Инженерно-геологические условия города Красноярска

Повышенная обводненность массива представляет определенную опасность для карстовых полостей, наполненных рыхлым песчаным материалом, т. к. возросшая скорость фильтрации вод может привести к выносу рыхлого лесчано-глинистого заполнителя и оживлению карстообразующих процессов.

Конгломераты, гравелиты, песчаники, алевролиты нижнего и среднего девона характеризуются сравнительно спокойными условиями залегания, меньшей дислоцированностыо, преобладанием трещин выветривания над тектоническими трещинами. Массивы, сложенные данным комплексом пород, в целом достаточно прочны. Прочность определяется составляющими их типами пород. Так, наличие конгломератов значительно повышает прочность массива. Наличие прослоев алевролитов не приводит к значительному ослаблению самого массива вследствие спокойного залегания породи их слабой обводненности. Но так как алевролиты очень быстро реагируют на процессы физическо-го выветривания, то при устройстве котлованов в этих породах нужно ограничивать время .нахождения их в открытом виде.

Известняки, мергели нижнего и среднего девона имеют прочность в воздушно-сухом состоянии 510-530 кг/см2, a после замораживания — около 300 кг/м2. Массивы , сложенные этими породами, оцениваются как устойчивые, что находит свое выражение в характере склонов, которые, как правило, не достигают профиля равновесия и подвергаются интенсивно эрозионным процессам.

Песчаники, алевролиты юрского возраста отличаются присутствием углистого материала, слабой степенью дислоцированности, рыхлым сложением. Породы в образцах характеризуются сравнительно невысокой прочностью в воздушно-сухом состоянии. Так, прочность алевролитов и aргиллитов составляет 100-180 кг/〖см〗^2, a песчаников — 3-8 кг/〖см〗^2. Резко снижается прочность юрских пород при водонасыщении, а после замораживания она равна нулю. Неморозостойкость пород приводит к тому, что в результате физического выветривания большинство песчаников превращается в пески, a алевролиты и аргиллиты — в сyпесчано-суглинистyю массу. Массивы юрских пород также слабопрочные. Наличие прослоев углистых и глинистых пород ведет к: ослаблению массива.

Рыхлые породы-грунты

Отложения, относящиеся к группе рыхлых пород, подразделяются на ряд геолого-генетических комплексов.

1. Элювиальные отложения  имеют небольшую (0,5-3,0) мощность и  представляют определенный интерес  главным образом для дорожного  строительства. Следует от-метить, что  достаточно надежным основанием  для дорожного полотна могут  служить обломочно-глыбовой и  щебенисто- дресвяный аллювий. Сyпесчано-суглинистые элювиальные отложения, по-видимому, менее благоприятны для основания дорожного полотна. Доломитовая мука, являющаяся продук-том разрушения доломитов,. слабопластична, но обладает текyчестью при влажности 20%. Значительное скопление доломитовой муки и повышение ее влажности может привести к: потере устойчивости пород в поверхностной части склона в зоне выветривания.

2. Делювиальные отложения  характеризуются значительно высокой  пористостью (до 50% и выше), повышенным (до 50% и выше) содержанием пылеватых  частиц,. что увеличивает их общую капиллярность, резко снижает силы трения и сцепления при дополнительном замачивании,. создавая благоприятные условия для просадок. Относительная просадочность лессовидных суглинков в поверхностной зоне изменяется от 0,02 до 0,11. C глубиной она уменьшается да 0,010. Сжимаемость же пород в воздушно-сухом состоянии небольшая.

Таким образом, при заложении фундамента на лессовидных супесцано-суглинистыx породах делювиального генезиса, следует иметь в виду, что дон дополнительном увлажнении породы предрасположены к просадкам и суффозггонно-эро-зионным явлениям, легко размываются и размокают. Нормативные давления не превышают 2,0 кг/см2. Использование лессовидных пород в качестве полотна для дорог ведет, кроме того, к образованию большого количества пыли.

При постоянной естественной влажности лессовидные су глинки обладают значительной несущей способностью, хорошо держат вертикальные откосы.

3. Аллювиальные отложения  целесообразно рассматривать в  следующем порядке.

Песчано-галечниковые отложения верхнепалеогенового возраста хорошо держат в карьерах вертикальные откосы. Пористость галечников — 20%. При увеличении обводненности массива вследствие значительной фильтрации могут происходить процессы механической суффозии и размыв. Допустимые нагрузки изменяются в пределах 4-10 кг/〖см〗^2, резко снижаясь при наличии линз глин.

Глинистые отложения верхнепалеогенового возраста служат надежным основанием для любого вида гражданского и промышленного строительства в силу своей большой плотности, небольшой сжимаемости, тугопластичной консистенции.

