Инженерно-геологические изыскания под строительство административного здания

• Введение
• 1. Физико-географические условия района
• 1.1 Климат
• 1.2 Орогидрография и рельеф
• 1.3 Растительность
• 2. Геологическое строение района
• 2.1 Литология и стратиграфия
• 2.2 Тектоника
• 3. Геоморфология
• 4. Гидрогеологические условия района
• 5. Физико-геологические процессы
• 6. Инженерно-геологическая характеристика территории
• 6.1 Характеристика проектируемого инженерного сооружения
• 6.2 Инженерно-геологическое районирование
• 6.3 Инженерно-геологическая оценка условий строительства проектируемых сооружений
• 6.4 Инженерно-геологическая характеристика участка
• 7. Проект инженерно-геологических исследований
• 7.1 Анализ методики, объемов и качества ранее проведенных работ
• 7.2 Обоснование методов и объемов исследований
• Заключение
• Литература

Местонахождение объекта — РФ, Краснодарский край, Туапсинский район, пос. Новомихайловский, ВДЦ «Орленок», территория дружины «Солнечной» .

Цель изысканий — изучение инженерно-геологических условий для строительства административного здания.

Стадия изысканий — рабочий проект.

В основу курсового проекта положены материалы отчета «Инженерно-геологические изыскания для проведения работ по капитальному ремонту ливнестоков в районе д/л «Солнечный» оползень № 1 на территории ФГОУ ВДЦ «Орленок^{» .}

На основании договора с ФГОУ ВДЦ «Орленок», ОАО «ЧерноморТИСИЗ» были выполнены инженерно-геологические изыскания.

Буровые работы производились станками УГБ-50М и УГБ-ВС-1. Проходка скважин осуществлялась ударно-канатным способом с отбором проб грунта для лабораторных исследований.

Высотная и плановая привязка скважин выполнена поверенным электронным тахеометром 3ТА № 13 301. Система координат местная, система высот Балтийская.

Лабораторные работы выполнялись в грунтоведческой лаборатории ОАО «ЧерноморТИСИЗ» .

Камеральная обработка результатов изысканий выполнена с использованием программного обеспечения «КРЕДО», в отделе изысканий ОАО «ЧерноморТИСИЗ», в соответствии с нормативными документами.

1. Физико-географические условия района

1.1 Климат

Район изысканий находится на границе двух климатических зон: среднеземноморской и субтропической. Зима влажная и мягкая, а лето относительно сухое и жаркое.

Среднегодовая температура воздуха составляет плюс 13,4⁰С. Самым холодным месяцем является январь со среднемесячной температурой плюс 4,4⁰С. Абсолютный минимум температуры за период наблюдений для декабря — февраля составляет минус 19⁰С (по данным гидрометбюро г. Туапсе). Наиболее жаркие месяцы — июль, август со среднемесячной температурой плюс 23,4⁰С и абсолютным максимумом плюс 39−41⁰ С. Средняя дата первого заморозка осенью приходится на 29 ноября, последнего на 19 марта. Средняя продолжительность безморозного периода 255 дней.

В зимний период преобладающим направлением ветра является северо-восточное и юго-восточное, в летний — северо-восточное и юго-западное. Средняя скорость ветра 3,0−6,5м/сек. Максимальная скорость ветра более 15м/сек, наиболее часты такие ветры в декабре-марте.

Абсолютная влажность воздуха имеет отчетливо выраженный годовой ход: наибольшая летом, наименьшая — зимой. Относительная влажность воздуха в течение года изменяется в небольших пределах от 76% в мае — июне до 70% в марте-сентябре.

Наиболее важной составляющей климата является характеристика осадков. Годовая сумма составляет 1424 мм, причём половина выпадает в холодное время года. Наибольшее месячное количество осадков отмечается в июле — августе (117−118). В этот же период отмечаются ливни с интенсивностью до 3−5мм в мин.

Туманы наблюдаются 12 дней в году. Число дней с гололёдом не превышает 5, изморозью — 67, снежным покровом — 38.

1.2 Орогидрография и рельеф

В орографическом отношении район расположен в пределах низкого и среднегорного рельефа южного склона северо-западного Кавказа. В прибрежной части района, горные возвышенности с абсолютными отметками до 580 м характеризуются округлыми формами водораздела и пологими (15−25о) склонами. В области среднегорного рельефа с абсолютными отметками 745−832 м преобладают хребты с узкими гребнями и крутыми (до 35−40о) склонами. Долины малых рек и балок часто каньонообразные. Глубина эрозионного расчленения рельефа изменяется в значительных пределах. Конфигурация форм рельефа определяется литологическим составом и тектонической структурой дочетвертичных отложений. В районе распространения эоцен — палеоценовых отложений, представленных глинами, аргиллитами и мергелями, развиты сглаженные формы рельефа. В области развития верхнемеловых известняков, гребни хребтов узкие, склоны оврагов и балок крутые, иногда отвесные.

Реки, стекающие с северо-западной части Большого Кавказа относятся к рекам горного типа. Верховья большинства из них лишь в незначительной степени расположено в зоне ледников и многолетних снежников. В связи с этим режим их характеризуется почти непрерывным чередованием резко выраженных подъемов и спадов уровня воды в течение всего года. Она весьма развита. Однако сток по многочисленным ущельям осуществляется лишь в периоды весеннего снеготаяния и ливневых паводков. Глубина эрозионного вреза долины вблизи моря составляет 150 — 250 м, а к верховьям реки увеличивается до 600 — 800 м.

1.3 Растительность

С уменьшением количества осадков от западных районов к восточным, и вглубь горной территории, леса меняют свой характер: становятся реже и беднее по флористическому составу. Преобладают все более сухолюбивые породы.

Кроме того, имеет значение высотная поясность. Так, например, выше 800−1000 м над уровнем моря располагается полоса широколиственных лесов из бука, граба, дуба, сменяющаяся на высоте 1500 м елово-пихтовым лесом, а еще выше встречается березовое криволесье с примесью можжевельника. Существенные различия в характере растительности на одних и тех же высотах наблюдаются в связи с ориентацией склонов. На богатом осадками северном склоне Скалистого хребта растут более влаголюбивые породы: ольха, клен, ясень, липа, тополь.

2. Геологическое строение района

2.1 Литология и стратиграфия

Рассматриваемая территория сложена отложениями юрского, четвертичного и мелового возрастов. Литолого-стратиграфический характер разрезов и пространственное распространение пород на поверхности контролируется структурно-фациальной зональностью Новороссийского синклинория. При этом значительное влияние на литолого-фациальные особенности отложений оказал конседиментационный Туапсинский поперечный разрыв. Общая мощность осадочного чехла, включая залегающие на значительной глубине более древние образования, оценивается в 10−12.

Юрская система (J)

Отложения юры на описываемой территории представлены верхним и нижним отделами.

Нижняя юра (J₂)

Нижний отдел представлен ааленским ярусом.

Ааленский ярус (J₂a)

В составе отложений ааленского яруса выделены свиты — Индюк и Пшиш ская, сложенные аргиллитами с прослоями песчаников, вскрытая мощность которых составляет около 850 м.

Верхняя юра (J₃)

Верхний отдел представлен двумя ярусами — кимериджским и волжским, которые распространены на незначительных площадях. Общая мощность около 850 м.

Кимериджский ярус (J₃km)

В данном ярусе выделяется верхнеграчевская свита, представленная мергелями с прослоями песчаников.

Волжский ярус (J₃vk)

В составе отложений волжского яруса выделена бекишейская свита, сложенная чередованием обломочных известняков с линзами кремней и известковистых глин.

Меловая система (К)

Меловая система представлена нижним и верхним отделами. Верхнемеловые, типично флишевые, образования получили преобладающее развитие на исследуемой территории. Ими сложены многочисленные антиклинальные и синклинальные складки различных порядков.

Нижний отдел К₁

Нижний отдел меловой системы представлен готеривским, барремским, аптским и альбским ярусами.

Готеривский ярус (К₁h)

В составе отложений готеривского яруса выделены свиты шишанская и фанарская сложенные темно-серыми и черными глинами с прослоями алевролитов, мергелей; песчаниками с прослоями глин. Общая мощность отложений — до 1700 м.

Барремский и аптский ярусы (К₁b-ар) В составе нерасчлененных барремского и аптского ярусов выделяется афипская свита, которая участвует в строении свода Долменной антиклинали.

В зависимости от литологического состава афипская свита подразделяется на три подсвиты: нижнюю и верхнюю — глинистые и среднюю — песчано-глинистую. На территории инженерно-геологической съемки выделяются нерасчлененные нижняя и верхняя подсвиты, а также верхняя подсвита афипской свиты.

Нерасчленённые нижняя и средняя подсвиты афипской свиты (К₁ваf₁₊₂) участвуют в строении свода Долменной антиклинали к югу от Мессажайского сброса и представлены чередованием терригенных песчано-глинистых осадков. Эти отложения перекрыты рыхлыми четвертичными образованиями и на поверхности практически не обнажаются.

В сложении подсвиты, преобладают песчаники (от 20% до 80% в пакетах) темно-серые, мелкозернистые кварцевые. В основании мощных песчаниковых пластов часто залегают линзы и прослои гравелитов мощностью до 0,1−0,2 м. Аргиллиты серые, темно-серые и черные, реже зеленовато-серые с 5−10 мм прослойками алевролитов через 0,1 м разреза, с пластовыми и линзообразными конкрециями сидеритов. Глинистые горизонты представлены тускло-черными алевритовыми глинами, слюдистыми с галькой до мм кварца, черных кремней, сидеритов и линзами до м косослоистых песчаников или гравелитов и включениями серых известняков до 15 см. Мощность подсвиты 250 м.

Верхнеафипская подсвита (К1b-ар1f3) распространена несколько шире подстилающих отложений и представлена аргиллитами с подчиненными прослоями песчаников, алевролитов, реже с горизонтами глин с включениями. Аргиллиты темно-серые и зеленовато-серые. Алевролиты темно-серые, часто линзующиеся, мощностью 0,5−1 см. Песчаники темно-серые, косослоистые мощностью 2−8 см через 0,1 м разреза. Горизонты глин содержат гальку сидеритов. Мощность подсвиты не превышает 300 м.

Аптский ярус (К₁ар) Аптский ярус представлен нижним подъярусом, в составе которого выделяется убинская свита, и средним и верхним подъярусами, в составе которых выделяется долменная свита, переходящая в альб.

Нижнеаптский подъярус (К₁ар₁)

Убинская свита (К₁ар₁иb) слагает своды Греческой и Долменной антиклиналей. Залегает на подстилающих отложениях согласно. В нижней ее части выделяется убинский горизонт.

Убинский горизонт представлен глинами, переходящими в аргиллиты с прослоями песчаников, реже алевролитов, конгломератов, гравелитов. Песчаники темно-серые мелкозернистые, кварцево-глауконитовые, мощностью от 0,1−0,2 м в низах разреза, до 0,55 м (до 60%) в верхней его части. Они образуют своеобразные пакеты переслаивания с глинами мощностью до 6 м. Глины темно-серые, прослоями зеленовато-серые, коричневато-красные, реже до черных, мощностью 0,1−0,5 м (до 35%). Конгломераты и гравелиты представляют собой глинистую породу с гнездами пирита, насыщенную гальками (до 80%) светло-серых известняков, размером более 2 см. Мощность пластов до 1−2 м. Мощность горизонта в среднем по площади до 30 м.

Вышележащая часть разреза убинской свиты существенно глинистая. свита представлена серыми глинами и аргиллитами с редкими прослоями песчаников и алевролитов мощностью 7−20 см (через 0,5−2,0 м разреза) и с пластовыми конкрециями сидеритов мощностью до 2−3 см. Мощность убинской свиты составляет 250−280 м.

Средний и верхний подъярусы аптского яруса (К₁ ар₂₊₃)

Долменная свита (К1ар2+3dl) слагает крылья Долменной антиклинали аргиллитов и пакетами их тонкого переслаивания с песчаниками и алевролитами. Песчаники темно-серые тонко — и мелкозернистые, глауконитово — полевошпатово-кварцевые. Мощность свиты составляет 270 м.

Альбский ярус (К₁аl)

Розначевская свита (К1аl-rz) участвует в строении Греческой антиклинали и обнажается на крыльях Долменной антиклинали. Свита подразделяется на две подсвиты: нижнюю и верхнюю. На подстилающих отложениях залегает согласно. Нижнерозначевская подсвита (К1аl-rz1) представлена аргиллитоподобными свитами (60−75%) с прослоями песчаников и алевролитов (до 30%). Глины темно-серые до черных, прослоями зеленовато-серые, мощностью от 2−5 см до 0,5 м. Песчаники мелко — и тонкозернистые зеленовато-серые, часто косослоистые, мощностью 2−20 см, часто линзуются. Мощность подсвиты 170 м.

Верхнерозначевская подсвита (К1al-rz2) В основании подсвиты выделяется псебепская пачка мощностью в 25−40 м, представленная аргиллитами с пластами песчаников мощностью 0,2−0,8 м, реже до 1,8 м, или окремненных известковистых алевролитов. Содержание песчаников в пачке изменяется от25% до 40%. Вышележащая глинистая часть разреза верхнерозначевской подсвиты литологически разнообразна. Мощность достигает 80−100 м и варьирует в связи с предсеноманским размывом.

Верхний отдел (К₂)

Литологически верхнемеловые отложения представлены полным набором элементов флишевого ритма. Состав их по простиранию выдерживается, исключая участки «поперечных» тектонических зон, где наблюдается огрубление осадков, нарушение их нормальной ритмичности. Породы верхнего мела образуют складчатые структуры «общекавказского» простирания (прилож.1).

Сеноманский ярус (К₂сm)

Свита Паук (К₂cm-pk) прослеживается в виде узкой полосы на крыльях Долменной антиклинали и участвует в строении Греческой антиклинали. Литологически — это переслаивание аргиллитов (до 80%), известняков (30−50%), туфогенных песчаников (7−50%), мергелей (10−40%), конгломератов (7−10%). Мощность слоев 0,1−20 м. На нижележащих отложениях разначевской свиты они залегают с размывом. Почти повсеместно в основании свиты прослеживается пласт конгломерата мощностью до 14 м. Мощность свиты более 160 м.

Туронский и коньякский ярусы (К₂t+cn)

В разрезе туронского и коньякского ярусов выделены ананурская, керкетская и натухаевская свиты.

Ананурская свита (К2сm-an) со свитой Паук связана постепенным переходом, протягивается вдоль крыльев Долменной антиклинали и участвует в строении Греческой антиклинали. Свита, представлена ритмично переслаивающимися известняками (20−60 см — 35−70%) окремненными светло — и темно-серыми; мергелями зелеными, серыми и зеленовато-серыми кремнистыми (10−40 см — 20−35%); песчаниками темно-серыми кварцевыми и алевролитами (по 5−10 см — 15−30%). Мощность ритмов 0,5−0,6 м.

В отличие от нижележащих, отложения ананурской свиты характеризуются резким увеличением кремнистости отложений, исчезновением из разреза прослоев туфогенных песчаников и уменьшением мощности ритмов. Мощность ананурской свиты по р. Туапсе — 113 м.

Керкетская свита (К2t1kr) слагает крылья Долменной и свод Греческой антиклиналей. Керкетские отложения согласно залегают на ананурской свите и представлены ритмично переслаивающимися тонкоплитчатыми известняками (40−60%) кремнистыми светло-серыми и розовыми (по 10−30 см), мергелями (10−40%) кремнистыми серыми и коричневыми (по 5−20 см), алевролитами зелеными (5−20%), реже песчаниками (по3−10 см). Средняя мощность ритмов 0,1−0,5 м. От подстилающих слоев ананурской свиты описываемые отложения отличаются резким уменьшением мощности ритмов, осветлением окраски пород. Мощность свиты составляет более 130 м.

Натухаевская свита (К2t2cn-nt) прослеживается на крыльях Долменной и Греческой антиклиналей. Ее отложения согласно перекрывают известняки и мергели керкетской свиты и представлены ритмично переслаивающимися известняками (20−70%), мергелями (20−50%), и песчаниками (5−30%). Средняя мощность ритмов 0,2−0,5 м. Граница с подстилающими слоями проводится по подошве пласта голубовато-серых мергелей, выше которого уменьшается кремнистость отложений при увеличении количества и мощности слоев первого элемента ритма.

По соотношению различных литологических разновидностей и их мощностей свита подразделяется на две подсвиты.

Нижняя подсвита (К2t2nt1). Характерно увеличение в разрезе песчаников (до20−30%) при одновременном уменьшении мощности и количества слоев известняков до 40% и прослоев отдельных литологических разновидностей, мощностью не превышающих 15 см. Верхняя подсвита отличается повышенным содержанием известняков, меньшей алевритистостью и общей более светлой окраской пород. По простиранию соотношение элементов ритма в разрезе натухайской свиты меняется, и разделение ее на подсвиты можно произвести лишь условно. Граница подсвиты, в ряде случаев, маркируется сближенными пластами песчаников мощностью 30−40 см.

По р. Туапсе мощность верхней подсвиты составляет 160 м, а нижней — 207 м, Общая мощность свиты достигает 367 м.

Сантонский ярус (К₂st)

Гениохская свита (К2st-gn) принимает участие в строении Долменной и Греческой антиклиналей, Джималтинской синклинали. Основанию гениохской свиты соответствует появление в разрезе фарфоровидных известняков и резкое уменьшение мощности слоев мергелей до перехода разреза в фацию плитняковых известняков. Отложения свиты представлены светло-серыми фарфоровидными известняками (до 90%) мощностью 2−15 см, разделенными 0,5−2 см прослоями зеленых и зеленовато-серых мергелей, изредка с серыми мелкозернистыми песчаниками (0,5−3 см) в основании. Мощность ритмов — 0,2−0,5 м. Литологический состав свиты по простиранию довольно выдержан. Мощность гениохской свиты около 110 м.

Кампанский ярус (К₂ср) Разделяется на нижний и верхний подъярусы. В составе каждого из них выделяется по две свиты: в нижнем — ахеянская и пенайская, а в верхнем — бединовская и куниковская. Отложения кампанского яруса представлены практически полным набором элементов флишевого ритма.

Нижнекампанский подъярус (К₂ср₁)

Ахеянская свита (К2ср1-аh) залегает согласно на крыльях Греческой и Долменной антиклиналей. Представлена ритмично чередующимися известняками (до 50%), мергелями (20−50%), песчаниками и алевролитами (5−30%), реже аргиллитами. Характерной особенностью свиты является пестрая окраска пород. Контакт с гениохской свитой проводится в основании 30-метровой пачки зеленовато-серых и коричневых мергелей и известняков, прослеживающейся повсеместно. В кровле ахеянской свиты на контакте с пенайской отмечается зеленоцветная пачка тонкоритмичных глинистых мергелей, преимущественно зеленовато-серых, мощностью 1,5−10,0 м. Мощность ахеянской свиты — 240 м.

Пенайская свита (К2 ср1-рп) продолжает разрез ахеянской свиты и прослеживается на тех же участках. В ее составе — ритмично переслаивающиеся песчаники, слабо кремнистые мергели и известняки. Разрез пенайской свиты, в отличии от ахеянской, характеризуется резким увеличением количества и мощностей прослоев песчаников (до 35%), практически полным исчезновением «пестроцветов» при одновременном увеличении мощности ритмов. Мощность пенайской свиты составляет 85 м.

Верхнекампанский подъярус (К₂ср₂)

Бединовская свита (К2ср2-bd) распространена в центральной части Джималтинской антиклинали. Она характеризуется полным набором всех элементов флишевого ритма — от конгломератов до глин и согласно залегает на отложениях пенайской свиты. Основание свиты проводится по кровле пласта песчаников мощностью до1,5 м, относимого еще к пенайской свите.

В отличии от нижележащих, осадки бединовской свиты характеризуются увеличением в ее составе глинистых разностей, а также уменьшением содержания песчаников и возрастанием количества и мощности слоев известняков и мергелей. Характерным признаком свиты является появление светло-серых до белых (на выветрелой поверхности) слоев известняков мощностью 5−30 см. Мощность свиты около 190 м.

Куниковская свита (К2ср2-кп) согласно залегает на бединовской. Ее отложения прослеживаются лишь в ядре Джималтинской синклинали и имеют ограниченное распространение. В состав свиты входят ритмично переслаивающиеся серые известковистые мергели, пелитовые серые и темно-серые известняки и тонкозернистые карбонатные глауконитово-кварцевые песчаники. Разрез отличается увеличенной мощностью пластов мергелей и известняков, песчаники редки и маломощны. Мощность отложений свиты — 170 м.

Маастрихтский ярус (K₂m)

Разделяется на нижний и верхний подъярусы. В состав нижнего подъяруса входит свита Мысхако. Верхний подъярус разделен на три свиты: лихтеровскую, васильевскую и снегуревскую. Отложения маастрихтского яруса представлены элементами флишевого ритма.

Нижнемаастрихтский подъярус (K₂m₁)

Свита Мысхако (K₂m₁ms)

Согласно залегает на Куниковской, представлена ритмично переслаивающимися мергелями (50−60%), известняками белыми (30−45%), алевролитами (5−10%). В основании свиты — красноцветы. Мощность ритмов 0,1−0,4 м. Мощность свиты около 200 м.

Верхнемаастрихтский подъярус (K₂m₂)

Лихтеровская свита (K₂m₂lh) Мощность ритмов флиша 0,2−0,8 м. Представлена ритмично переслаивающимися мергелями (60%), известняками (30−35%), алевролитами (до 10 м). Мощность отложений 200−310 м.

Васильевская свита (K₂m₂vs) согласно залегает на подстилающих отложениях. Представлена переслаивающимися голубовато-серыми мергелями (75−85%), белыми известняками (2−25%), песчаниками и алевролитами (5%). Пласты мергелей до 4,5 м. Мощность флишевых ритмов 0,6−1,3 м. Мощность свиты 150−320 м.

Снегуревская свита (K₂m₂sn) представлена переслаивающимися мергелями (80%), известняками (8−30%), песчаниками и алевролитами (3−12%), конгломерато-брекчиями. В основании залегает абраусский горизонт песчаников мощностью до 50 м. флишевых ритмов 0,7−1,4 м. Мощность свиты 150−300 м.

Датский ярус (K₂d)

Отложения датского яруса распространены в прибрежной полосе. В пределах исследованной территории они протягиваются неширокой полосой в субширотном направлении. В составе датского яруса выделяются свиты навагинская, анапская и Сукко, сложенные переслаиванием окремнелых аргиллитов, алевролитов, доломитизированных известняков. Мощность прослоев меняется от 0,2 до 2,5 м. Общая мощность отложений датского яруса — до 400 м.

Палеогеновая система (Р)

Образования палеогеновой системы представлены тремя отделами: палеоценом, эоценом и олигоценом. На описываемой территории слагаются ядра ряда синклиналей.

Палеоцен (Р1) представлен тремя свитами — Цице, горячеключевская и абазинская представленные флишевым переслаиванием алевролитов, песчаников и окремнелых аргиллитов; чередованием темно-зеленых глин и алевролитов, слабоокремненных мергелей. Мощность — 400−600 м.

В эоцене (Р2) выделены свиты — зыбзинская и кутаисская, калужская и хадыженская, керестинский горизонт, кумская и белоглинская, сложенные глинами местами сильно — или слабоизвестковистыми, с переслаиванием мергелей, кумская свита представлена битуминозными глинами. Мощность — до 200 м.

Олигоцен (Р3) распространен в ядрах синклиналей и залегает несогласно на подстилающей толще. Выделены две свиты — хадумская и воскогорская, сложенные известковистыми глинами и глинами с прослоями конгломератов и песчаников. Мощность — от 100 до 500 м.

Четвертичная система (Q)

Отложения четвертичного возраста имеют в данном районе широкое распространение и характеризуются достаточной полнотой стратиграфического разреза, а также большим литолого-генетическим разнообразием. Они представляют большое значение в связи с оценкой запасов содержащихся в них подземных вод. Выделяются осадки аллювиального, делювиального делювиально-пролювиального генезиса, отложения гравитационной группы.

строительство административное здание инженерный Аллювиальные (гравийно-галечниковый материал с песчано-глинистым заполнителем) образования выполняют переуглубления речных долин, где достигают мощности в 40−45 м.

