Азизджан фазилович бабаджанов
§2.5. Техногенные факторы, способствующие формирование и развитие процесса подтопления и дренирования
Download 1.88 Mb.
|
1-90-pages
§2.5. Техногенные факторы, способствующие формирование и развитие процесса подтопления и дренированияИсследование по техногенным факторам, способствующие формированию и развитию процесса подтопление изучались в основном по территории города Карши и прилегающих территорий – это процесс подъема уровня грунтовых вод выше некоторого критического положения (1,0 – 1,5 м), а также формирование верховодки вдоль оросительных каналов, промышленных и гражданских сооружений или появление техногенного водоносного горизонта, приводящего к ухудшению инженерно-геологических условий территорий строительства, поливных и орошаемых территорий. В основном глубина критического уровня определяется по нормативным документам (ШНК 1.02.09-15 и др.) в зависимости от глубины заложения и типа фундаментов, конструкций подземной части сооружений, свойств грунтов оснований в активной зоне аэрации, высоты капиллярной каймы. Критические глубины для урбанизированных территорий принимаются равными 3,0 – 4,0 м. Наличие слабопроницаемых пород в зоне аэрации, близкое расположение региональных или локальных водоупоров, слабая дренированность территории, неглубокое залегание уровня грунтовых вод и другие параметры обусловливают развитие процесса подтопления. Кроме того, развитие процесса подтопления связано с появлением новых источников питания грунтовых вод, нарушением условий естественной разгрузки подземных вод. Подтопление земель выражается в повышении уровня грунтовых вод до критической отметки: в подвальных помещениях зданий и сооружений появляются грунтовые воды. Процессы подтопления центральной, юго-западной и южной частей города Карши проявляются на территории военного городка, областной травматологической больницы, пос. Шибаева и пос. Механизаторов, в районе аэропорта и железнодорожного вокзала, где уровень грунтовых вод залегает на глубинах от 1,0 до 2,0 м, в среднем – 1,5 м в невегетационный период, а в вегетационный уровень составляет 0,7–1,0 м, что создает неблагоприятную обстановку на 15 % площади города. На территории города Карши техногенными факторами, способствующими формированию и развитию процесса подтопления, являются следующие: 1 – техногенные утечки из водонесущих коммуникаций (подземная водоподача, тепловое снабжение, канализационная система, объекты, интенсивно использующие питьевую или техническую воду), прудов, оросительных каналов, отстойников, водохранилищ вследствие плохой организации поверхностного стока на застроенных и осваиваемых территориях; 2 – барражный (возникает вследствие полного или частичного перекрытия водоносного горизонта подземным сооружением) эффект при строительстве заглубленных подземных сооружений (подземные переходы, подвалы, подземные гаражи и др.) и многоэтажных административных и жилых сооружений, засыпка овражных и пониженных участков плохо фильтрующим материалом или техногенными грунтами, устройства свайных полей при проведении строительства, конденсация влаги под основаниями зданий и сооружений; 3 – инженерно-планировочные работы, связанные со строительством и гидромелиоративными мероприятиями, и глухое бетонирование борта каналов и рек, служащих естественными дренами. Основными техногенными факторами, влияющими на режим подземных вод в городе Карши, являются: водоподача на орошаемые поля, инфильтрация поверхностных вод из магистральных каналов, арыков, коллекторно-дренажный сток, отбор подземных вод для различных целей. Последствия подтопления предопределяются инженерно-геологическими условиями города Карши и прилегающих территорий. Инженерно-геологические условия района детально охарактеризованы Э.В.Мавляновым, К.П.Пулатовым, Ю.