Лессовидные супеси и суглинки VII—VI надпойменных террас Енисея содержат значительнее количество (до 48%) пылеватых частиц, характеризуются величиной сцепления в воздушно-сухом состоянии, равной 0,5 кг/〖см〗^2, и коэффициентом относительной просадочности — 0,05. С глубиной про-садочность уменьшается. Степень надежности рассматриваемых отложений как оснований .для сооружений определяется их слабой просадочностью, сжимаемостью, склонностью к суффозионно-эрозионным процессам.

Супеси и гравийно-галечниковые отложения V-IV надпойменных террас Енисея в верх-ней части разреза имеют незначительную (до 7%) естественную влажность, значительную (более 50%) пористость, пылеватые. Все это обусловливает большую просадочность и легкую размываемость пород, снижающих строительные свойства массива.

Гравийно-галечниковые отложения I и II надпойменных террас Енисея весьма неоднородны по гранулометрическому составу. При равномерном распределении заполнителя и галечника нормативные давления принимаются 5,0-6,0 кг/〖см〗^2, в случае тонкого переслаивания галечника, песка и гравия нормативные давления снижаются до 3,5 кг/〖см〗^2.

Суглинки I надпойменной террасы Енисея содержат большое количество пылеватых частиц, влажность их измеряется в пределах от 6 до 19%, пористость достигает 43%, нормативное давление 2 кг/〖см〗^2. Дополнительное замачивание этих суглинков, по-видимому, может привести к просадкам.

Таким образом, наиболее благоприятным естественным основанием для сооружений являются галечники, обладаю-гцие слабой сжимаемостью и сравнительно высокой несущей способностью.

Пески, супеси и суглинки поймы Енисея и его притоков подвергаются переменному увлажнению, и поэтому несущие их свойства снижаются против существующих норм. Нормативное давление на них не превышает: —1,5 кг/〖см〗^2. На глубине 2-3 м эти грунты обводнены, поэтому заложение фундаментов глубже 2-3 м связано c дополнительными работами по водопонижению.

5. Геологические процессы  и явления

В районе г. Красноярска имеют место следующие геологические процессы и явления.

Эрозионно-аккумулятивные процессы  проявляются в подмыве берегов Енисеем и его протоками, в росте оврагов, в эрозии почв на пологих делювиальных склонах, в накоплении пойменных отложений.

Подмыв берегов происходит в связи c легкой размываемостью пород, слагающих берега рек, значительной скоростью течения рек, интенсивным подъемом воды в реках в период паводков и т. д.

Процессы оврагообразования развиваются довольно интенсивно, однако, имеют сравнительно ограниченное распространение. Рост оврагов наблюдается в основном на левобережье в пределах долины р. Eнисей и на правобережье на высоких террасах близ притоков Енисея. Это связано c наличием легкоразмываемых лессовидных суглинков и отсутствием здесь леса. Современное оврагообразование наблюдается в девонских песчаниках, известняках, в юрских песчаниках, в песчано-галечниковых и лессовидных отложениях четвертичного возраста.

Овраги в девонских песчаниках и известняках образуются обычно на крутых, подмываемых склонах. Вследствие большой прочности пород овраги, развитые в них, не выходят из стадии промоин. Поэтому, несмотря на их многочисленность, не являются опасными для разрушения полезных площадей. Овраги такого типа развиты на правобережье Енисея, по правому берегу p. Березовки, от поворота ж. д. до д. Чудово.

Овраги в рыхлых юрских песчаниках наблюдаются как на левобережье (в пределах VII надпойменной террасы), так и на правобережье (в пределах VI надпойменной террасы). Форма оврагов V-образная, склоны крутые (до 40 _45°). На склонах постоянно действуют осыпи и обвалы. Такого типa овраги можно видеть на левобережном участке между ".деревнями Кубеково и Худоногово и на правом подмываемом берегу p. Березовки y д. Чудово. Глубина оврагов в устьевой части — до 80-100 м. Овраги и рыхлые отложения юры развиваются очень быстро, a поэтому представляют большую угрозу для строительства.

— Овраги в песчано-галечниковых отложениях развиты на IV и I надпойменных террасах левобе-режья p. Енисея, на участке Коровий Лог - д. Коркино. Эти овраги имеют значительную (до 1,0 км) протяженность и глубину; верховья их обычно не разветвленные. Рост оврагов происходит только c бортов южной экспозиции. Борта север-ной экспозиции закреплены растительностью (Коровий Лог, Бадалыкский Лог).

Овраги в лессовидных породах формируются особенно интенсивно. B их росте принимают участие как эрозионные, так в суффозионные процессы. Такие овраги встречаются на ле-вом и правом берегах Енисея. Они имеют обычно разветвленные вершины.

Эрозиониые процессы, помимо оврагообразования, приводят также к смыву почвы на распаханных площадях. B период летних дождей, a также во время интенсивного снего таяния на пологих склонах, занятых под посевы, происходит размыв и смыв почв, в результате чего образуются промоины глубиной до 0,4 м и шириной 0,2-0,3 м. B дальнейшем этот процесс приводит к образованию оврагов.

— Оползневые процессы имеют место в левобережной части Енисея, на участке деревень Кубеково—Худоногово, на седьмой надпойменной террасе. Аккумулятивные отложения этой террасы имеют мощность до 20 м. Цоколь поднят над yрезом p. Енисея на 110-120 м и представлен отложениями средней юры.

Оползневой склон почти полностью стабилизирован, за-деркован и покрыт древесной растительностью. Очертания ступенчатого оползневого склона очень мягкие, плавные. В строении оползневого тела принимают участие, по-видимому, рыхлые песчаники. B 2,0-2,5 км вниз по течению от д. Кубеково наблюдаются действующие оползни.

Поверхностью скольжения оползней являются аргиллиты. Смещение пород происходит в форме блоков. Склоны здесь неустойчивы. Оползни активизируются в результате подмывающей деятельности Енисея.

B верх по течению от  д. Кубеково до птицефермы склон V надпойменной террасы также oползневой. Оползни недействующие. Оползневые ступени в рельефе не выражены. Рельеф склона бугристо-западинный. Склон задернован, и лишь не-многочисленные промоины прорезают оползневые накопления.

Кроме оползней, развитых в юрских породах, на склоне VII надпойменной террасы на участке. деревень Кубеково—Худоногово развиты оползни в четвертичных лессовидных супесях. Это небольшие по размерам современные оползни-оплывины, которые образуются во время весеннего снеготаяния, Вода, образующаяся в результате таяния снега, насыщает верхний слой лессовидных супесей, которые оползают вниз по склону, перекрывая поверхности оползневых ступеней, сглаживая их очертания. Мощность современных оползневых накоплений незначительна — до 1,5-2,0 м.

— Суффозйонно-эрозионные процессы и явления наблюдаются в связи с широким распространением лессовых пород. Особенно часто они встречаются на IV, VI, VIII надпойменных террасах и их делювиальных склонах.

Среди сyффозионно-эрозионны х процессов, происходящих п районе г. Красноярска, выделяются современные и древние. Современные cyффозионно-эрозионные процессы отмечаются вблизи бровок террас, оврагов и других депрессий. Б связи c интенсивным освоением территории эти процессы за последнее время также развиваются вблизи бортов карьеров, траншей и других искусственных выработок в лессовых породах. Проявляются они в виде воронок, дудок и колодцеобразных углублений диаметром 0,5-0,7 м, a иногда и до 1,0 м. Глубина их определяется либо глубиной более плотного слоя пород, либо глубиной выработок. Нередко они располагаются цепочками и связаны между собой подземными ходами, вы ходящими в пределах склона. Вблизи отверстий и в стенках подземного хода порода сильно ожелезнена. B этик местах породы обогащены карбонатами. Описанные колодцеобразные углуби ,ения, соединенные друг c другом, нередко способ-ствуют образованию оврагов.

Вблизи бортов искусственных выемок образуются суффозионные формы, аналогичные описанным выше (район c. Зыково, VI надпойменная терраса y кирпичного карьера). В бортах карьеров нередко наблюдаются также горизонтальные или почти горизонтальные пустоты, приуроченные к трещинам выветривания и уходящие в глубь откоса. Суффозионно-эрозионные процессы широко распространены также на территории Красноярского алюминиевого завода в лессовых породах, слагающих верхнюю часть разреза IV надпойменной террасы. Большинство пустот находится на глубине 0,5-3,5 м и имеет выход на поверхность террасы в виде дудок, воронок, представляет пример современных сyффозионно-эрозионных процессов. Они тяготеют к современным естественным депрессионным формам рельефа: террасам, оврагам, промоинам, a также к искусственным выработкам (канавам, трав шеям, воронкам, колодцам и т. д.). Древние суффозионно-эрозионные формы проявляются в виде циркообразных депрессий на выложенных и задернованных склонах балок. Они имеют глубину порядка 4-5 м и диаметр — 300-500 м. Такие формы встречаются также на левом борту Бадалыкского лота (IV надпойменная терраса). Образование их можно объяснить следующим образом: в то время, когда лог проходил стадию оврага, на его бортах происходили суффозионно-эрозионные процессы, аналогичные наблюдаемым в настоящее время. C переходом оврага в стадию балки приостановился и суффозионно-эрозионный процесс на его склонах.

Следует заметить, что пустоты, вскрытые при проходке строительных котлованов и траншей в районе промбазы КРАЗа, на IV надпойменной террасе, в толще лессовидных пород на глубине 5-6,5 м, a также в районе Зеленой рощи — на II надпойменной террасе на глубине 2,5-3,0 м, представляют собой реликты древних суффозионных процес-сов, развивающихся по бортам древних оврагов.