Делювиальные отложения представлены суглинками с щебнисто-дресвяным заполнителем с мощностью 20−25 м.

Делювиально-пролювиальные образования (суглинки с включением обломочных пород) развиты в виде серии разновозрастных склоновых шлейфов и конусов выноса, не превышающих обычно по мощности 5−7 м.

Голоценовые отложения гравитационной группы представлены глыбами, блоками и щебнем различного литологического состава.

2.2 Тектоника

В тектоническом строении площадка проектируемого строительства расположена в пределах южного окончания Анапско-Агойской подзоны Новороссийско-Лазаревского синклинория. По характеру осадконакопления и степени дислоцированности флишевых толщ здесь выделяется позднеальпийский структурный ярус, сложенный интенсивно дислоцированными толщами палеоцена-эоцена и позднего верхнего мела субформации грубого терригенного флиша. Толщи смяты в тесно сжатые асимметричные и опрокинутые к югу складки, осложнённые многочисленными разрывами общекавказского и поперечного направления.

Самый ближайший Михайловский разлом находится в 2,0−2,5 км от берега моря, то есть, он не проходит по территории данной площадки изысканий (см. геологическую карту, приложение Х).

С позиции колебательно-волновой природы современных тектонических движений на фоне вековой периодичности в пределах изученной территории проявляются более короткие циклы вариаций современной динамики земной коры. В сейсмических проявлениях выделяются периоды 1915;1927 г. г. и 1940;1956 г. г. пониженной сейсмической активности и периоды 1927;1940 г. г., 1957;1971 г. г. повышенной активности.

Результаты палеосейсмогеологических исследований показывают, что циклы сейсмической активности повторяются для слабых землетрясений через 30 лет, а для сильных через 60−70 лет. Следовательно, изученная территория на современном этапе вступила в новую фазу активизации сейсмичности, приходящуюся на рубеж 2001;2030 годы.

Неотектоническая структура исследованной территории в значительной степени унаследовала позднеальпийский тектонический план. Механизм новейших движений определяется, сменой направления сжатия от северо-восточного на субмеридиональное (примерно на 45°) в предсреднеплиоценовую (роданскую) фазу складчатости. Именно, в это время произошло оживление альпийских разрывов (Южно-Михайловский, Агойский), возобновились движения по поперечным доскладчатым нарушениям (Туапсинский разлом), разделяющим структуру Северо-Западного Кавказа на ряд крупных ступеней (блоков).

3. Геоморфология

Рассматриваемый район расположен в области развития средне — и низкогорного рельефа южного склона Северо-Западного Кавказа, основными элементами которого являются горные хребты северо-западного простирания и прорезающие их долины рек и крупных ручьев, ориентированные субмеридионально. Очертания форм рельефа находятся в прямой зависимости от литологической устойчивости дочетвертичных отложений.

Например на участке долина р. Туапсе пересекает различные комплексы пород. В устьевой части, в поле развития палеогеновых пород, долина имеет корытообразное сечение с широким (до 1,3−1,5 км) днищем и террасированными склонами высотой до 150 м. Выше по течению на протяжении около 16 км река пересекает зону низкогорья, сформированного на субстрате карбонатного флиша верхнего мела. Долина характеризуется здесь трапециевидным поперечным профилем. Глубина эрозионного расчленения не превышает 250−300 м при крутизне склонов до 30−60^о. Днище долины плоское, сложено валунно-галечниковыми отложениями низкой и высокой пойменной и, в меньшей степени — I надпойменной террас.

Выше по течению на участке около 15 км долина р. Туапсе расположена в среднегорной полосе. Здесь она значительно сужается. Аллювиальное днище долины, шириной 50−70 м, занято руслом и низкой поймой реки. Выше сужения долина, выработанная в терригенных, терригенно-карбонатных и эффузивных породах, постепенно расширяется и приобретает трапециевидную форму с шириной днища до 300−700 м. Склоны долины расчленены оврагами и балками.

Ниже приводится характеристика аллювиальных террас долины р. Туапсе, начиная с наиболее высокой.

Отложения I надпойменной террасы играют основную роль в строении переуглубления долины, залегая под осадками высокой поймы, и вскрыты практически всеми скважинами, пробуренными в долине. Отложения представлены гравийно — галечниками хорошей и средней окатанности с редкими включениями валунов с песчано-глинистым заполнителем.

В устьевой части долины р. Туапсе в разрезе гравийно — галечников прослежены два прослоя озерно-лиманных глин мощность 4−16 м. Характерным является распространение глинистых отложений в пределах левобережной прибортовой части долины р. Туапсе, где вскрытая мощность достигает 19−28 м. Суммарная мощность отложений I надпойменной террасы составляет 30−35 м.

Отложения высокой пойменной террасы слагают с поверхности большую часть днища долины р. Туапсе, прослеживаются вдоль ее обоих бортов шириной от нескольких десятков до 200−300 м. Высота поверхности высокой поймы над меженным уровнем воды в реке в приустьевой части долины составляет 2,5−3,5 м. Сложена высокая пойма гравийно — галечниками средней и хорошей окатанности с небольшим количеством мелких и средних валунов, обычно со слабо суглинистым и суглинистым заполнителем. Подстилаются отложения высокой поймы аналогичными по составу осадками верхнего комплекса I надпойменной террасы. В связи с этим граница между ними проводится достаточно условно. В приустьевой части долины р. Туапсе она разделяется пачкой лиманно-озерных глин, мощность осадков высокой поймы составляет 5−8 м. максимальная мощность галечников высокой поймы установлена в районе водозабора нефтезавода, где достигает 12−14 м.

На поверхности высокой поймы почти повсеместно прослеживается горизонт бурых суглинков, с включениями гальки и гравия мощностью от 0,1 до 0,6 м. по направлению к коренным бортам мощность суглинков увеличивается до 1−1,5 м., а вдоль бровки террасы практически смыта речными паводками. Большая часть площади высокой поймы застроена под сады и огороды.

Отложения низкой пойменной террасы и современные русловые осадки прослеживаются по естественным отложениям и представлены галечниками с валунами и гравийно-песчаным, слабо — суглинистым заполнителем. В приустьевой части долины р. Туапсе в основном преобладают мелкие и средние валуны средней и реже хорошей окатанности. Мощность отложений русла и низкой поймы не превышает 2−3 м. Подстилаются они осадками высокой поймы, реже отложениями I надпойменной террасы и мезозойскими породами.

4. Гидрогеологические условия района

В результате исследований, проведенных в периоды 1971;1974 гг. и 1978;1979 гг. Лазаревской гидрогеологической партией установлено, что в районе г. Туапсе распространено несколько литолого-стратиграфических комплексов, различающихся по характеру и степени обводненности.

С четвертичными отложениями связаны пресные воды, приуроченные к рыхлым осадкам переуглубления речных долин и к сложному комплексу склоновых образований, обводненных спорадически.

Водообильность дочетвертичных отложений в некоторой степени зависит от их трещиноватости. При этом выделяются две генетические системы трещин.

Первая группа включает трещины экзогенного происхождения, по которым циркулируют преимущественно инфильтрационные воды. Вторая группа объединяет тектонические трещины эндогенного происхождения, связанные с зонами разрывных нарушений. В этих трещинах циркулируют обычно минерализованные воды различного генезиса и состава, которые, смешиваясь в различных пропорциях, образуют разнообразные геохимические типы подземных вод.

Согласно схеме гидрогеологической стратификации отложений территории по данным гидрогеологической съемки масштаба 1: 50 000 (Посаднев 1976 г.), в качестве основных единиц приняты водоносный четвертичный горизонт, серии палеогенового, верхнемелового и нижнемелового возраста.

Четвертичный водоносный горизонт

Голоценовая аллювиально-пролювиальная водоносная толща (al-plQ_IV)

Подземные воды приурочены к аллювиальным, преимущественно валунно-галечниковым образованиям I надпойменной, а также высокой и низкой пойменных террас, выполняющих переуглубление долин рек.

В речных долинах осадки представлены валунно-галечниковыми отложениями, образующими единую аллювиальную водоносную толщу мощностью до 30 м. Глубина залегания зеркала грунтовых вод на площади высокой и низкой пойменных террас не превышает 1,5−3,0 м. Дебиты скважин на Мессажайском водозаборе составляют 22−55 л/с при понижениях уровня 1,0−2,6 м. Выше по долине водообильность отложений уменьшается. Минерализация подземных вод составляет 0,1−0,4 г/дм3. Состав вод гидрокарбонатный кальциевый.

Голоценовая и верхнеплейстоценовая водоносная толща делювиально-пролювиальных и обвально-оползневых отложений (c Q_III-IV)

Обводнённость толщи мощностью 3−20 м имеет спорадический характер. Дебиты родников изменяются в пределах сотых и тысячных долей л/с. Питание подземных вод осуществляется главным образом за счет инфильтрации атмосферных осадков. Воды имеют гидрокарбонатный кальциево-натриевый, гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-магниевый, а также гидрокарбонатно-хлоридный кальциево-магниевый состав. Их минерализация обычно составляет 0,3−0,5 г/дм³.

Гидрогеологическое значение подземных вод, связанных с четвертичными отложениями, несмотря на их незначительное площадное распространение, для изучаемой территории чрезвычайно велико. К валунно-галечникам четвертичного аллювия переуглубленных долин рек Агой, Колихо и Цыпка в Туапсинском районе и рек Мзымта, Бешенка и Ачипсе Краснополянского района приурочены основные ресурсы пресных подземных вод, являющихся практически единственным источником централизованного хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения существующих населенных пунктов в этих районах. В склоновых четвертичных образованиях также аккумулируется довольно значительное количество инфильтрационных вод, являющихся одним из ведущих факторов в формировании ЭГП (оползни, крип и др.).

Мезо-кайнозойские (дочетвертичные) водоносные отложений

Литологические особенности дочетвертичных образований, в состав которых входят потенциально водоупорные и слабоводопроницаемые отложения, обуславливают их обводненность преимущественно по зонам повышенной трещиноватости эндогенного и экзогенного генезисов, а также по разломам, большинство которых обводнено весьма незначительно. В связи с незначительным отличием гидрогеологических характеристик дочетвертичных отложений (практической их общностью) и предварительным характерам настоящих исследований, ниже приводится характеристика обводненности коренных отложений по водоносным сериям.

Водоносная серия палеогеновых отложений (Р₁-Р₂)

Отложения палеогена распространены в долине р. Агой, в правобережной приустьевой ее части, а также в районе аула Агуй-Шапсуг и представлены в основном глинами с редкими прослоями и линзами мергеля и обломочного материала. В зоне замедленного водообмена на участках, не затронутых эндогенной трещиноватостью, отложения палеогена являются практически водоупорными и скважины, пройденные в этих отложениях, безводны. В зонах экзогенной и эндогенной трещиноватости (интенсивного водообмена) циркулируют пресные воды (0,2−0,4 г/л) гидрокарбонатно-кальциевого состава с общей жесткостью до 6 мг-экв. Дебиты родников изменяются, от 0,01 до 0,1 л/сек. Практического значения воды палеогеновых отложений на изучаемой территории не имеют.

Водоносная серия верхнемеловых отложений

Верхнекампанская флишевая карбонатная водоносная толща (К2ср2)

Флишевые карбонатные отложения вехнекампанского подъяруса, объединяющие преимущественно известняково-мергельные породы бединовской и куниковской свит, приурочены к центральной части Джималтинской синклинали. Мощность их достигает 360 м.

Подземные воды зоны активного циркуляции приурочены к экзогенным трещинам выветривания. Подавляющее большинство родников характеризуется дебитом менее 0,1 л/с и лишь там, где экзогенная трещиноватость унаследовала тектоническую, они имеют дебиты до 0,7 л/с. Минерализация подземных вод обычно не превышает 0,3 г/дм³ при гидрокарбонатном кальциевом составе.

Известняково-мергельная толща переходных отложений верхнего

кампана-маастрихтского яруса (К₂ср-m)

Глубина залегания в зоне активного водообмена не превышает первых десятков метров. Воды имеют субнапорный характер лишь в трещинных системах разломов. Родники имеют дебит от 0,01 до 0,8, реже 5 л/с. Режим подземных вод зоны свободного водообмена находится в тесной связи с сезонными колебаниями климата. Так, в летний период расходы родников резко уменьшаются, а некоторые из них пересыхают. Основное направление движения подземных вод, от водоразделов в сторону ближайших понижений рельефа. Состав вод гидрокарбонатный кальциево-магниевый и гидрокарбонатный натриево-кальциевый.

В зоне свободного водообмена дебиты скважины 1,13 л/с при понижении 5,1 м. Пьезометрический уровень установился на отметке плюс 7,9 м. Состав вод хлоридно-гидрокарбонатный натриевый, минерализация 1,7 г/дм³. Минеральные воды до настоящего момента не использовались. Использование пресных вод — каптаж отдельных источников.

Сеноман-нижнекампанская флишевая карбонатная водоносная толща (К₂сm-ср₁)

Флишевые карбонатные отложения сеноман-нижнекампана широко развиты на территории района. Они характеризуются известняково-мергельным составом, с подчиненным значением прослоев песчаников, алевролитов и аргиллитов ананурской, керкетской, натухайской, гениохской, ахеянской и пенайской свит Новороссийского синклинория. Мощность их от 1000 до1200 м. Водоносность толщи в зоне активного водообмена изучена по многочисленным родникам. На фоне преобладающих дебитов родников 0,01−0,5 л/с отмечаются локальные участки с относительно высокими дебитами, достигающими 3,5 л/с. Эти родники имеют трещиновато-карстовый и карстовый характер. Химический состав вод гидрокарбонатный кальциевый при минерализации 0,2−0,5 г/дм³. Лишь в пределах субмеридиональных зон тектонических нарушений отмечаются воды гидрокарбонатно-сульфатного кальциево-натриевого состава при той же минерализации, что связано с разгрузкой здесь подземных вод из более глубоких гидродинамических зон.

Терригенная водоносная толща свиты Паук (К₂сm-pk)

Преимущественно терригенные сеноманские отложения различного литологического состава: песчаники туфогенные и карбонатно-кварцевые, аргиллиты, мергели и известняки. Мощность их достигает 170 м.

В целом, сеноманские терригенные отложения в зоне активного водообмена характеризуются сравнительно слабой обводненностью, а дебиты родников из них обычно составляют десятые-сотые доли л/с. Однако, в зонах тектонических нарушений наблюдается резкое увеличение дебитов родников до 0,3−0,5 л/с, чему способствует залегание сеноманских отложений на альбском аргиллитовом региональном водоупоре. Подземные воды гидрокарбонатного кальциево-натриевого состава с минерализацией от 0,2 до 0,5 г/дм³.

Водоносная серия нижнемеловых отложений

Альбская терригенная водоносная толща (К₁al)

Альбские отложения Новороссийского синклинория отмечаются глинисто-аргиллитовым составом. Эти отложения являются региональной водоупорной толщей. Лишь в зонах экзогенной трещиноватости и тектонических нарушений отмечается слабая обводненность альбских отложений, и из них выходят родники с дебитами от 0,01 до 0,5 л/с.

По химическому составу подземные воды альбских отложений розначевской свиты гидрокарбонатные кальциево-натриевые с минерализацией от 0,25 до 0,6 г/дм³.

Долменная терригенная водоносная толща (К₁ар₂₊₃dl)

Подземные воды долменной свиты в зоне свободного водообмена, мощность которой не превышает 40−50 м, изучены по родникам. Водообильность долменных песчаников крайне неравномерна, что частично объясняется заполнением трещин слабо проницаемыми продуктами выветривания пород. Дебиты родников изменяются от 0,2 до 1,0 л/с. Химический состав вод гидрокарбонатный кальциевый, реже гидрокарбонатно-хлоридный кальциево-натриевый. Минерализация 0,2−0,5 г/дм³.

Баррем-нижнеаптская терригенная водоносная толща убинской и афипской свит (К₁b-ap₁)

В целом, описываемые отложения являются водоупорными. Лишь в зоне выветривания к ним приурочены редкие малодебитные родники, функционирующие, как правило, лишь в многоводные периоды года, дебиты их от 0,02 до 0,5 л/с. Воды гидрокарбонатные кальциевые с минерализацией до 0,5 г/дм³.

В местах разгрузки вод зоны затрудненного водообмена, приуроченных к локальным трещинам новейших тектонических нарушений, отмечаются родники с дебитами от 0,01 до 0,5 л/с, а химический состав этих вод — гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриевый и сульфатно-гидрокарбонатный кальциево-натриевый. Минерализация от 0,1 до 0,6 г/дм³.

Из приведенного выше описания водоносности отложений района исследований, можно сделать следующие выводы:

наиболее водообильными являются аллювиально-пролювиальные четвертичные отложения, слагающие переуглубление долины р. Туапсе. К ним приурочены основные ресурсы пресных вод;

зоны экзогенной трещиноватости дочетвертичных отложений содержат пресные воды, однако, водообильность их невелика, обводнены они спорадически;

ниже зон экзогенной трещиноватости дочетвертичные отложения практически безводны. Подземные воды здесь приурочены к локальным эндогенным трещиноватым зонам, которые содержат минерализованные воды различного состава.

5. Физико-геологические процессы

Берега морей постоянно изменяют свои очертания под воздействием волноприбойных явлений, приливов и отливов, вдоль береговых и направленных течений, а также вследствие физического и химического воздействия воды и живущих в ней организмов на горные породы, слагающие берега. В то же время вдоль берегов происходит накопление рыхлого материала, образующегося при их разрушении и приносимого направленными течениями и реками. Эти накопления создают аккумулятивные формы рельефа и также изменяют очертания берегов.

Процесс изменения очертаний берегов морей и озер в результате их разрушения под воздействием главным образом волно-прибоя называется абразией (от лат. abrasio — соскабливание). Изучение геологических процессов, протекающих в прибрежной полосе водоемов, показывает, что они строго подчиняются закону связей между процессами и явлениями, существующими в объективном мире.

Другим процессом, распространённым на всём побережье Краснодарского края, являются оползни. Оползнем следует называть массу горных пород, сползшую или сползающую вниз по склону или откосу (искусственный склон) под влиянием силы тяжести, гидродинамического давления, сейсмических и некоторых других сил. Образование оползня есть результат геологического оползневого процесса, проявляющегося в вертикальном и горизонтальном смещениях масс горных пород вследствие нарушения их устойчивости — равновесия.

Оползни разрушают склоны и откосы, изменяют их очертания, создают специфический оползневой рельеф. Кроме того, оползневые смещения создают своеобразные формы внутреннего строения оползневых накоплений — их структуру. Сползание масс горных пород при оползневом процессе всегда происходит по одной или нескольким поверхностям скольжения, которые являются обязательным и характерным элементом структуры каждого оползня. Следовательно, оползневые явления всегда сопровождаются изменением рельефа местности, ее геологического строения и указывают на то, что горные породы на склоне или в откосе потеряли устойчивость под влиянием каких-то причин.

Строительство сооружений и их эксплуатация в районах распространения или возможного образования оползней является сложной проблемой. Многовековой опыт показывает, что оползни — это грозное и часто грандиозное геологическое явление. В отдельных районах они существенно изменяют рельеф поверхности земли, уничтожают расположенные на них угодья, нарушают устойчивость сооружений, зданий, дорог, каналов, целых комплексов сооружений, городов, разрушают их, вызывая катастрофы с человеческими жертвами и большими материальными убытками. Все это приводит к необходимости постоянно производить мелиоративные работы по улучшению таких территорий и строить разнообразные противооползневые сооружения.

Оползни представляют большую опасность не только на естественных склонах, но и на склонах искусственных, т. е. на откосах насыпей, дамб, плотин, выемок, бортов карьеров.

Оползни не только нарушают устойчивость местности, сооружений, бортов карьеров, но и оказывают большое влияние на изменение природных условий вообще и на развитие других геологических процессов, с которыми они часто генетически связаны. Так, например, оползневые явления существенно нарушают поверхностный сток атсмосферных вод; вскрывая водоносные горизонты, способствуют их дренированию, истощению ресурсов подземных вод или, наоборот, закрывают выходы подземных вод, сдерживая их разгрузку, создавая подпор и изменяя тем самым их режим.

Оползневые явления подготавливают материал — оползневые накопления, которые затем легко размываются и в долинах горных рек участвуют в развитии селевых явлений. В прибрежной зоне морей и рек оползни разрушают берега и береговые склоны.

Все вышеперечисленное заставляет уделять большое внимание изучению оползневых явлений, учитывать их распространение и возможность образования при планировании размещения различных видов строительства, постоянно оценивать степень их опасности при проектировании и строительстве сооружений и хозяйственном использовании территорий.

6. Инженерно-геологическая характеристика территории

6.1 Характеристика проектируемого инженерного сооружения

Объектом инженерно-геологических изысканий является административное здание ФГОУ ВДЦ «Орлёнок» в Туапсинском районе пос. Новомихайловский.

Тип сооружения — административное здание

II уровень ответственности

Габариты здания — 2030 м

Высота здания — двухэтажное

Тип фундамента — ленточный

Глубина заложения фундамента — 2 м.

Нагрузка на фундамент — 200 кН/м

6.2 Инженерно-геологическое районирование

Районирование включает анализ факторов и компонентов инженерно-геологической обстановки, их взаимосвязь, изменчивость в пространстве, влияние на условия строительства и эксплуатации проектируемых инженерных объектов и изменение под влиянием инженерной деятельности человека.

Инженерно-геологическое районирование — процесс и результат деления геологического пространства на области, которые различаются по инженерно-геологическим условиям при относительном сходстве в выделенных пространствах.

Логические правила инженерно-геологического районирования.

1) районирование должно проверяться по вещественно — морфологическим признакам;

2) сумма площадей должна быть равна площади территории;

3) выделяемые комплексы должны относиться к единому порядку (категории);

4) признаки выбираться так, чтобы каждая точка попадала только в одну из выделенных территорий.

5) В пределах одной единицы вес гран. Едц. Более высокого ранга должно проводиться по признакам одного порядка.

6) границы между выделенными единицами должны проводиться по определенному классификационному признаку

Основные принципы районирования.

ь формационно-генетический;

ь структурно-тектонический;

ь геоморфологический;

ь литолого-стратиграфический;

ь ландшафтно-индикационный;

ь инженерно-экономический;

ь собственно инженерно-геологический;

На основании инженерно-геологических изысканий, на исследуемой территории, выделен один инженерно-геологический район, который делится на три подрайона, (см. графическое приложение 1):

I. Район высоких плейстоценовых террас.

I-1. Абразионно-оползневой склон.

I-2. Поверхность древней морской террасы.

I-3. Современная морская терраса.

Характеристика выделенных на инженерно-геологической карте таксонов приведена в приложении 2

6.3 Инженерно-геологическая оценка условий строительства проектируемых сооружений

На основании буровых и лабораторных работ, согласно ГОСТ 25 100–95 и ГОСТ 20 522–96, на исследуемой площадке изысканий выделено 7 инженерно-геологических элемента (ИГЭ).

Класс: природные дисперсные грунты

Группа: связные, несвязные

Подгруппа: насыпные

ИГЭ - 1. Насыпной, слежавшийся грунт: глина, суглинок, щебень, галька, гравий, строительный мусор.

Грунт неоднороден по составу, слежавшийся. Учитывая неоднородный состав насыпных грунтов и небольшую мощность его невозможно использовать, как основание под фундаменты (СП-105−97, п. 9.2.1). Физико-механические свойства грунта изучались по трем пробам.

Результаты определений физических свойств грунта (его глинистых разностей) приведены в таблице 1.

По геофизическим данным удельное сопротивление грунтов составляет 13−50 Ом. м.

Класс: дисперсные грунты

Группа: связные, несвязные грунты

Подгруппа: осадочные грунты

ИГЭ-2 Песок средней крупности с гравием, галькой 9,4%

Результаты испытаний физических свойств грунта приведены в таблице 2.

Согласно ГОСТ 25.100−95 (таблицы Б.10, Б.17) грунт классифицируется, как песок малой степени водонасыщения.

Прочностные характеристики (расчётные значения сцепления (С_н), угла внутреннего трения (ц), компрессионного модуля деформации Е_в,) определялись по схеме сдвига медленного после предварительного водонасыщения и уплотнения нагрузками сдвига. Модуль деформации определялся в водонасыщенном состоянии: