косогора и песчаного контрбанкета в единую ландшафтно-архитектурную городскую систему, связав верхний жилой массив и верхнюю будущую набережную с нижним ярусом -поверхностями контрбанкета и самого склона. Автор готов разработать рекомендации и по этим вопросам.
13. По степени морозной пучинистости в пределах плато глинистые грунты в зоне сезонного промерзания являются непучинистыми (Ii < 0.250) согласно ГОСТ 25100-95 (п.2.29, табл.Б.27). Оползневые накопления в пределах склона могут быть пучинистыми.
14. Нормативная глубина промерзания глинистых грунтов для района изысканий составляет 1.6 м, согласно СНиП 2.02.01-83*, по расчетам с использованием данных СНиП 23-01-99, табл.3.
15. Сейсмичность района изысканий оценивается в 6 баллов, согласноСНиПИ-7-81* и карте АОСР-97.
16. Полнота настоящих изысканий соответствует инженерно-геологическим условиям площадки и требованиям нормативных документов.
Горный инженер-геолог, к.г.-м.н
Н.Ф. Петров
19.02.2005
Каталог геологических выработок, пройденных институтом "Типрокоммунстрой" (г.Москва)
№№ n/n |
Наименование и номер выработки |
Абс. отм |
Глубина |
Дата проходки |
Лист № |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
СКВ. 6 |
90.0 |
26.8 |
20.04.71г. |
- |
2 |
скв. 7 |
71.90 |
19.98 |
18.05.71г. |
_ |
3 |
скв. 12 |
85.40 |
27.6 |
8.06.70г |
1 |
4 |
скв. 12а |
84.72 |
11.60 |
29.05.72г. |
2 |
5 |
скв. 12° |
88.78 |
72 |
02.06.71г. |
3 |
6 |
скв. 14а |
132.40 |
70.0 |
14.07.70г |
- |
7 |
скв. 30 |
124.47 |
71 |
22.10 72г. |
4 |
8 |
скв 38 |
125.40 |
70 |
19.02 71г. |
5 |
9 |
скв. 39 |
105.00 |
50 |
22.02 71г. |
6 |
10 |
скв. 40 |
101.90 |
31.2 |
1971 г. |
- |
11 |
скв. 41 |
119.0 |
57.60 |
28.04.71г. |
7 |
12 |
скв. 43 |
74.10 |
21.30 |
11.07.71г. |
8 |
13 |
скв. 45 |
57.30 |
13.3 |
21.06.71г. |
3 |
14 |
скв. 47 |
54.00 |
10.0 |
1971г. |
- |
15 |
скв. 51 |
113.80 |
30.35 |
1971г. |
- |
16 |
скв. 017 |
53.30 |
4.05 |
15.03.78г. |
- |
17 |
скв. 017а |
53.27 |
6.3 |
15.03 78г. |
- |
18 |
скв. 020 |
129.90 |
33.0 |
20.04.78г. |
9 |
19 |
скв. 024 |
105.75 |
35 |
19 05 78г. |
10 |
20 |
скв. 065 |
92.50 |
35.5 |
24 05 78г. |
11 |
21 |
скв. 071 |
79.34 |
41 |
18.04.78г. |
12 |
22 |
скв. 072 |
79.99 |
|
18.04.78г. |
12 |
23 |
скв. 073 |
81.62 |
4.3 |
19.04.78г. |
12 |
24 |
скв. 074 |
86.99 |
3.7 |
1978г. |
- |
25 |
скв. 082 |
61.23 |
9.4 |
1978г. |
12 |
26 |
расчистка Р-014 |
82.46 |
23.8 |
1978г. |
13 |
27 |
расчистка Р-017 |
105.72 |
22.5 |
1978г. |
13 |
28 |
скв. 404 |
106.62 |
10 |
19.06.81г. |
14 |
29 |
скв. 405 |
105.02 |
8.0 |
19.06.81г |
14 |
30 |
скв. 406 |
103.90 |
8.0 |
19.06.81г |
14 |
31 |
скв. 407 |
130.68 |
40.0 |
14.05 81г. |
15 |
32 |
скв. 408 |
104.85 |
8.0 |
20.06.81г. |
14 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
33 |
скв. 409 |
103.00 |
8.0 |
1981г. |
14 |
34 |
скв. 410 |
106.0 |
8.0 |
13.07.81г. |
14 |
35 |
скв. 411 |
131.80 |
40.0 |
15.05.81г. |
16 |
36 |
скв. 411а |
132.20 |
40.0 |
25.06.81г. |
16 |
37 |
скв. 413 |
110.21 |
8.0 |
20.06.81г. |
14 |
38 |
скв. 414 |
108.87 |
8.0 |
20.06.81г. |
16 |
39 |
скв. 415 |
111.64 |
8.0 |
20.06.81г. |
16 |
40 |
скв. 416 |
132.61 |
30 |
15.05.81г. |
17 |
41 |
скв. 417 |
113.31 |
10 |
20.06.81г. |
17 |
42 |
скв. 418 |
105.38 |
15 |
25.06.81г. |
17 |
43 |
скв. 419 |
103.84 |
15 |
25.06.81г. |
17 |
44 |
скв. 420 |
103.91 |
15.0 |
25.06.81г. |
17 |
45 |
скв. 421 |
100.42 |
15.0 |
26.06.81г. |
16 |
Скважина, пройденная Чувашской ГРЭ (п.Кугеси) |
|||||
46 |
скв.1 |
128.0 |
68.5 |
17.09.04г. |
- |
Каталог составила геолог
Р.В.Никина