Иргашевым и др. [54; с. 50-57, 72;95-с.] на основе комплексных исследований при съемке изучаемой территории масштаба 1:50000. Согласно результатам анализа ранее проведенных и личных исследований диссертанта, территория исследованного района представлена аллювиальными и пролювиальными равнинами. Аллювиальная равнина приурочена к первой и второй надпойменным террасам и прослеживается узкой полосой вдоль русла реки Кашкадарьи, достигает ширины 0,5 км у кишлака Хилал и далее постепенно расширяется до 40 км. Аллювиально-пролювиальная равнина приурочена к III надпойменной террасе реки Кашкадарьи и прослеживается по периферии аллювиальной равнины. Абсолютные отметки колеблются от 400 до 280 м, общий уклон – на северо-запад. Поверхность сложена аллювиальными суглинками, супесями и песками амударьинского комплекса, и аллювиально-пролювиальными песчаными породами сукайтинского комплекса [57;278-с.]. Район преимущественного развития аллювиально-дельтовых суглинисто-песчаных отложений амударьинского комплекса занимает плоскую равнину современной дельты реки Кашкадарьи. Абсолютные отметки поверхности – 400–230 м, общий уклон поверхности – с востока на запад и северо-запад. Поверхность сложена аллювиально-дельтовыми отложениями, представленными с поверхности переслаиванием плотного суглинка и супесей коричневато-серого цвета мощностью 4–6 м. Ниже они представлены разнозернистыми песками с содержанием большого количества гравия и редко – гальками. Мощность разнозернистых песков достигает 20–35 м. Общая мощность аллювиально-дельтовых отложений амударьинской свиты – 20–40 м. Аллювиальные отложения амударьинского комплекса подстилаются аллювиально-пролювиальными суглинисто-песчаными породами сукайтинского комплекса в центральной и западной частях района исследований, а в северо-западной части – гузарской свитой верхнего неогена. По гранулометрическому составу аллювиальные суглинки характеризуются большим содержанием пылеватых частиц. Коэффициенты фильтрации лёссовидных супесей в зоне аэрации, по данным опытных наливов воды в шурфы, колеблются от 0,32 до 1,8 м/сутки, суглинков – от 0,17 до 0,36 м/сутки, песков – от 3,6 до 11,75 м/сутки. Коэффициенты относительной просадочности лёссовидных супесей и суглинков колеблются от 0 до 0,006 и считаются практически не просадочными. Территория преимущественного развития пролювиального лёсса карнабского комплекса на песчано-глинистых отложениях верхнего неогена занимает восточную часть описываемого района. Абсолютные отметки – 460–350 м с общим уклоном поверхности на северо-запад и запад. Этот район врезается крупными эрозионными лощинами, проходящими в северо-западном и западном направлениях. Относительные углубления – 8–16 м. В северной части района на широте кишлаков Мулалы – Карабаир ширина пролювиальной равнины наибольшая, а у кишлака Ханабад она значительно сужается. Породы, слагающие описываемую равнину, характеризуются преобладающим развитием однородных пылеватых супесей и суглинков, гранулометрический состав, структура и цвет которых очень однообразны. В гранулометрическом составе супесей преобладают частицы размером 0,05–0,01 мм – они составляют 5 %. Скважина в районе кишлака Мулла-Куват вскрывает до глубины 130,0 м однородную толщу пылеватого суглинка, цвет которого до глубины 28,0 м светло-серый с желтоватым оттенком, ниже переходит в темно- серый и желтовато-серый. По левобережью реки Кашкадарьи строение пролювиальной равнины местами отличается чередованием суглинков, супесей и песка. Такое строение характерно для участков, где проходили древние ирригационные каналы. Гранулометрический состав лёссовых пород карнабского комплекса, слагающих пролювиальные равнины, характеризуется однородностью пылеватых фракций от 34 до 95 %, в среднем – от 64 до 78 %. Содержание глинистой фракции изменяется от 3 до 18 %, чаще – от 64 до 78 %. Содержание глинистой фракции – от 6 до 58 %, в среднем – от 15 до 36 %. Карбонатность и содержание легкорастворимых солей пролювиальных лёссовых пород карнабского комплекса колеблется от 18 до 47 %, в среднем – 26,8 %, а на глубине 4,0 м составляет 71,5 %. Минералогический состав описываемых отложений характеризуется преобладанием минералов легкой фракции: кварца, полевого шпата, группы слюд (мусковит, биотит) – от 4 до 18,5 %, в среднем – 8,8 %. Содержание песка в грунтах преобладает над содержанием супеси и доходит до 18,5 %. Среди минералов тяжелой фракции преобладают роговая обманка, эпидот, лимонит-гематит, магнетит-ильменит. Содержание роговой обманки в пролювиальных лёссовых породах от 2,0 до 22,2 %, в среднем – 10,2 %; лимонит-гематита – от 14,1 до 50,5 %, в среднем – 18,2 %; магнетит-ильменита – от 4 до 9,9 %, в среднем – 6,5 %. В целом минералогический состав данных отложений не изменяется по глубине и площади. Степень засоленности пролювиальных лёссов – менее 0,3 %, при наличии хлора – от 0,01 до 0,1 %, при плотном остатке – 0,3–1, при наличии хлора – менее 0,01 %. С глубины 1–2 м и ниже переходят в средне- и сильнозасоленные. Характер засоления сульфатный с повышенным содержанием хлоридов и кальция. Изменение влажности пород при прочих равных условиях зависит от гранулометрического состава. Чем больше глинистых фракций, тем больше влажность. Так, влажность суглинков изменяется от 2,3 до 32,8 %, в среднем – 12 %; супесей – 1,3–28,1 %, в среднем – 10,5 %; песков – от 4,3 до 11,3 %, в среднем – 8,05 %. Анализ влажности грунтов описываемой равнины приводит к выводу, что с переходом к более грубозернистым грунтам естественная влажность снижается. Верхний предел пластичности пролювиальных лёссовых грунтов изменяется в диапазоне 1,6–38 %, нижний предел – 1,3–40 %. Пластичность – от 1 до 24 %. Максимальная молекулярная влагоемкость в описываемых отложениях изменяется от 8 до 19 %. В супесях она колеблется от 8 до 19 %, в среднем – 12,5 %, в суглинках – от 15 до 19 %, в среднем – 16,6 %. Плотность частиц грунта различных компонентов пролювиальных лёссовых пород карнабского комплекса составляет 2,68–2,78 т/м3. Плотность грунта при естественной влажности колеблется от 1,35 до 2,04 г/см3, в сухом состоянии – от 1,28 до 1,79 г/см3. Пористость пролювиальных лёссовых грунтов изменяется от 32 до 55%. Изменение пористости грунтов с глубиной зависит от генезиса, возрасти и литологического состава пород. Изменения пористости в вертикальном разрезе пород неравномерные. Скорость и характер размокания пролювиальных лёссовых пород карнабского комплекса колеблется от 44 до 15 мин. Характер размокания – комковатый. Процесс размокания происходит путем распада грунтов на макроагрегаты, которые образуют пылевато-комковатую массу. Величина коэффициента фильтрации пород зоны аэрации колеблется от 0,5 до 1,5 м/сут. Из современных геологических и инженерно-геологических процессов на территории города Карши и прилегающих к нему площадях имеют развитие сейсмичность, эрозия, заболачивание, подтопление, засоленность почво-грунтов, просадочность в лёссовидных грунтах и т.д. [4; с. 233-235, 5;208-с.]. По интенсивности проявления сейсмичности и в соответствии с приложением 1. КМК 2.01.03-965 территория исследования относится к району с силой землетрясений в 7 баллов с повторяемостью 1 раз в 1000 лет. Эрозионные явления фиксируются в виде подмыва берегов и русла водными потоками. Из эрозионных процессов на данной территории отмечаются донная и боковая эрозии, в результате которых происходит переработка берегов реки Кашкадарьи и оросительных каналов. Заболачивание происходит при затоплении территорий, когда повышение уровня грунтовых вод приводит к образованию и длительному существованию свободной водной поверхности на определенном участке. Процессы заболачивания отмечаются только в юго-западной части территории (пос. Мириман) за Каршинским магистральным каналом, от северной и западной окраин локомотивного депо до железнодорожного вокзала и проявляются во время весенних осадков. При близком залегании к поверхности (менее 1–3 м) грунтовых вод происходит интенсивное засоление грунтов за счет испарения. В результате поливов и инфильтрации из каналов и коллекторов идет смыв засоленных участков. Загрязненные воды смешиваются с грунтовыми, в результате чего повышаются минерализация и концентрация сульфатов в грунтовых водах. Такое бесхозяйственное использование приводит к засолению почвогрунтов, величина сухого остатка по данным химического анализа водной вытяжки изменяется от 650,0 до 7024,0 мг/кг. Содержание ионов SO4-2 изменяется от 650 до 14560,0 мг/кг, ионов HCO3- от 205,7 до 8376,1 мг/кг, ионов Сl- – от 84,0 до 2100,0 мг/кг. По содержанию ионов SO4-2 грунты оцениваются, в основном, как сильноагрессивные к бетону на сульфатостойких цементах по ГОСТу 22266-2013, а по содержанию ионов Сl‑ и ионов SO4-2 – как сильноагрессивные к железобетонным конструкциям. Коррозионная агрессивность грунтов по отношению к углеродистой стали, в основном, высокая, в единичных случаях – средняя и низкая. Лёссовидные глинистые грунты, слагающие исследованную территорию, обладают просадочными свойствами, которые, как правило, развиты в верхней части разреза выше уровня подземных вод. Тип грунтовых условий по просадочности, согласно КМК 2.02.01-986, – I (первый), а на участке, где подземные воды залегают на глубинах более 5,0 м – II (второй). По результатам компрессионных исследований в описываемом районе отмечаются среднепросадочные территории с величиной просадки от 0,5 до 1,0 м. Такие территории встречаются на водораздельных участках холмов и плоской пролювиальной равнины, где мощность просадочной толщи составляет 18–35 м. К слабопросадочным территориям относятся центральная часть плоской пролювиальной равнины, а также преимущественно возвышенные участки и пологие склоны пролювиальных равнин, где мощность просадочной толщи – 8–20 м, величина просадки – от 0,015 до 0,5 м. К очень слабо просадочным территориям с величиной просадки от 0,05 до 0,15 м относятся западная и юго-западная части пролювиальной плоской равнины и склоны крупных долинообразных лощин, где уровень грунтовых вод залегает на небольших глубинах – в пределах 8–15 м. Южная, юго-западная и западная части описываемого района относятся к практически непросадочной территории, где уровень грунтовых вод залегает на глубине 1–5 м [41; с. 126-130]. На исследованной территории вскрыты техногенные образования – переотложенные насыпные супесчано-суглинистые грунты с большим содержанием бытового и строительного мусора, а также ирригационные суглинки серые, иловатые, загумусированные, разнородные по плотности сложения и отложения кладбищ. Мощность техногенных образований – от 0,2 до 3,0 м, а в отдельных точках – 7,0–8,0 м. Исходя из геолого-геоморфологического строения и гидрогеологических условий, а также, согласно ГОСТу 25100-20117, грунты, развитые в районе исследований, относятся к классу дисперсных, в котором выделяются две группы: связные осадочные и несвязные осадочные. Связные осадочные грунты по типу – полиминеральные, по виду – глинистые. По количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры вскрытая толща глинистых грунтов представлена супесями, суглинками и реже – глинами. Они с поверхности видоизменены в почвенно-растительный слой – супеси и суглинки с содержанием корней растений мощностью 0,2–0,5 м. Несвязные осадочные грунты по типу – полиминеральные, по виду – песчаные. Песчаные грунты представлены разнозернистыми песками – от пылеватых до гравелистых. Исходя из литологического строения и физико-механических свойств грунтов, в 0–26 метровой толще выделяется шесть инженерно-геологических слоев (ИГС) (рис.2.6). Рис. 2.6. Выделение инженерно-геологических слоев по разрезу Первый инженерно-геологический слой (ИГС-1) включает в себя техногенные грунты, переотложенные супеси и суглинки с включением бытового и строительного мусора, ирригационные суглинки и супеси иловатые, загумусированные, неоднородные по составу и плотности сложе-ния, от маловлажных до влажных, от твёрдых до мягкопластичных. Грунты залегают в верхней части разреза, выше уровня грунтовых вод. Преобладают грунты высокопористые, крайние и нормативные значения показателей физико-механических свойств грунтов ИГС-1 приведены в табл. 2. Таблица 2. Крайние значения характеристик грунтов ИГС-1
Второй инженерно-геологический слой (ИГС-2) объединяет супеси и суглинки палевые, серовато-коричневые, светло-коричневые и коричневые, естественного сложения, лёссовидные, макропористые, с включением карбонатных конкреций, с прожилками гипса до 10 %, с единичным включением галечника, со следами ожелезнения, маловлажные и влажные, от твёрдых до пластичных, просадочные при дополнительных нагрузках и непросадочные при природном давлении. Залегают грунты ИГС-2 в верхней части разреза выше уровня подземных вод. В табл. 3 приведены все крайние и нормативные значения показателей физико-механических свойств грунтов ИГС-2. Таблица 3 Крайние и нормативные значения характеристик грунтов ИГС-2
Третий инженерно-геологический слой (ИГС-3) объединяет супеси и суглинки с включением карбонатных конкреций и гипса до 10 %. Водонасыщенные, от твёрдых до текучих, залегающие ниже уровня подземных вод и в зоне переменного увлажнения, непросадочные. По данным статического зондирования, слабые грунты ИГС-3 характеризуются сопротивлением погружению конуса Рqc= 6,7-19,0 кгс/см² (0,67-1,9 МПа). Нормативное значение Рqc = 13 кгс/см² (1,3 МПа). В табл. 4 приведены все крайние и нормативные значения показателей физико-механических свойств грунтов ИГС-3. Таблица 4 Крайние и нормативные значения характеристик грунтов ИГС-3
Четвёртый инженерно-геологический слой (ИГС-4) включает в себя суглинки тяжёлые и глины лёссовидные, макропористые, с включением карбонатных конкреций, с прожилками гипса до 10 %, маловлажные и влажные, от твёрдых до тугопластичных, просадочные при дополнительных нагрузках и непросадочные – при природном давлении. В табл. 5 приведены все крайние и нормативные значения показателей физико-механических свойств грунтов ИГС-4. Таблица 5 Крайние и нормативные значения характеристик грунтов ИГС-4
Пятый инженерно-геологический слой (ИГС-5) объединяет суглинки тяжёлые и глины лёссовидные, низкопористые с включением карбонатных конкреций и гипса до 10 %, водонасыщенные, от твёрдых до текучепластичных, залегающие ниже уровня подземных вод и в зоне переменного увлажнения, непросадочные. В табл. 6. приведены все крайние и нормативные значения показателей физико-механических свойств грунтов ИГС-5. Шестой инженерно-геологический элемент (ИГС-6) объединяет пески серые и желтовато-серые, от пылеватых до гравелистых, местами с включением мелкой гальки, по плотности сложения плотные и средней плотности, от маловлажных до водонасыщенных. Вскрытая мощность песков – 0,4–5,8 м, а в отдельных выработках – 6,1–9,0 м. Таблица 6 Крайние и нормативные значения характеристик грунтов ИГС-5
По гранулометрическому составу преобладают пески средней крупности с содержанием фракций более 0,25 мм – 51,1–68,2 % и пылеватые с содержанием фракций крупнее 0,1 мм – 33,6–68,4 %. Основные показатели, характеризующие физико-механические свойства песчаных грунтов ИГС-6, приводятся в табл. 2.8. Таблица 2.8 Крайние значения характеристик грунтов ИГС-6
Download 1.88 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling