Типизация инженерно-геологических условий городских территорий для их строительного освоения и обоснования схем инженерной защиты

Аствацатурова, Карине Аракеловна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Типизация инженерно-геологических условий городских территорий для их строительного освоения и обоснования схем инженерной защиты
ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Типизация инженерно-геологических условий городских территорий для их строительного освоения и обоснования схем инженерной защиты"

цу -з 1713

/^Лг.....^ -О 'У

На правах рукописи

Аствацатурова Карине Аракеловна

ТИПИЗАЦИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ ДЛЯ ИХ СТРОИТЕЛЬНОГО ОСВОЕНИЯ И ОБОСНОВАНИЯ СХЕМ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ (на примере г. Калуги)

Специальность 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

МОСКВА, 2009 г.

Работа выполнена в отделе инженерно-геологических изысканий и геоэкологических исследований открытого акционерного общества «Технические инженерно-строительные изыскания» (ОАО «КалугаТИСИЗ»).

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

профессор

Николай Логвинович Шешеня

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

профессор

Виктор Викторович Дмитриев кандидат технических наук профессор

Игорь Владиславович Дудлер

Ведущая организация: ГП МО «Мособлгеотрест»

| Защита диссертации состоится « $/5 » _2009 г.

6 в часов мин, на заседании диссертационного совета ДМ 212.121.01 [ при РГГРУ по адресу: 117997, г Москва, ГСГТ-7, ул. Миклухо-Маклая, д.23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГГРУ.

Автореферат разослан «24» апреля 2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 117997, г. Москва, ГСП-7, ул.Миклухо-Маклая, д. 23 Российский государственный геологоразведочный университет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.121.01.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Капитальное строительство обеспечивает непрерывный рост основных производственных и непроизводственных фондов, составляющих важную часть национального богатства страны. Возрастающие объемы строительства всех форм собственности предопределяют дальнейшее увеличение инженерных проектно-изыскательских работ. Достаточно отметить, что только в Калуге за 2006 г. введено 37,3 тыс.м.г жилья (19,7 %) от общего ввода по области. В 2007 г. цифра возросла до 53,1тыс.м2. Строительными организациями области в 2004 - 2006г.г. выполнено работ на сумму свыше 5 млрд. рублей, аобъем работпо проектированию и инженерным изысканиям для строительства составил за 2004 г. 150 млн. рублей, 2005 г - 180 млн. рублей, за 2006 г - 250 млн. рублей.

Наблюдения на протяжении длительного времени показывают, что и результате строительства и эксплуатации зданий и сооружений в пределах территории города происходит активизация существующих и образование новых инженерно-геологических процессов, сопровождаемых аварийными разрушениями. Это вызывает постоянное увеличение экономических и социально-экологических ущербов. Для сведения к минимуму указанных ущербов необходима своевременная разработка научно обоснованных градостроительных и архитектурно -планировочных решений, в которых бы учитывались результаты проектных проработок инженерной защиты территории от опасных проявлений инженерно-геологических процессов. Техногенные воздействия зданий и сооружений города на геологическую среду вызывают изменения ее компонентов, проявляющиеся в развитии и активизации таких инженерно-геологических процессов, как подтопление, просадки, овражная эрозия, оползневые и карстово-суффозионные, загрязнение поверхностных и подземных вод и другие.

Основными причинами экономического и социально-экологического ущербов городскому хозяйству от названных процессов являются ведомственная несогласованность, неполнота информационного обеспечения инженерно-геологическими и гидрогеологическими материалами проектов строительства, не смотря на огромные объемы информации по инженерным изысканиям, выполненных ранее. Отсюда назрела актуальнейшая задача обобщения имеющегося материала изысканий с целью разработки типизации инженерно-геологических условий городской территории. Наличие такой типизации позволит рационально вссти дальнейшее строительное освоение городских территорий, разработать надежные схемы инженерной защиты от проявлений опасных инженерно-геологических процессов. Кроме того, решение проблемы типизации инженерно-геологических условий городских территорий позволит уменьшить сроки выполнения инженерно-геологических изысканий с большим экономическим эффектом.

Цель работы. Целью работы является разработка основ инженерно-геологической типизации городских территорий с обоснованием схем инженерной защиты применительно к намечаемому их строительному освоению на примере города Калуги.

Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели в процессе выполнения работы решались такие основные задачи:

анализ отечественного и зарубежного опыта (по литературным и фондовым источникам) типизации инженерно-геологических условий в целом или по отдельным компонентам природно-техногенной среды;

сбор имеющихся территориальных геологических, гидрологических, гидрогеологических, экологических сведений, результатов инженерных изысканий за последние 40 лет, их оцифровка и составление банка данных на электронных носителях;

установление основных факторов природной среды и закономерностей развития инженерно-геологических процессов, ущербных для городских территорий и населения;

выбор признаков инженерно-геологической типизации городскихтерриторий; составление серии промежуточных карт для территории города, необходимых для разработки легенды и построения карты инженерно-геологической типизации;

научно-обоснованный выбор мероприятий защиты от опасных (ущербных) проявлений процессов в пределах каждого выделенного инженерно-геологического типа территории города;

оценка строительного риска освоения территорий каждого инженерно-геологического типа;

проверка эффективности выбранных мероприятий инженерной защиты. Научная новизна и практическая значимость работы заключается втом, что впервые: выполнен анализ результатов более чем 40-летних инженерных изысканий в пределах г. Калуги, их оцифровка и составление банка данных на электронных носителях;

установлены особенности компонентов геологической среды, необходимые и достаточные для разработки инженерно-геологической типизации городских территорий применительно к условиям их строительного освоения и инженерной зашиты;

составлены серии промежуточных специализированных карт техногенной нагрузки и распространения опасных природно-техногенных процессов отдельных микрорайонов города масштаба 1:2000 и карта инженерно-геологической типизации территории города масштаба 1:10000;

разработаны методические приемы анализа и оценки геологического, экономического и социально-экологического риска строительного освоения территорий различных инженерно-геологических типов;

выделены и охарактеризованы инженерно-геологические типы территории города с оценкой их строительного освоения и предложены эффективные комплексные мероприятия инженерной защиты территории с целью сведения к минимуму рисков ущербных проявлений опасных инженерно-геологических процессов.

Результаты проведенных исследований использованы в конкретных рекомендациях в отчетных материалах инженерных изысканий для строительства зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения. Полученные результаты явились обоснованием при разработке «Схемы инженерной защиты города от опасных геологических процессов масштаба 1:10000» (1999-2001 г.г.) и разработок проектной документации для отдельных участков застрой ки в пределах определенных инженерно-геологических типов территории в последующие годы в

масштабе 1:2000. Строительное освоение данных территорий после 2001г выполняется в соответствии с рекомендуемыми мероприятиями инженерной защиты (опережающими или сопутствующими). В процессе проведения мониторинга за изменением геологической среды доказана эффективность их применения.

Разработанные основы типизации инженерно-геологических условий городских территорий могут быть применены при составлении нового генерального плана развития г. Калуги, а также для других городских территорий страны.

Защищаемые положения.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Для обоснования инженерно-геологических типов территории г.Калуги, обеспечивающих разработку комплексных систем инженерной защиты необходимы и достаточны 5 групп признаков, отражающих геоморфологические, геологические, гидрогеологические, гидрологические условия территории и ее пораженность инженерно-геологическими процессами.

2. Инженерно-геологические условия территории г. Калуги объединяются в 4 инженерно-геологических типа, включающих 26 участков, в пределах которых с различной степенью интенсивности и в разных парагенетических комбинациях проявляются опасные инженерно-геологические процессы

3. Предложенная система инженерной защиты от ущербных проявлений опасных инженерно-геологических процессов, отвечающая инженерно-геологическим типам г. Калуги, позволяет сократить их негативное влияние на 80-90%.

Личный вклад автора, фактический материал.

Настоящая работа основана на анализе материалов инженерных изысканий в г. Калуге за периоде 1946-2008гг, выполненный автором, которая более 20 лет работает в ОАО «КалугаТИСИЗ» («Технические инженерно-строительные изыскания»), а в последние 10 лет - главным геологом, заместителем генерального директора. Соискатель принимала активное участие в разработке методических основ типизации инженерно-геологических условий городских территорий; в выборе признаков этой типизации; в построении детальных инженерно-геологических карт типизации масштабов 1:10000 и 1:2000 для отдельных участков застройки и проектов реконструкции зданий и сооружений, в проведении мониторинга геологической среды и объектов строительства с целью подтверждения эффективности предложенных защитных мероприятий.

Публикации и внедрение. Основное содержание диссертации докладывалось на: всесоюзной конференции молодых ученых в ОАО «ПНИИИС» в 2004 г,; межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и задачи инженерно-строительных изысканий (май 2005 г., г.Пермь); международной научной конференции «Проблемы водных ресурсов, геотермии и геоэкологии», посвященной 100-летию со дня рождения академика Г. В. Богомолова (1-3 июня 2005г, Минск); Сергеевских чтениях «Инженерно-экологические изыскания в строительстве: теоретические основы, методика, методы и практика» (Москва, 23-24 марта2006г.); Сергеевских чтениях «Мониторинг геологи-ческих, литотехнических и эколого-геологических систем»» (Москва, 24-25 мая 2007 г.); VIII международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (Москва, 10-13 апреля, 2007 г.); международном конгрессе: «Вода: технология и оборудование» (Москва, 03.06-08.062008 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в 11 работах и изложено в более 50 технических отчетах по инженерным изысканиям для строительных объектов в г. Калуге.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций общим объемом 151 страница, втомчисле 17рисунков, 18 таблиц, графических приложений на 12 листах. Список литературы насчитывает 181 наименование на 12 страницах.

Диссертация выполнена в отделе инженерно-геологических изысканий и геоэкологических исследований открытого акционерного общества «Технические инженерно-строительные изыскания» (ОАО «КалугаТИСИЗ») под руководством доктора геолого-минералогических наук Шешени Н. Л., которому автор выражает глубокую благодарность. Автор выражает признательность всем сотрудникам ОАО «КалугаТИСИЗ», Администрации города, ГУЧС по Калужской области, родственным организациям за внимание, поддержку и ценные советы при подготовке диссертационной работы. За ценные советы в процессе написания работы и ее обсуждения на конференциях в МГУ имени М. В. Ломоносова и в РГГРУ имени С.Орджоникидзе автор благодарит профессоров, докторов геолого-минералогических наук Трофимова В. Т., Королева Вл. А., Вознесенского Е. А., Пашкина Е. М., Пендина В. В., Дмитриева В.В., Экзарьяна В. Н.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава первая. Методологические основы инженерно-геологической типизации городских территорий

В первом разделе главы «Понятия и определения, состояние проблемы инженерно-геологической типизации» анализируется общая понятийная база определения эмпирических и теоретических типизаций, сравнительно-геологического анализа (в терминологии И. В. Попова), уточненного количественными показателями в методе подобия (в терминологии Л. Б. Розовского). Теория типизации основана на использовании системного анализа и предполагает: построение идеализированной модели объекта (математической, физической, гидрохимической и т.д.); обобщенное выражение факторов развития объекта и факторов его природно-техногенного изменения; фиксацию принципов таксономического описания объектов (например, принципов вероятностного геологического подобия в инженерной геологии (в терминологии Н. Л. Шешени). Общим понятийным вопросам посвящены работы Д. Л. Арманда, Е. С. Сергеева, М. В. Чуринова и др., И. С. Комарова, Г К. Бондарика, В. Т. Трофимова, С. Б. Ершовой, Г А. Сулакшиной, Л. В. Бахиревой, В. Ю. Котова, Г. А. ГолодковскоЙ, М.Б. Куринова, Г.Л. КоффаиЕ.Н. Коломенского Н.Л., Л. А. Рождественской, Н. В. Крепша, Е. М. Пашкина и других. В понимании В. Т.Трофимова, «типизация —это целенаправленная и обоснованная схематизация знаний об инженерно-геологических особенностях данного объекта, сведение многообразия инженерно-геологических обстановок, грунтов и т. д. к определенному числу типов». В настоящее время в инженерной геологии одновременно можно встретить термины: «тип геологической среды» или «тип инженерно-геологических условий», «типизация геологической среды», «инженерно-геологическая типизация», «типизация инженерно-геологических условий (обстановок)», «инженерно-геологическая типизация территории (местности)», «инженерно-геологическая типизация

поверхности земного шара (Земли)». Инженерно-геологическая типизация городских территорий в инженерной геологии еще не получила своего научного и методологического развития и применения. В отличие от инженерно-геологической типизации территорий, общепризнанным фактом можно считать методически достаточно хорошо решенными вопросы типологического районирования территорий. Автор под типизацией инженерно-геологических условий городских территорий понимает научно обоснованное сведение многообразия инженерно-геологических условий к небольшому числу их с целью пространственно-временного прогноза изменений данных условий и экономически оправданного выбора соответствующего комплекса мероприятий инженерной защиты (подготовки) применительно к намечаемым видам строительного освоения. Теоретическим обоснованием типизации является сравнительно-геологический анализ. При этом обобщение не означает усложнения. Производится отбор признаков (факторов), влияющих на безаварийную эксплуатацию зданий и сооружений, которые эмпирически устанавливаются для территорий каждого города. Разделение факторов на главные и второстепенные, характеризующих инженерно-геологические условия города и его функциональные виды хозяйственного освоения, можно осуществлять по результатам исследований многофакторных линейных уравнений или различных дисперсионных моделей.

Во втором разделе главы «Принципы типизации инженерно-геологических условий городских территорий» рассматриваются основные разработки авторов по данной проблеме. Так, например, В. Т. Трофимов при осуществлении типизации инженерно-геологических условий территорий предлагает выполнять следующий рад последовательных операций: определение границы территории (объекта); изучение объекта; выбор классификационных признаков типизации; оценка меры их неразличимости, т.е. шагаделения признаковтилизации; размещение признаков типизации по степени их значимости; разделение рассматриваемой территории (объекта) по принятым признакам; построение итоговой схемы типизации инженерно-геологической обстановки территории. Подобный подход имеется в работах С. Б. Ершовой, Г. А. Сулакщиной и ряда других ученых. Общим для них является то, что принципами выделения инженерно-геологических типов местности являются факторы инженерно-геологических условий рассматриваемой территории. При этом на ранних стадиях изысканий учитываются региональные геологические (эндогенные по природе) и зональные геологические (экзогенные по природе) факторы. По нашему мнению, наиболее важными и существенными признаками (факторами) типизации инженерно-геологических условий городских территорий для безаварийной эксплуатации зданий и сооружений являются те из них, которые характеризуют: сложившиеся на период застройки природно-техногенные инженерно-геологические условия; вероятность (риск) изменения указанных условий, то есть ущербных проявлений опасных инженерно-геологических процессов (характерных для территории), их активизации или новообразования. Отобранные таким образом факторы используются в качестве признаков для прогнозов вероятных изменений инженерно-геологических условий территории каждого инженерно-геологического типа под воздействием строительных объектов и иной хозяйственной деятельности человека. В связи с изложенным, в пределах территории г. Калуги автор выделяет такие инженерно-геологические типы: весьма

неблагоприятные для строительного освоения (I тип), неблагоприятные для строительного освоения (II тип), потенциально неблагоприятные (III тип) и относительно благоприятные (IVтип).

Третий раздел главы «Модели оценок риска строительного освоения инженерно-геологических типов городских территорий» посвящен анализу современных представлений ученых о моделях оценок геологических, социально-экологических, экономических рисков. В настоящее время не имеется однозначного понимания терминов «опасность», «риск», «уязвимость». Многие исследователи считают эти понятия синонимами, а их показатели оцениваются приближенно, на качественном или экспертном уровне. Количественная оценка риска впервые была предложена в конце 60-х - начале 70-х годов прошлого века X. Бахмэном и А.Е. Шейдеггером. Теоретические и методологические вопросы оценок опасности и риска в 1993 г. наиболее полно рассмотрены в работах A. J1. Рагозина. Определения термина «риск» и «уязвимость» и управление ими можно также найти в работах Г. А. Моткина, Е. С. Дзекцера, В. А. Пырченко, Коффа Г. JI., Рюмина Е. В., Назарова О. В., Баранникова В. Г., Карагодиной М. В., Куранова Н. П., Аминтаева Г. Ш., Чесноковой И. В.. Медведева О. П., Зиангирова Р.С., Быкова А. А., Абасова Н. В., Шеко А. И., Мельчакова А. П., Осипова В. И., Баталова Т. В., Шныпаркова А. Л., Тихвинского И. О., Харченко С.Г. и других. Риск сочетает в себе вероятность неблагоприятного события и объем этого события (потери, ущербы, убытки). Он отражает меру опасности ситуаций, в которых имеются потенциальные факторы, способные неблагоприятно воздействовать на природу, человека, общество. Риск вне объектов и вне человека не существует. Общая методология, методические приемы анализа и оценки риска применительно к исследуемой территории в настоящее время находятся в стадии разработки.

Глава вторая. Особенности инженерно-геологических и инженерно-экологических условий территории г. Калуги

В первом разделе главы «Природные условия» дается характеристика климатических особенностей, по втором -гидрологических, в третьем - геоморфологических, в четвертом - стратиграфических, в пятом - гидрогеологических и в шестом —особенности формирования, распространения и активизации инженерно-геологических процессов.

Климатические особенности города обусловлены воздействием воздушных масс Атлантики, Арктического бассейна и Европы. Наибольший ущерб хозяйственной деятельности в пределах территории города из климатических условий приносят ливневые дожди, засуха, градобитие, заморозки, весеннее половодье. Они вызывают осложнение вдеятельности отраслей экономики, транспорта, сельского хозяйства и причиняют значительный материальный ущерб.

Гидрологические особенности города предопределяются режимом уровней воды в системе рек Ока — Ячейка — Киевка — Терепец — Калужка. Этот режим характеризуется четко выраженным высоким весенним половодьем, низкой летней меженью, прерываемой дождевыми паводками и устойчивой продолжительной зимней меженью. Годовая амплитуда уровня р. Ока у города изменяется от 5,03 м до 17,64м. Повторяемость половодья в среднем равна 1 раз в 3 года. Зоны затоплений достигают площади 0,26 км2.

Геоморфологические условия рассматриваемой территории характеризуются

следующими основными элементами рельефа: плиоцен-нижнечетвертичными водораздельными равнинами с абс. отм. их поверхности 190,0-214,4 м; моренными нижнечетвертичными равнинами перекшинского и среднечетвертичными московского оледенений; водно-ледниковыми нижнечетвертичными и среднечетвертичными равнинами времени отступания, соответственно, перекшинского и московского оледенений, а также среднечетвертичными озерно-ледниковыми равнинами. Отметки их поверхностей изменяются в пределах 170190 м; эрозионными и эрозионно-аккумулятивными речными склонами шести этапов вреза речной (и овражной) сети в четвертичный период. Начиная с отм. 170 - 195 м и до современного уреза р. Оки (порядка 115,6 м), отличительной особенностью речных склонов является значительная высота (до 40 м) и крутизна (30-45°) ихотдельныхучастков, включая притоки рек. Склоны рек имеют выпуклые, ступенчато-выпуклые, ступенчато-во гнуто-выпуклые (вогнутость вверху, выпуклость внизу), ступенчато-выпукло-вогнутые (вогнутость внизу) профили, опирающиеся на поверхности I и II надпойменных террас или на широкие, часто заболоченные, поймы. Отмеченные виды профилей эрозионных форм свидетельствую!' о том, что их склоны находятся или в состоянии динамического равновесия (при высоте до < 7 м и крутизне < 8"), или в неустойчивом состоянии (при высоте > 7 м и крутизне > 8").

Стратиграфические особенности территории определяются сложно построенной толщей поверхностных отложений, находящихся в сфере хозяйственной деятельности человека. Среди них обособляются такие геолого-генетические комплексы четвертичных отложений и пород формаций: аллювиальные, часто перекрытые с поверхности техногенными образованиями; пролювиальные с техногенными образованиями; водно-ледниковые и моренные нижнесреднечетвертичные; среднечетвертичные озерно-ледниковые; нижнекаменноугольные формации. Следует отметить, что песчано-супесчаные разности грунтов всех четвертичных геолого-генетических комплексов, начиная с градиента потока грунтовых вод >. 0,01 и скорости потока >1,0 м/сутки, характеризуются суффозионной неустойчивостью с развитием процессов выноса мелких и пылеватых частиц на участках разгрузки грунтовых вод в эрозионные формы рельефа (или в строительные выемки, на участках водозаборов). Такие градиенты на склонах возникают в периоды водообильных дождей или сбросов техногенных поверхностных вод, аварийных утечек воды из водонесущих коммуникаций и т.п. Следствием этого процесса в данных грунтах в ряде случаев имеет место формирование зон разуплотнения и, как результат, дополнительные осадки фунтов в основании зданий. В пределах техногенно подтопленных участков процессы суффозии затухают, резко активизируясь при техногенном повышении скорости потока при >1,0 м/сутки. Моренные суглинки в условиях техногенного обводнения и изменения влажностного режима способны к снижению своих несущих свойств более чем в 2 раза, приобретая значения (прогнозные величины): суглинки - Е =7 МПа, С=0,006 МПа, ф=12°; супеси и пески в данных условиях из устойчивого твердого состояния способны перейти в неустойчивое текучее с выпором их из под фундаментов строительных объектов. В моренных суглинках при взаимодействии с поверхностными водами и повышении их естественной влажности на 10-20% формируются зоны низких значений показателей сдвига (угол

внутреннего трения - <р=8°, сцепление - С=0,006 МПа), которые являются наиболее вероятными поверхностями смешения пакетов и слоев (оползни блокового типа) грунтов; супеси твердой консистенции при дополнительном увеличении их естественной влажности всего на 4-6% приобретают текучую консистенцию, способны вытекать из под фундаментов зданий, со склонов и откосов с образованием оползней вязко-пластического течения при углах внутреннего трения ф =4-6°, сцеплении - С=0,002МПа. Нижнекаменноугольные глинистые разности грунтов, развитых вне зон техногенного подтопления, в условиях дополнительного обводнения способны к развитию деформаций незатухающей ползучести с давлениями набухания до 0,16 МПа и формированием оползней выдавливания в откосах строительных выемок крутизной > 6" при показателях сдвига; <р=6\ С=0,001 МПа; сыпучие, слюдистые разнозернистые пески являются суффозионно-неустойчивыми, легко размываются поверхностными водами с образованием на склонах, откосах строительных выемок, бортах оврагов высотой > 7 м и крутизной > 14° оползней течения.

Пределы изменений показателей основных свойств указанных грунтов представлены в таблице № 1.

Гидрогеологические особенности определяются наличием в активной зоне строительного и иного хозяйственного освоения территории г. Калуги (до глубины 20м) двух горизонтов подземных вод. Они характеризуются пространственно-временной неоднородностью и изменчивостью содержания в них сульфатных, хлористых и железистых соединений. Эта особенность требует устройства, при необходимости, дренажных сооружений, работающих по типу обратного фильтра. В противном случае вокруг однослойных простых дренажей образуются зоны кольматации не столько за счет выноса мелких и пылеватых частиц, сколько за счет формирования геля при выпадении в осадок железистых, сульфатных или карбонатных соединений. Такие зоны способствуют образованию в массивах фунтов «водяных мешков» с эпизодическими прорывами грязевых потоков на склонах, боргах оврагов и откосах строительных выемок крутизной > 2"даже при движении легковых автомашин. Установленные в процессе инженерных изысканий на многих объектах пределы колебания в воде железистых соединений равны 36-21 ООО мг/л, сульфатных и карбонатных - от долей до нескольких сотен мг/л; отмечено превышение ПДК по марганцу и железу в 50 и 40 раз соответственно, по кадмию - в 5 раз, по сере — в 75 раз, по биогенному элементу фосфора - в 7 раз. Однако грунтовые воды являются слабо агрессивными к бетонам нормальной плотности и агрессивными к железобетонным конструкциям строительных объектов. Для города характерно формирование загрязненных подземных вод с рН=5,0-7,8, ЕЬ = +0,6-г -0,5В, минерализацией 0,220 г/л, относящихся к следующим химическим типам: НС03 - Са(Л^); НСО, - ЯО, - Са(Ми); Б04 - НС03 - Са(1У^); Б04 - НСО, - Са - N3; 80,, - Са; Б04 - Са - №; 50„ - С1 - Са; БО^ - С1 - N8; С1 - 504 - Са; Б04 - Ыа; С1 - №. Непродуманная строительная деятельность человека без должной инженерной подготовки осваиваемой территории вызвала интенсивное ее подтопление. Здесь обособляются техногенно подтопленные (и/или заболоченные) участки, когда установленная (или прогнозная) глубина залегания подземных вод имеет пределы колебания от 0,0 до 3,0м; потенциально подтопляемые - с глубиной залегания подземных вод более 3,0 м; не подтопляемые - к ним отнесены участки с отсутствием в пределах активной зоны

Сводная ведомость основных показателей физико-механических и фильтрационных свойств грунтов в пределах г.Калуги

Геологический индекс Грунты геолого-генвгических комплексов Естественная влажность, Плотность грунта, р -т/м3 Коэффициент пористости, е Угол внутреннего трения, с Сцепление, С.КПа Модуль деформации Е, МПа Коэффициент фильтрации, К, м/сутки Прочность на сжатие, Rcjk, МПа

Я» > 8» ■ Эя ■ 2 2 OJB 1 Эщ Аллювиальный: пески' -супеси-суглинки - 0,04 - 0,20 0,10- 0,22 0,10- 0,32 1,70-1,98 1,74-2,00 1,82-2,02 0,27-0,75 0,45-0,85 0,45-0,95 26-37 22-28 18-22 0-1 6-8 6-12 9,00-16,0 до 7 2,0-16,0 0,1-5,0 0,05 - 2,0 0,01

Рв'.Ри'.Р»2 Прояюзиальный: леоси*-супеси -суглинки -глины - 0,10- 0,18 0,11-0,22 0,16- 0,30 0,18- 0,36 1,72-2,10 1,81-2,10 1,86-2,12 1,80-2,10 0,45 - 0,76 0,45-0,85 0,65-1,05 0,65-1,08 18-29 12-28 12-19 7 - 15 0-2 4-9 6-15 21-38 6,0-11,0 7,0-32,0 5-17 7-21 0,1 -4,0 0,09-0,9 0,06-0,4 0,0001

g 1 st-prk, gil ms Нижне- и среднететеерттные водно- ледниковые лески* - супеси - суглинки - глины - 0,04-0,23 0,11-0,22 0,13-0,34 0,14-0,49 1,66-2,18 1,57-2,02 1,86-2,15 1,57-2,13 0,40-0,70 0,56-0,98 0,44-0,85 0,26-1,31 22-44 12-22 5-18 6-19 0-1 2-8 12-19 19-48 8,0-40,0 3,0-16,0 5,0 - 19,0 7,0-32,0 0,14-30,0 0,06-3,5 0,02-0,6 0,0001

Ig II mss Средиетаверпиныйозерно- ледкжшый пеом* - супеси - СуГЛИНКИ - глины - 0,04-0,23 0,11-0,17 0,13-0,34 0,14-0,69 1,72-2,06 1,57-2,02 1,86-2,15 1,57-2,13 0,55 - 0,70 0,56-0,9В 0,44-0,94 0,26- 1,31 22-42 12-22 5-12 8-16 1-4 3-9 15-21 23-47 15-40,0 5,0-16,0 9,0 - 29,0 17,0-35,0 0,14-8,6 0,06-3,5 0,16 0,0001

g 1 prk, gil ms Нижне-, среднечетаертичный ледниковый (марена) пески* - супеси - суггакки • глины - 0,10-0,26 0,16-0,22 0,12-0,24 0,16-0,28 1,65-2,03 1,56-2,06 1,85-2,20 1,90-2,07 0,55-0,75 0,45-0,80 0,40-0,75 0,56-0,95 26-35 21-24 5-24 8-22 0-3 6-13 12-23 31 -66 3-5 12-16 7-16 15-42 3-5 0,018-0,29 0,02-0,65 0,0001

c, Терригенно-карбонатный шжнекгюкпуголышй пески* -супеси - элювий известняков (еС,]-заполкитвль известняки - 0,18-0,24 0,16-0,61 0,16-0,21 0,17-0,84 1,43-2,04 1,50-2,09 1,79-2,50 2,29-2,52 0,60-0,92 0,50-1,95 0,52-0,99 0,40 - 0,903 24-43 4-25 7-38 0-3 0,0007 - 0,1 0,007 - 0,002 11 -30 6-18 6-26 0,14-4,92 40,6-85,5

Примечание: * - пескиотпылеватыхдогравелистых

строительной деятельности до 20 м выдержанных высокодисперсных глин мощностью > 1,0 м. Глубина залегания подземных вод на данных участках более 3,0 м.

Процессы линейной эрозии имеют довольно широкое распространение. Их интенсивность значительно возрастает на участках прорывов приповерхностных водонесущих коммуникаций и залпового сброса аварийных вод на склоны и борта оврагов. При этом скорость развития новых промоин в песчано-супесчаных грунтах, в равной мере, как и скорость отступания бровки оврагов, на вновь застраиваемых участках может достигать 8,0 м/год. Характерным для овражной сети, сформированной к руслу левобережных притоков р.Оки, является преобладание левосторонней асимметрии с более крутыми левобережными склонами (до 55°) и с выпуклым в плане профилем. Некоторые из них полностью прорезают эрозионные склоны реки, внедряясь в равнину на 600 м и более. При этом они имеют довольно крутые борта, ширину (по верху) около 40 м, глубину > 6,0 м. Верховья оврагов часто заболочены, расширены до 70-80 м при глубине около 1,0-1,5 м. Это обстоятельство проявилось в практически повсеместном развитии здесь оползней, хотя они имеют место и на правобережных бортах оврагов.

Суффозионные и карстово-суффозионные процессы вызывают суффозионное разуплотнение песчаных и супесчаных разностей грунтов водно-ледникового, терригенно-карбонатного, аллювиального и пролювиального комплексов.

Оползневые смещения грунтов отмечены и прогнозируются с эрозионных склонов долины р. Ока и ее левобережных притоков (реки Яченка, Терепец, Калужка, Киёвка) и бортов крупных оврагов. Они формируются в нижнесреднечетвертичных водно-ледниковых, озерно-ледниковых песчано-супесчано-глинистых, в нижнекаменноугольных песчано-глинистых и элювиальных отложениях. Деформации незатухающей ползучести развиваться на участках техногенного изменения установившегося природного плотностного -влажностного режима нижнекаменноугольных глин терригенно-карбонатной формации, реже глин озерно-ледникового комплекса. Их усредненные и наиболее типичные параметры составляют: глубина захвата грунтов в смещение - 4,5*7,5 м, ширина по склону - 1 10*250 м., площадь - 7700*5800 м3, объем единовременных смещений — 46200*375000 м3. По механизму смещения среди смещенных и оползнеопасных массивов преобладают оползни вязкопластического течения и блокового типа; незначительная их часть - это оползни сплывы или течения с глубиной захвата пород в пределах зоны сезонного промерзания - протаивания грунтов и объемами единовременных смещений от нескольких сотен куб. м. до первых тысяч куб. м. Следует отметить, что эрозионные склоны левобережных притоков р. Оки практически повсеместно являются оползнеоласньши, имея коэффициент оползневой пораженное™ около 70%.

Особую опасность для безаварийной эксплуатации существующих и проектируемых зданий и инженерных сооружений представляют участки совместного проявления нескольких опасных процессов (из выше охарактеризованных), входящих в единые парагенетические ряды. Так, например, с оползнями связаны формирование и активизация такого ряда парагенетически обусловленных процессов: оползни—> речные запруды—^наводнения, прорывы запрудных озер, водохранилищ с образованием волн перелива—^плоскостная и донная эрозия—^перераспределение поверхностного стока—>заболачивание

территории (со стороны языковыхчастей оползня)образование западин и бугристого рельефа—^-понижение уровня грунтовых вод и уменьшение их запасов (в головных частях оползня)—>увеличение зон аэрации и промерзания грунтов—»усиление морозного пучения—>плывунность грунтов—^развитие процессов суффозии, карста—^разуплотнение рыхлых дисперсных грунтов, трещины усыхания.

Глава третья. 'Шпизацня инженерно-геологических условий территории г. Калуги для целей строительного освоения и обоснования схем инженерной защиты от проявлений опасных процессов

В первом разделе главы «Техногенная нагрузка на геологическую среду территории города» отмечено, что в городе имеется высокоразвитая промышленная индустрия - предприятия ВПК, машиностроительные, приборостроительные, химические и т.д. Всего на территории города находится более 10 тыс. предприятий и организаций. Промышленность является одним из главных источников загрязнения геологической среды через атмосферные выбросы и сбросы условно очищенных вод в речную сеть. В отходах производственных объединений (ПО «Гигант», ПО «КАДВИ», ПО «Тайфун», КРЛЗ идр.) содержатся: чрезвычайно опасные (I класс опасности) хлорорганические соединения, пятисернистый фосфор, цианиды, окислы меди, хрома, кадмия, ртуть, тяжелые металлы; высокоопасные оксиды хрома, никеля, мышьяк, окислы титана, соединения свинца, хрома, цинка, растворители, фенол смолы (II класса); умеренно-опасные химические вещества присутствуют в отходах практически всех предприятий (III класс опасности). Мест централизованного хранения или захоронения указанных отходов до настоящего времени нет. Общий суммарный объем не утилизированных токсичных отходов (органических и неорганических), образовавшихся на предприятиях г. Калуги, составляет более 18 тыс. тонн. Бактериологическое и химическое загрязнение фунтовых и подземных вод выявлено во многих скважинах. Небольшие отклонения, порядка 2-4 ПДК по кадмию, свинцу, никелю, марганцу, обнаружены в скважинах и колодцах в северо-западном районе г. Калуги (район «Дубрава», Подзавалье). При одномоментном выбросе загрязняющих веществ (АХОВ) в атмосферу образуются зоны возможного химического заражения по г.Калуге площадью 38,88 км2 с общим количеством населения 60,15 тыс. человек. Радиационные риски для населения г. Калуги в ходе деятельности указанных организаций составляют: индивидуальный риск для персонала - 0,00006 случаев в год; индивидуальный риск для населения — 0,0000015 случаев в год; коллективный риск для персонала- 0,3650 случаев в год; коллективный риск для населения — 0,170 случаев в год. Риск возникновения чрезвычайных ситуаций на взрывопожароопасных объектах (по газонаполнительной станции ОАО «Калугаоблгаз») составляет при взрыве газового облака на открытом участке 1 х Ю 6, в помещении — 4,6 х ю-5, а при взрыве «огненного шара» — 1x10"*. Разовый экономический ущерб от возникновения чрезвычайных ситуаций на указанных объектах может составить около 100 тыс.руб.

Во вгором разделе главы «Изменение рельефа и гидрологического режима территории города» указано, что в условиях строительного освоения городских территорий начали усиленно засыпать овраги, особенно в центральной части города, это вызвало значительное уменьшение эрозионной расчлененности застраиваемых участков. Например, по состоянию на 1982 г. густота овражной сети центральной части города была равной 0,5 км/км2, а по состоянию на конец 2006 г. она

уменьшилась до 0,07 км/км2. Вплоть до 1999 г. велась стихийная бессистемная засыпка овражной сети в черте города без проведения необходимых мероприятий по регулированию поверхностного и подземного стока. Отсутствие указанных мероприятий стало причиной превращения этих участков из не подтопляемых (по природным условиям) или потенциально подтопляемых (15%) в техногенно подтопленные с пораженностыо этим процессом до 70% от общей площади данных территорий.

В третьем разделе главы «Изменение гидрогеологического режима территории города» рассматриваются основные причины резкого увеличения техногенно подтопленных участков из 15% до 70%. По состоянию на 1946 г. территория города была практически не подтопленной. Отмечались только небольшие участки распространения грунтовых вод типа «верховодка» с глубиной залегания их уровня до 3,0 м. На топоосновах даже 1982 г. можно еще наблюдать много нисходящих и восходящих родников и мочажин. В результате хозяйственной деятельности многие водопроявления в виде родников и мочажин были засыпаны без предварительного каптажа указанных источников, дренируемых данными элементами рельефа грунтовых вод и отвода их за пределы склонов, бортов оврагов. На этих участках вместо зон естественного отвода подземного и поверхностного стока искусственно создавались условия для подпора подземных вод и формирования грунтовых вод типа «верховодка», или для локального заболачивания территории. Отсутствие закрытой дождевой сети ухудшает прочность дорожных покрытий, вызывает подтопление подвалов, инженерных сетей и загрязнение чистых водоносных горизонтов при инфильтрации загрязненных поверхностных вод в масси вы фунтов. Предприятиями города наносится значительный экологический ущерб водным системам. Водотоки города характеризуются как умеренно-загрязненные и загрязненные (И [-IVклассы воды). Для техногенно подтопленных и потенциально подтопляемых участков города по методике Г. Л. Коффа выполнены опенки: показателей освоенности территории г.Калуги, уязвимости строительных объектов от подтопления; степени опасности измененшг качества подземных (грунтовых) вод. По показателю изменения несущей способности грунтов оснований зданий на участках с большой опасностью подтопления величина уязвимости составляет более 30% от несущей способности грунтов до подтопления, что часто является причиной значительных деформаций зданий, вплоть до их полного разрушения; при средней опасности эти изменения равны 10-30%; при малой опасности они менее 10%.

В четвертом разделе «Выбор признаков инженерно-геологической типизации» выдвигается тезис о том, что типизацию инженерно-геологических условий городских территорий, осуществляемую применительно к задачам прогноза вероятных изменений при дополнительных техногенных нагрузках от зданий и сооружений, включая и мероприятия инженерной защиты, надлежит выполнять на регионально-геологической основе. Это означает, что регион, который характеризуется строго определенным формационным набором отложений, сформировавшихся в одинаковых тектонических условиях и измененных при одинаковом режиме и направленности новейших и современных тектонических движений, а также при сходных климатических условиях и существующем функциональном профиле застройки, будет иметь вполне определенный набор инженерно-геологических типов городских территорий. Следовательно, в один

инженерно-геологический тип автор предлагает объединять территории (участки), которые: сложены одним набором литолого-генетических или петрографических типов пород в одинаковой степени литифицированных, гипергенно измененных процессами выветривания, разгрузки и иод воздействием различных техногенных факторов; располагаются в пределах современных одинаковых тектонических структур и геоморфологических элементов рельефа с учетом их техногенного изменения (например, засыпанные древние эрозионные формы); имеют одинаковую обводненность пород, условия питания и дренирования грунтовых и подземных вод, их техногенного загрязнения; поражены определенным набором опасных природных и природно-техногенных процессов, характеризующихся подобными условиями их формирования, развития и активизации, одинаковыми моделями и величинами риска освоения и эксплуатации его территории при выборе мероприятий инженерной защиты от опасных инженерно-геологических процессов. Для получения перечисленной информации целесообразно ведение системы мониторинга за инженерно-геологическими условиями осваиваемых территорий и принятия своевременных управленческих решений. Мера квазиоднородности территорий выделеныыхтииовпо указанным признакам подтверждается с помощью математических моделей дисперсионного анализа. Территории любого участка типизации обособлены с учетом строго определенного вида хозяйственного ее освоения и мероприятий защиты. Она зависит от величины различных видов риска проявления процессов, величин экономических, социальных, моральных, экологических ущербов и задач дальнейшего хозяйственного их освоения. Для каждого типа последовательно исследуются такие парагенетические пары: а) техногенные нагрузки - реакция компонентов геологической среды (активизация или новообразование геологических процессов - подтопления, карстово-суффозионных, оползневых, эрозионных, незатухающей ползучести глинистых грунтов и т.п.); б) воздействие компонентов геологической среды - реакция техногенных объектов (подтопление - затопление фундаментов, снижение несущей способности фунтов оснований, деформации фундаментов, аварийные разрушения зданий и т.п.); в) эффективность воздействия мероприятий инженерной защиты (инженерной подготовки) — строительные объекты и компоненты геологической среды.

Глава четвертая. Характеристика инженерно-геологических тииов территории г. Калуги и риск ее строительного освоения.

В первом разделе главы «Весьма неблагоприятные инженерно-геологические типы территорий - I тип» приводится описание 8 участков с весьма неблагоприятными условиями строительного освоения их территорий. К ним отнесены территории совместного вероятного проявления двух и более опасных инженерно-геологических процессов. Это участки в пределах долины рек Ока (от современного уреза до отм. ~ 140 м), Ячейка и Киёвка (до отм. - 160 м), а также участки крупных оврагов и балок к руслу и пойме рек и висячие овраги на эрозионных склонах. Территории всех участков техногенно подтоплены и частично заболочены с развитием или формированием оползневых, суффозионных и карстово-суффозионных процессов, линейной эрозии, деформаций незатухающей ползучести высокодисперных глин, неравномерных просадок фунтов. Плотность застройки территории первого типа составляет 25,12% от общей площади данного

города (10500000 м2). Ее пораженность опасными природно-техногенными процессами достигает 100% при геологическом риске их проявления, равном 1. Любое строительное освоение этих участков потребует разработки проектов комплексных систем инженерной защиты зданий и сооружений от опасных (аварийных) проявлений одного или нескольких (из перечисленных) процессов и опережающего строительства сооружений защиты с последующим ведением систем мониторинга за состоянием процессов, зданий и работой сооружений инженерной защиты. Для каждого участка в главе, в равной мере, как и для всех остальных, приведены количественные характеристики каждого из признаков типизации, площади каждого участка, плотности его застройки и техногенных нагрузок, геологические и социально-экологические риски нового строительного освоения, уязвимости несущих конструкций зданий от проявления опасных процессов. В пределах подтопленных участков в подвалах домов ожидаются грибковое загрязнение, плесень, увеличение популяций кровососущих комаров. Это спровоцирует обострение у проживающих в указанных домах людей нефрита, полиневрита, ангины, ревматизма, пневмонии, катара верхних дыхательных путей, гриппа и др. Повышается риск аллергенных, желудочно-кишечных, сердечнососудистых заболеваний. Популяции комаров являются переносчиками вирусного энцефалита, филиаритоза. При строительном освоении рассматриваемых участков следует предусмотреть инженерную подготовку, опережающую строительство, для защиты от: а) подтопления и затопления подземных частей зданий, б) активизации процессов суффозии, в) оползней вязкопластических и течения. Научно обоснованными мероприятиями инженерной защиты от опасных проявлений указанных процессов на данных участках являются:

- тщательно выполненная вертикальная планировка рельефа при сохранении сложившегося ландшафта, но уничтожения в рельефе замкнутых понижений -ловушек поверхностных вод. Планировка территории должна быть обоснована материалами гидрологических и гидрогеологических карт-схем движения поверхностного и подземного стока первого от поверхности водоносного горизонта. Планировка и террасирование эрозионных склонов направлена на придание им прямолинейно-вогнутого в плане профиля, с посадкой на откосах влаголюбивой растительности, устройством наслонных дренажей в местах дренирования подземных вод по типу «обратного фильтра» с системой взаимоувязанных продольных и поперечных закрытых канав для свободного спуска воды с откосов; для предотвращения блоковых оползней выдавливания (незатухающей ползучести) основным мероприятием защиты является исключение обводнения грунтов до достижения ими влажности набухания. В сложившихся природно-техногенных условиях набухающие глины имеют твердую или тугопластичную консистенцию. Сохранить данную консистенцию грунтов возможно, если в верхней части склонов выполнить полукольцевой дренаж или с помощью скважин, или в виде верховой нагорной канавы для перехвата подземных и поверхностных вод и их сброса за пределы склонов. Если грунты при техногенном обводнении достигли влажности набухания, тогда в качестве защитных мероприятий могут быть запроектированы удерживающие сооружения: контр-банкеты, подпорные стенки, буронабивные напряженные сваи с их заглублением ниже поверхности смешения на 5,0 м. Эти сооружения применяются при отсутствии свободных площадей для укладки

контрбанкета; для оползней течения будут не эффективными любые типы свай, поскольку грунты оползня будут их обтекать. Все подземные части строительных объектов ориентировать по направлению потока грунтовых вод (с целью исключения их барражирующего эффекта) и развития оползневых деформаций грунтов; устройство стенки в грунте с пластовыми и пристенными дренажами по типу «обратного фильтра», каптирование родников;

- устройство водонесущих коммуникаций в бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией и с улавливающими колодцами для сброса вод аварийных прорывов. Расстояние между улавливающими колодцами в супесчано-суглинистых грунтах следует принять равными 30 м, в песчаных - 50 м (с учетом коэффициента фильтрации данных грунтов). На участках распространения суффозионно-неустойчивых грунтов лотки надлежит укладывать в канавах, покрытых по периметру синтетической тканыо типа ДОРНИТ-2 (авт. свидетельство 646000), обладающий свойствами обратного фильтра. Он более экономичен по сравнению с грунтовым трехслойным фильтром; регулирование поверхностного стока с недопущением его сброса на склоны; недопущение локальных концентрированных сбросов бытовых вод на склоны; уплотнение пазух котлованов, гидроизоляция подземных частей зданий и сооружений, тоннельные прокладки инженерных сетей и обеспечение отвода воды, проникающей в них. Эти мероприятия направлены на защиту зданий и карсгующихся известняков от поверхностных вод и «верховодки». Не допускается сработка статического уровня подземных трещинно-карстовых вод в известняках; исключение случаев увеличения градиентов грунтовых вод до > 0,01 и скорости потока при > 1,0 м/сутки; недопущение локальных сбросов поверхностных вод в незакрепленные овраги и склоны; система дамбовой защиты поймы р.Оки от эпизодических затоплений, состоящая из самой ограждающей дамбы, придамбового дренажа, как правило, горизонтального, трубчатого, который укладывается в основании дамбы; прекращение практики создания навалов насыпных грунтов, строительного мусора на склонах, бортах оврагов, балок; хаотической засыпки оврагов без предварительного пропуска их временных или постоянных ручьев через водопропускные трубы и каптирование родников на склонах; устройство в вершинах оврагов дренажной подушки для перевода поверхностного стока (с прилегающей водосборной площади) в водоотводные сооружения; система поглощающих продольных и поперечных канав на террасированных откосах, залуженных водотоков для сброса ливневых вод с откосов в русло реки; облесение оврагов и частей склонов с постоянными размывами грунтов; устройство по тальвегам оврагов лотков-быстротоков, каменных перепадов, наклонно-трубчатых, шахтных, консольно-висячих водоспусков и водосбросов; донных запруд из камня и бетона.

Во втором разделе главы «Неблагоприятные инженерно-геологические типы территорий-П тип» дана детальная характеристика четырех участков. Это участки проявления одного из опасных процессов-интенсивной линейной эрозии, или техногенного подтопления, или суффозионного разуплотнения песчано-супесчаных разностей грунтов «активной зоны», или развитие деформаций незатухающей ползучести глин, или оползневых смещений грунтов со склонов. На долю данных участков приходятся незначительные по площади территории. Они оконтуривают весьма неблагоприятные участки (1-1-И-8). Освоение территорий с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями требует организации

опережающих или сопутствующих строительному освоению систем инженерной защиты, которые по составу аналогичны с вышеописанными, и проведения мониторинга за изменениями сложившихся за период освоения лриродпо-техногенных условий, состояния систем инженерной защиты и построенных строительных объектов. Обоснованием строительного освоения данных участков также являются виды работ, аналогичных с весьма неблагоприятными участками. На долю участков с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями приходятся около 5% от общей площади территории города (2 100 ООО м2). Плотность их застройки составляет 8%. Это преимущественно малоэтажные постройки и дома частного сектора. Пораженность опасными инженерно-геологическими процессами достигает здесь 70% их общей территории. Геологический риск проявления одного из названных процессов равен Я= 0,8.

Третий раздел главы «Потенциально неблагоприятные инженерно-геологические типы территорий — III тип» характеризуеттерритории вероятного проявления одного из таких процессов: линейной эрозии; оползневых смещений грунтов; суффозионного разуплотнения песчано-супесчаных грунтов с проявлениями неравномерныхдеформаций грунтов и строительных объектов в них; техногенного подтопления и/или заболачивания; карстово-суффозионных процессов. К потенциально неблагоприятным инженерно-геологическим типам отнесены территории в пределах водно-ледниковой равнины и ее склонов, осложненных овражно-балочной сетью. На долю участков этого типа приходится ¡3,18 км2, что составляет 31,38% отобшей площади изучаемой части г. Калуги. Плотность застройки данной территории составляет около 30,5%, а пораженность опасными природно-техногенными процессами - 30%. Техногенная нагрузка высокая - это современные жилые и производственные здания 4-х и более этажей с инженерными коммуникациями различного назначения. Плотность основных фондов здесь составляет около 24,35 млр.руб./км2; коэффициент концентрации населения -Кн*-190, плотность населения Пн-2624,7 чел./км2, коэффициент освоенности Ко*-0,77. Их строительное освоение потребует организации предупредительных мероприятий инженерной защиты с тем, что бы не вызвать активизацию существующих, вышеназванных, процессов и новообразования опасных техногенных процессов. При отсутствии указанной зашиты геологический риск проявления одного из процессов составит в среднем 11=0,5. В пределах данного типа в работе дана детальная характеристика 14 участков, отнесенных к этому типу инженерно-геологических условий. В пределах данного типа находятся практически все основные промышленные предприятия г. Калуги (таблица №2), представляющие социально-экологическую опасность для окружающей среды (1*=0,4-0,8), атак же густая сеть инженерных коммуникаций различного назначения для жизнеобеспечения города. Коэффициент концентрации населения для данной территории достигает Кн*-190, коэффициент освоенности Ко*-0,77; основные производственно-экономические показатели составляют: плотность основных фондов - 24,35 млр.руб./км3, транспортной сети -0,05.

Основные потенциально опасные объекты г.Калуги Таблица 2 _и характер их опасности _

№ п/п Название объекта Вид опасности

1 Завод "Транспортного машиностроения" +

2 АО "Калужский турбинный завод" +х

3 ПО "КАДВИ" + X

4 АО "Калужский машиностроительный завод" + х

5 Калужский авторемзавод + х

6 Калужский хлебокомбинат X*

7 ОАО "Хладокомбинат" х+*

8 АО "Калужский электромеханический завод" х +

9 "Аромасинтез" х+У

10 ООО "Калужская пивоваренная компания" х+*

11 АО "Калужский химико-фармацевтический завод" х*+

12 Завод "Радиооборудования" X +

13 ПО "Тайфун" X*

14 Калужский радиоламповый завод х + 0

15 АО "Стекольный завод" X +

16 ПО "Гигант" X*

17 Нефтебазы X*

18 Ж/д сортировочный узел X +

19 Многочисленные автогаражные кооперативы + х

Вид опасности: О-радиаиионно-опасные; х — химически опасные;

V - взрывоопасные; + - пожароопасные; * - взрывопожароопасные.

Вся вышеотмеченная техногенная нагрузка, с учетом изношенности зданий, сооружений и инженерных коммуникаций оказываетсущественное отрицательное влияние на окружающую среду и, в частности, на инженерно-геологические условия нового строительного освоения. Степень износа существующих основных производственных фондов потенциально опасных объектов колеблется от 40 до 75%. При новом строительстве потребуется выполнение такого минимального комплекса предупредительных мероприятий инженерной подготовки: тщательно выполненная вертикальная планировка рельефа при сохранении сложившегося ландшафта, устройство водонесущих коммуникаций в бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией. На участках распространения суффозионно-неустойчивых и набухающих грунтов лотки укладывать в канавах, покрытых по периметру синтетической тканью типа «ДОРНИТ», обладающей свойствами обратного фильтра; не устраивать свайные фундаменты в набухающих глинистых грунтах, в суффозионно-неустойчивых песчано-супесчано-суглипистых. Все подземные части строительных объектов ориентировать по направлению потока грунтовых вод (с пелыо исключения их барражирующего эффекта).

Для участков, где основаниями проектируемых зданий и сооружений будут служить высокодисперсные глины нижнего карбона или карстующися известняки следует предусмотреть выполнение таких мероприятий: исключение обводнения глин до достижения ими влажности набухания; не допускается сработка статического уровня подземных трещинно-карстовых вод в известняках, если

предусматривается проектом водозабор трещинно-карстовых вод из известняков; устройство водонесущих коммуникаций в бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией. На участках распространения суффозионно-неустойчивых и набухающих грунтов лотки укладывать в канавах, покрытых по периметру синтетической тканью, обладающей свойствами обратного фильтра.

Четвертый раздел главы «Относительно благоприятные инженерно-геологические типы территорий — IV тип» характеризует территории, где в сложившихся природно-техногенных условиях опасные процессы отсутствуют. На долю площадей четвертого инженерно-геологического типа приходится 33,3% рассматриваемой площади города, или 14,0 кмг. Участки в пределах данного типа нами не выделялись из-за идентичности инженерно-геологических условий, возможности их строительного освоения и необходимых предупредительных мероприятий инженерной защиты от возможных проявлений опасных процессов. Их техногенная нагрузкаи насыщенность коммуникациями различного назначения высокие. Это, в основном, современные жилые и производственные здания 4-х и более этажей. Основные промышленные предприятия приурочены к площадям участка Ш-5 и территории данного типа (IV). Плотность застройки территории достигае т 32,2 %. Они не требуют организации специальных систем инженерной защиты. Однако строительство новых объектов должно осуществляться с организацией минимальной инженерной подготовки застраиваемых участков с целью недопущения новообразования опасных процессов.

В состав основных предупредительных мероприятий, выполняемых в пределах относительно благоприятных территорий, следует включать такие мероприятия инженерной подготовки: тщательное выполнение вертикальной планировки рельефа; каптирование всех водопроявлений на склонах и откосах строительных выемок, бортах оврагов и ложбин; устройство водонесущих коммуникаций в бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией и с улавливающими колодцами для сброса вод аварийных прорывов.

В таблицах № 3, 4 представлены мероприятия инженерной защиты территории (как опережающих так и сопутствующих) при проявлении опасных инженерно-геологических процессов для каждого инженерно-геологического типа и участка.

За основу оценки эффективности выполнения предлагаемых систем инженерной защиты для каждого инженерно-геологического типа и участка взят статистический анализ результатов обследования более 100 эксплуатируемых от 2 до 20 лет зданий и сооружений.

Результаты анализа и оценка эффективности применения мероприятий инженерной защиты на территории выделенных инженерно-геологических типов и участков территории г.Калуги представлены в таблице № 5.

Мероприятия инженерной защиты для предупреждения опасных инженерно-геологических процессов

Таблица jVq 3

Вероятность проявления опасных инженерно- геологических процессов _на участках типов ЫУ_

Мероприятия инженерной защиты

А - эпизодическое (паводковое) затопление пойм рр. Скн, Яченки и Хиёвки

Б - затопление территории сезонное и техногенное В - заболачивание

Г - суффозиониое разуплотнение песчажь супесчакьос грунтов

Д - прошение неравномерных деформаций грунтов и оснований строительных объектов и сооружений Е - возникновение на склонах и откосах строительных выемок зон оползневого смещения пород {вязхо-пластиодго теченга, гонгоблоковых оползней -срывов и т.п.}

Ж - оползни выдавливания {незатухающей ползучести) а результате переувлажнения на учаепзх (шшшк) распространения тхнекамшоугпльных глин

3 - плывунные гроявления а тонко-зернистых и

пылевапя нижне-каменноугольных песках

И - появление современных и обновление

{активизация) дрванкх оползней

К - проявление карста (кфстообразование) в

бракчированшх, кавернозных известняках

Л - наличие на склонах и бортах asparos

водопродалений в вида нисходящих и восходящих

родник» и мочажин

М - линейная, додаая эрозия

Н - подтопление и затопление подземных частей

зданий

О - при градиентах потока грунтовых вод 0,01 и скорости !,0 м/сугеи - суффозионный вынос мелких и пылевых фракций с образованием зон разуплотнении грунтов оснований зданий и их сооружений

Л - техногенное загрязнение почв (грунтов), водоемоа, водопрояалений и водоносных горизонтов

I- система дамбовой защиты поймы р.Оки от эпизодических затоплений, состоящая из самой офаждеющей дамбы, пркдамбового дрена«, как прааняо, горизонтального, трубчатого, который укладывается э основании дамбы

2 - устройство водопошжающих схважин, система шюфильтрса

3 - кагщювакиа реднюсов и водопроявлений на склонах и откосах строительных зыемск, бортах очагов и ложбин

4 • исхлючеше обводнешя грунтов (глж) до достккею« ими влажности набухания

5 - верпоальная планировка рельефа при сохранен»« сложившегося ландшафта

6 - уничтожение в рельефе замкнуть» понижений -"ловушек" поверхностных вещ

7 • недоумение локальных сбросов поверхностных вод а незакрепленные овраги и склоны

8 - устройство наслонкых дренажей в местах дое&фоватя надземных вод по типу «обратного фильтра» с системой взаимоувязанных продотьных и поперечных закрытых канав для свободного спуска веда

9 - пластовые 'и пристежые дренажи по типу обратного фильтра»

10 - в верхней части склонов предусмотреть полукольцевой дренаж или с помощью скважин, или в виде верховой нагорной канавы для перехвата подземных и поверхностных вод и их сброса за пределы склонов

II- контрбгнхеты; подпорные стенки, бурокабивные налраженные сваи с их ззтлубленнем ниже поверхности смещения на 5,0м. Эщ сооружения применяются при отсутствии свободных площадей дляукгадки контрбанкета

12 • сопутствующие -.горизонтальный трубчатый дренаж, откосный насланный дренаж, дренажные прорези, каптаж родников, грунтовые контрбанкеты в подошве оползневых склонов

13 - устройство зодонесущих коммуникацгё в бетонных латках с повышенной гидроизоляцией и с улааливаощими колодцами для сброса вод аварийных прорыт Расстояние между улавливающими колодцашт в супесчако-суглинистых грунтах следует придаъ равными 20 м, в тесаных -50 м (с учетом коэффициента фильтрации данных грунтов)

14 - исшочведе практики создания навалов нзешных грунтов, строительного мусора на склонах, бортах оврагов, балок

15 * устройство технологии струйной цементации грунтов

16 • исключение устройства свайных фундаменте» в нэбреащих глинистых и в суффозиомно-неустойчивых песчано-супесчаноч^глинисшх фунтах

17 - подземные части строителыых объектов ориентировать по направлению потока грунтовых аод во избежание создания барражируодего эффекта

- террасирование схлоноэ с формированием их | генеральной крутизны не более 14° при высоте крутых I участков до 7м; а основании крутых частей спланированного склона необходимо устранить продольные нагорные канавы глубиной до 5,5м для перехвата и сброса за пределы оползнеопасных татей склонов поверхностных и грунтовых вод в систему поперечных канав

19 • исключение подрезок склонов внизу и новых пригрузок вверху

20 - устройство в вершинах оврагов дренажной подушки для перевода поверхностного стока (с прилегающей водосборной площади} в водоотводные сооружения

2! - сооружение поглощающих продольных и поперечных канав га террасированных откосах залуженных водотоков для сброса ливневых вод с откосов зз пределы оврага и склонов в ливневые колодцы или в русло реки

22 - устройство по тальвегам Саратов лотков -быстротоков, каменных перепадов, наклонно-трубчатых, шахтных, консольно-аисячих водоспусков и водосбросов; донных запруд из камня и бетона

23 - не допускается сработка статического уровня подземных трещин но-карстсвых аод в известняках

24 • уплотнение пазух котлованов, гадроиэоляция подземных частей зданий и сооружении, шинельные прохладен инженерных сетей и обеспечение отвода воды, гфоника&щей в них

25 - облесение оврагов и частей склонов с постоянными размывами грунтов 2В - недопущение хаотичесюй засыпки оврагов без предварительного допуска их временных или постоянных ручьев через водопропускные трубы

27 - недопущение использования грунтовых и поверхностных (из водохранилища) вод дги целей пюьевого водоснабжения

28 - устройства водонесущих коммуникаций в бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией. На участках распространения суффозионно-неустойчиаых и набухающих грунтов .татки укладывать в канавах, покрытых по периметру синтетической тханыо типа "ДорНИИГ, обладающей свойствами обратного фильтра

29 - планировка территории должна быть обоснована материалами педологических и гидрогеологических карт-схем движения поверхностного и подземного стока первого от поверхности водоносного горизонта. Планировка и террасирование эрозионных склонов направлена на придание им лрямолинейно-зогнушго в плане профиля, с посадкой на откосах влаголюбивой растительности

30 - организация и регулирование поверхностного стока

31 - устройство тюлукольцезого дренажа (по типу | обратного фильтра} по периметру проектируемых зданий

32 - закрепление фунтов {цементация, силикатизация, химическое загрязнение, заморозка грунтов)

33 - использование анкеров в сочетания с буро-набивными сваями

34-устройство «стены в грунте»

36 • использование анкеров в сочетании с буро*

юбивными сааяыи

36 - опережающие и ограждающие конструкции при стрьгтии котлованов в условиях плотней застройки

37 - применение технологий с использованием материала «Микродур»

38 - Мониторинг за инженерно-геологическими процессам и шженерными сооружениями

Таблица 4

Состав мероприятий инженерной защиты

для выделенных инженерно-геологических участков

№п/п Инженерно-геологический Опасные процессы Мероприятия инженерной защиты

тип участок

1 1-1 А;Б;В;Г;Д;Е;Н;П 1;2;3;6;7;8;13;15;26;31

2 I-2 А;Б;Г;Е;Ж;3;И;М;Н 1;2;10;11;15,16;17

3 I-3 А;Б;В;Г;Д;М;Н;П 1;2;6;9;12;26;31

4 i I-4 Б;Г;Е;И 3;9;13;17;18

5 I-5 Е;И;Н;П 2;6;7;8;14;15;16;19;27

6 I-6 Б;В;Г;Е;И;К;Р 8;13;17;18;19

7 I-7 Б;В;Г;Е;И;К;М;П 3;7;13;15;19;20;22;25;26

8 I-8 А;Б;В;Г;Ж;И;К;Л;М;П 3;5;6;11;13;14;15;19;22;25;26;27

9 11-1 Б;В;М 2;7;8;12;14;20;21;22;25

10 II II-2 Б;Г;Е;И 1;3;5;6;7;8;12;13;14;15;25

11 II-3 Б;Г;Д;Ж;3;К 2;4;5;7;9;10;11;18;19;24;28,32

12 II-4 Б;Г;Е;И;Л 3;5;6;7;8;13;14;15;18;19;25;31

13 111-1 Б;В;Е;Л;М 3;4;6;7;14;19

14 III-2 Б;Г;Ж;И;Л;П 5;6;12;15;17;18;19

15 III-3 Б;Г;Е;Ж;3;И;К 3;4;5;6;7;11;12;13;17;18;19,34

16 III-4 А;Б;В;Г 1;2;9;13;15;27;31

17 III-5 Б;В;Г;Д;Е;Л;Н;П 5;6;7;16;17;28;31

18 III-6 Б;Г;Д;Е;Ж;3;И;К;Л;П 2;3;4;5;6;7;8;10;11;12;13;14;15;16; 19:33:34

19 III III-7 Б;Г;Д;Е;Ж;И;Л 2;3;4;5;6;7;12;13;15;28;33

20 III-8 Б;В;Г;Д;П 2;5;7;10;12;13

21 III-9 А;Б;В;Г;Д;П 1;2;6;Ю;28;29;31

22 111-10 Б;Г;Д;Е;Ж;3;И;К;Л 3;4;5;6;7;10;13;14;16;17;19;23;28

23 111-11 Б;Г;Е;Ж;И;К;Л 3;4;5;6;7;10;13;14;16;17;19;23;28

24 111-12 Б;В;Г;Д;Е;Л;П 5;6;7;16;17;28

25 111-13 Б;Е 5;6;7; 13:28

26 111-14 Б;Г;Е;Ж;3;И;К 4;5;6;7; 10; 12; 13; 14; 15; 16; 17;18; 19:23

27 IV Б;В;Г;Д;П 2;3;5;6;7;8;12;13;15;16;17;18;20; 22:25:26:28

Оценка эффективности применения мероприятий инженерной защиты Таблица 5

при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений

Ms п/п Наименование объектов, тип-участки Наименование природно-техногенных процессов Мероприятия инженерной подготовки территории Оценка эффективности, %

1. Жилая застройка квартала по ул. Дзержинского- ул. Достоевского-ул. Марата - ул. Кирова, ул. Воронина, ул. Ленина, тип IV - центральная часть города, интенсивная застройка Техногенное подтопление территории (периодическое, локальное) Горизонтальный трубчатый дренаж, сопутствующий в одной траншее с коммуникациями 100

2. Строительство жилых и промышленных зданий а районе ул. Первомайская,ул. Хрустальная, (тип Î-7J; ул. М. Жукова, Болотникова, Пролетарская, Баррикад (тип 11-1); ул. К. Либкнехта, Грабцевское шоссе (Ш -5). Склоны и верховья крупных оврагов Техногенное подтопление территории Устройство в вершинах оврагов дренажных подушек, система поглощающих продольных и поперечных канаа на террасированных откосах для сброса ливневых вод с откосов в русло рек, устройство по тальвегам оврагов лотков-бысгротокоа, донных запруд из бетона, устройство водонесущих коммуникаций в бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией. 95-100

3. Строительство малоэтажных зданий и сооружений, прокладка инженерных сетей, планировка и благоустройство территории в районе ул. Беляева, Баумана (I -2), Богговута, пер. Берендяковский (1-6), Чичерина {! -6), пер. Смоленский {III -6,7). Склоны долины рек Оки, Яченки и Ки вки Оползневые явления Террасирование склонов с формированием их генеральной крутизны не более 14%; устройство продольных нагорных канав для перехвата и сброса за пределы оползневых частей склонов поверхностных и грунтовых вод в систему поперечных канав, грунтовые контрбанкеты в подошве оползневых склонов 100

4. Промышленная и частная жилая застройка в районе ул. Добровольского, Парижской Коммуны fil -3); ул. Берендяковская, Березуевскан, Подвойского {Ш -7); долина реки Ки вка Карстовые процессы Тоннельные прокладки инженерных сетей и обеспечение отвода воды, проникающих а них, уплотнение пазух котлованов, гидроизоляция подземных частей зданий и сооружений, устройство водонесущих коммуникаций э бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией и улавливающими колодцами для сброса аварийных прорывов до

5. Малоэтажная застройка в районе ул. Кутузова, Подвойского, Красная гора (III -7); Долина реки Ки вка и руч. Ки вка (гаражи, садовые участки) (1 -7,8) Линейная эрозия (донная и боковая) Подпорные стенки, буро-набивные сваи, вертикальная планировка территории устройство водонесущих коммуникаций в бетонных лотках с повышенной гидроизоляцией и улавливающими колодцами для сброса аварийных прорывов. 100

6. Малоэтажная застройка, гаражи, промышленные сооружения, инженерные сети е районе ул. С. Щедрина, Знаменская. Пойма рек Оки, Яченки (1 -i}; Подтопление и затопление подземных частей зданий Уплотнение пазух котлованов, гидроизоляция подземных частей зданий, пристенный законтурный дренаж, устройство противофильтрационных завес 100

7. Многоэтажная жилая застройка по ул. Подвойского, С. Разина (И -1), Красная гора (I - 2,3). Долина реки Оки, Суффоэионное разуплотнение песчаных грунтов Подпорные стенки, буро-набивные сваи, полукольцевой дренаж со стороны напорной грани для перехвата поверхностного и подземного стока вод, 100

8. Многоэтажные жилые дома по ул. Билибина - центральная часть города - тип IV Техногенное обводнение грунтоз а основании фундаментов (привело к деформациям фундаментов и аварийному состоянию здания) Устройство буроинъекционных свай, цементация фундаментов и контакта фундамент -грунт 100

9. Торгово-офисное здание по ул. Герцена -центральная часть города — тип IV Техногенное обводнение грунтов Укрепление грунтов буросмесительным способом 100

10. Здание Сбербанка РФ по ул. Кирова центральная часть города - тип IV Подтопление подземных частей здания Устройство иглофильтров 100

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Целью исследований автора диссертации является разработка методологических основ инженерно-геологической типизации городских территорий с обоснованием инженерной зашиты применительно к намечаемому их строительному освоению на примере города Калуги.

2. В настоящее время не имеется однозначного определения понятий «типизация», «опасность» и «риск». Проблема инженерно-геологической типизации территорий, в том числе и городских, продолжает оставаться одной из важных в инженерной геологии. Автор под инженерно-геологической типизацией городскихтерриторий понимает научно обоснованное разделение ихнатипы путем сведения многообразия инженерно-геологических условий к небольшому числу их с целыо пространственно-временного прогноза изменений данных условий и экономически оправданного выбора соответствующего комплекса мероприятий инженерной защиты (подготовки), применительно к намечаемым видам и риска ее строительного освоения. Теоретическим обоснованием типизации является сравнительно-геологический анализ.

3. Принципами выделения инженерно-геологических типов городских территорий являются закономерности инженерно-геологических условий, которые должны быть эмпирически подтверждены и оценены количественно.

4. Опасность неразрывно связана с понятием риск. Риск сочетает в себе вероятность неблагоприятного события и объем этого события (потери, ущербы, убытки). Он отражает меру опасности ситуаций, в которых имеются потенциальные факторы, способные неблагоприятно воздействовать! т природу, человека, общество.

5. Геологический риск - вероятностная мера соответствующей природной и природно-техногенной опасности (совокупности опасностей), установленная для определенного объекта в виде возможных потерь за заданное время. Экономический риск - это вероятность проявления опасности, которая вызывает аварийные, не предусмотренные проектами, разрушения строительных объектов, Социально-экологический риск - вероятность поражения и разрушения различных объектов и определенных групп людей, находящихся в зоне влияния объектов в момент развития и проявления опасности.

6. В один инженерно-геологический тип объединяются территории (участки), которые:

- сложены одним набором литолого-генетических или петрографических типов пород в одинаковой степени литифицированных, гипергенно измененных процессами выветривания, разгрузки и под воздействием различных техногенных факторов;

- располагаются в пределах современных одинаковых тектонических структур и геоморфологических элементов рельефа с учетом их техногенного изменения (например, засыпанные древние эрозионные формы);

- имеют одинаковую обводненность пород, условия питания и дренирования грунтовых и подземных вод, их техногенного загрязнения;

- поражены определенным набором опасных природных и природно-техногенных процессов, характеризующихся подобными условиями их формирования, развития и активизации, одинаковыми моделями и величинами риска освоения и эксплуатации его территории при выборе мероприятий инженерной зашиты от

опасных инженерно-геологических процессов.

7. Для прогнозов изменения инженерно-геологических условий в пределах территории каждого инженерно-геологического типа и для оценки риска нежелательных последствий от опасных процессов необходимы также данные об архитектурных, конструктивных особенностях строительных объектов, их материале, жизненном цикле в ретроспективе.

8. Весьма неблагоприятные инженерно-геологические типы (I тип) - это территории совместного вероятного проявления двух и более процессов. К ним отнесены участки в пределах долины рек Ока (от современного уреза до отм. - 140 м), Ячейка и Киёвка (до отм. ~ 160 м), а также участки крупных оврагов и балок к руслу и пойме реки и висячие овраги на эрозионных склонах. В сложившихся природно-техногенных условиях - это техногенно подтопленные и частично заболоченные территории с развитием или формированием оползневых, суффозионных и карстово-суффозионных процессов, линейной эрозии, деформаций незатухающей ползучести глин, неравномерных осадок грунтов и т.п. Ее пораженность указанными опасными природно-техногенными процессами достигает 100% при геологическом риске их проявления, равном R=l. Прямые материальные социально-экономические ущербы в пределах подтопленных и заболоченных территорий и проявлений нефрита, полиневрита, ангины, ревматизма, пневмонии, катара верхних дыхательных путей, гриппа и др. составят сотни тысяч рублей в год при риске этих потерь R=1,0.

9. Неблагоприятные инженерно-геологические типы (II тип) — это территории проявления одного из опасных процессов — интенсивной линейной эрозии, или техногенного полтопления, или суффозионного разуплотнения песчано-супесчаных разностей грунтов «актинной зоны», или развитие деформаций незатухающей ползучести глин, или оползневых смещений грунтов со склонов. На долю этих территорий приходятся незначительные по площади участки - около 5% от общей площади территории города (2 100 000 м2). Плотность их застройки составляет 8%. Здесь имеются преимущественно малоэтажные постройки и дома частного сектора. Пораженность опасными природно-техногенными процессами этих территорий достигает 70% их общей площади. Геологический риск проявления одного из названных выше процессов изменяется в пределах от R=0,15 до 1,0,

10. Потенциально неблагоприятные инженерно-геологические типы (III тип) -это территории вероятного проявления одного из таких процессов: линейной эрозии, оползневых смещений грунтов, суффозионного разуплотнения песчано-супесчаных грунтов с проявлениями неравномерных деформаций грунтов и строительных объектов в них, техногенного подтопления и/или заболачивания; карстово-суффозионных процессов. На долю участков этого типа приходится 13,18 км2, что составляетЗ 1,38% от общей площади изучаемой части г.Калуги, Плотность застройки этих территорий составляет около 30,5 %. Их освоение требует организации предупредительных мероприятий инженерной защиты с тем, чтобы не вызвать активизации существующих, вышеназванных, процессов и новообразования опасных техногенных процессов. При отсутствии указанной защиты геологический риск проявления одного из процессов составит в среднем R=0,5.

П. Относительно благоприятные инженерно-геологические типы территорий (IV - тип). Это территории, где в сложившихся природно-техногенных условиях

опасные процессы отсутствуют. На долю площадей четвертого инженерно-геологического типа территорий приходится 33,3% рассматриваемой площади, или 14,0 кмг. Техногенная нагрузка - высокая, это в основном современные жилые и производственные здания 4-х и более этажей, насыщенные коммуникациями различного назначения. Плотность застройки территории достигает 32,2%. Эти территории не требуют организации специальных систем инженерной зашиты. Однако строительство новых объектов должно осуществляться с организацией минимальной инженерной подготовки застраиваемых участков с целью недопущения новообразования опасных процессов

12. Комплекс мероприятий инженерной защиты по каждому инженерно-геологическому типу и участку приводится в таблицах № 3,4. За основу оценки эффективности проведения предлагаемых систем инженерной защиты для каждого инженерно-геологического типа и участка взят анализ изменения физико-механических свойств грунтов в зоне влияния фундаментов зданий и сооружений. Результаты анализа и оценка эффективности применения мероприятий инженерной защиты на территории выделенных инженерно-геологических типов и участков территории г. Калуги представлены в таблице № 5.

13. Главным приоритетом специалистов по изучению опасных для среды и населения геологических процессов (ОГП) должно быть информирование руководителей соответствующих служб об имеющихся и прогнозируемых проявлениях ОГП. Цель такой информации — принятие своевременных предупредительных защитных мероприятий по недопущению чрезвычайных геоэкологических ситуаций (ЧГС). Следует стремиться предотвращать ЧГС, а не бороться с последствиями их ущербных проявлений. Успешное решение этой цели возможно только при организации и ведении систем федеральной, региональной и местной служб мониторинга за ОГП.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих изданиях, рекомендованных ВАК. РФ:

1. Геоинформационная система «акпаг-рго» для опенки устойчивости оползневых склонов (совместно с Н. Л. Шешеней). /Межрегиональная научно-практическая конференция «Проблемы и задачи инженерно-строительных изысканий». Пермь, 24 мая 2005 г, с. 34-36/;

2. Закономерности формирования, распространения и активизации инженерно-геологических и гидрогеологических процессов на территории г. Калуги (совместно с Н. Л. Шешеней). /Материалы годичной сессии - Сергеевские чтения, выпуск 9 «Опасные природные и техноприродные экзогенные процессы: закономерности развития, мониторинг и инженерная защита территорий». М.\ ГЕОС, 2006 г., с. 6873/;-

3. Геоэкологические особенности городских территорий, предназначенных для промышленного и гражданского строительства на примере г. Калуги (совместно с Н. Л, Шешеней). /Материалы годичной сессии — Сергеевские чтения, выпуск 8 «Инженерно-экологические изыскания в строительстве: теоретические основы, методика, методы и практика»./ М. ГЕОС, 2006 г., с. 87-89/;

4. Принципы инженерно-геологической типизации городских территорий для целей их строительного освоения и инженерной защиты (совместно с Н. Л. Шешеней). /Материалы Международной научной конференции «Новые идеи в науках о земле» 12 апреля 2007 г., с. 207-209/;

5. Инженерно-геологические изыскания на участках развития склоновых гравитационных процессов для обоснования проектов инженерной защиты (совместно с Н. Л. Шешеней). /Материалы Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика Г. В. Богомолова. Минск2007г., с. 205-207/;

6. Инженерно-геологические изыскания на участках развития склоновых гравитационных процессов для обоснования проектов инженерной защиты (совместно с Н. Л. Шешеней). / «Горный информационно-аналитический бюллетень» № 9, 2007 г./

7. Типизация инженерно-геологических условий городских территорий для целей их строительного освоения (совместное Н. Л. Шешеней)./«Горный информационно-аналитический бюллетень» № 9, 2007 г./;

8. Палеогеоморфологический анализ развития рельефа и экзогенных процессов (на примере г.Калуги) / ж. «Промышленное и гражданское строительство» № 9, 2007 г./

9. Опенка социально-экологических ущербов и риска проявления опасных процессов по материалам инженерных изысканий (на примере Калужской области) (совместно с Н.Л. Шешеней ) / ж. «ГеоРиск» декабрь, 2007г. с.61-62/;

10. Загрязнение поверхностных и подземных вод г. Калуги (совместно с Н.Л. Шешеней) / Материалы конгресса «Вода: экология и технология» / Москва, Экватэк-2008/;

11. Основные требования к инженерно-геологическим изысканиям для строительства зданий и сооружений повышенного уровня ответственности (совместно с Н.Л. Шешеней) /ж. «Промышленное и гражданское строительство» № 10, 2008 г с. 17-20/.

Подписано в печать 15.04.2009 г,

Печать трафаретная Заказ №321 Ткраж: 100 экз.

Типография РЛ "Полиграф-Центр"

ИНН 402900428555 248021, Калуга, ул.Московская, 280 (4842)589-582 е-ша11:роН^Г_сеп1г@шаН,ги

Информация о работе

Аствацатурова, Карине Аракеловна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.08

Автореферат

Типизация инженерно-геологических условий городских территорий для их строительного освоения и обоснования схем инженерной защиты - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы