УДК 624.131.3

Анализ инженерно-геологических особенностей при строительстве жилых домов г. Уфа РБ

Хазипова Айгуль Фаргатовна – кандидат технических наук, доцент Башкирского государственного аграрного университета.

Кунафина Альбина Булатовна – студент магистратуры факультета природопользования и строительства Башкирского государственного аграрного университета.

Аннотация: В статье рассматриваются особенности инженерно-геологических условий микрорайона г. Уфа. Акцентируется внимание на самые сложные и существующие трудности при строительстве на исследуемой территории. Проведен анализ инженерно-геологических изысканий под строительство, изучены геологические данные, проанализированы архивные работы. Результатами исследования являются отнесение к категории сложности для строительства жилых многоэтажных многоквартирных домов, а так же рекомендации профилактических мер противокарстовой защиты исследуемой территории.

Ключевые слова: инженерно-геологические изыскания, инженерно-геологические условия, карст, гипс, грунт.

Уфа - это столица Республики Башкортостан, город миллионник. В настоящее время, население мигрирует из провинциальных городов в столицу, в поисках работы, лучших условий жизни и т.д., в связи с этим, рождается спрос на недвижимость, спрос рождает предложение, идет массовая застройка жилых многоквартирных многоэтажных жилых домов на территории города.

Глумилино — «неформальный» микрорайон в г. Уфа, находящийся на территории Октябрьского района Уфы, занимающий территорию вдоль ул. Российской. Изучаемая территория расположена на восточной границе Бельско-Уфимской водораздельной равнины (Уфимского полуострова). Столица же расположена в пределах Прибельско-холмисто-увалистой равнины.

Актуальность темы определяется широким проявлением в районе изучения, суффозионно-карстовых явлений и связанных с ними экзогенных геологических процессов. Протекание карста наблюдается на всей территории столицы и не ограничивается локальным участком исследования.

В Уфе имеются препятствия со строительным освоением территорий, есть нехватка территорий для возведения жилых домов с благоприятными инженерно-геологическими условиями, где для безопасного возведения которых требуются точные (по результатам изысканий) и актуализированные (по другим отчетам) данные инженерно-геологического строения и особенностям территории. В настоящий момент проблема обостряется в связи с увеличением масштабов строительства, тщательная геологическая разведка обходится достаточно дорого, поэтому зачастую застройщики экономят на средствах.

 Жилой район Уфимский «полуостров» начал отстраиваться в начале 1980-х гг., в основном панельными девятиэтажными домами, застройка микрорайона продолжается до сих пор, теперь исключительно многоэтажными домами от 16 до 25 этажей. Микрорайон является востребованной площадкой для строительства жилых домов, но имеются комплекс опасных геологических процессов, такие как; тектонические и экзотектонические процессы; оврагообразование; подтопление участков; суффозионно-карстовые процессы[6].

Гидрогеология. Каждую весну, со сходом снега и началом половодья, вспоминают о закарстованности территории г.Уфы, поднимающаяся вода провоцирует активное подтопление и застаивание поверхностных вод, грунты замачиваются, что ведет к потерям несущую способности, который влияет на ухудшение инженерно-геологических условий.

На территории Уфимского «полуострова» распространены грунтовые водоносные горизонты в аллювиальных образованиях четвертичного возраста долин рек Белой и Уфы, акчегыльско-алшеронских осадках, а также водоносные горизонты безнапорного, слабонапорного и напорного типов в отложениях Уфимского и Кунгурского ярусов.[4]. В пределах Бельско-Уфимского водораздела четвертичные и неоген-четвертичные породы содержат воду небольшими участками, или же обводняются в периоды снеготаяния и интенсивных дождей (рис. 1).

Причина карстовых провалов в Уфе, за частую связана с природными факторами.[5]. Часто просадке грунтов способствуют утечки воды из инженерных сетей. Согласно сборнику Института геологии УНЦ РАН, доля утечек в питании уфимских подземных вод составляет от 25 до 50 %. С 2010 по 2015 годы было обнаружено более 600 скрытых утечек в городской водопроводной сети, где терялось более 3 миллионов кубометров воды. В сутки в городском округе происходит от 10 до15 утечек в сутки из-за высокого износа сетей водоснабжения. Сети водоснабжения изношены сегодня примерно на 83 %, водоотведения — на 68,7 %, тепловые сети — от 60 до 70 %. В результате, по данным геологов, около 80 % всех карстовых провалов в Уфе и ее окрестностях в той или иной степени связаны с утечками из воды из коммуникаций [9].

Доля техногенного источника в пополнении подземных вод достигает 30% и более от природного (расчеты выполнены по выносу отдельных консервативных ингредиентов).[1] рис 1.

Рисунок 1. Гидрологическая схема микрорайона «Глумилино»

Условные обозначения: 1 – гидростратиграфическая граница; 2 – границы развития грунтовых вод в неогеново-четвертичных отложениях; 3 – участок южного водозабора; 4 – линия гидрогеологического разреза.

Карст. Градостроительное освоение г. Уфы непосредственно влияет на геологическую среду территории. Человек существенно изменяет ландшафт, срезает поверхностные формы рельефа, нарушает покровно-залегающие образования и др., тем самым изменяя гидрогеологические условия и физико- механические свойства грунта и, в конце концов, вызывая активизацию опасных геологических процессов (в том числе карстовых и суффозионных).

Основные факторы развития карстово-суффозионных процессов в периоды градостроительного освоения:

-нарушение поверхностного водоупора покровных отложений;

-утечки из водопроводящих подземных коммуникаций в подстилающие горизонты;

-механические воздействия во время строительства зданий и сооружений (забивка свай, вибрации механизмов и пр.);

-проникновение вредных выбросов промышленных предприятий,

с агрессивным воздействием к породам, в подземные воды.

Участок по существующей классификации карста находится в районе развития карбонатного и сульфатного классов карста закрытого подкласса. Карстовый процесс развивается в суффозионно-неустойчивых карбонатных (известняк) породах уфимского яруса, и в гипсах кунгурского яруса.[2].

Непосредственно на участке поверхностных форм карстопроявлений нет. По данным ранее выполненных изысканий ближайшие поверхностные карстопроявления отмечены на расстоянии от 180 до 240 м южнее площадки проектируемого строительства.

Оценка литологического строения и физического состояния массива пород на участке изысканий проведена по данным выполненных наземных и скважинных геофизических исследований, с привлечением фондовых материалов инженерно-геологических изысканий, выполненных на сопредельных территориях. [10].

Согласно районированию по категориям устойчивости относительно карстовых провалов, проведенному для проекта застройки жилого района «Глумилино» масштаба 1:2000, территория изысканий была отнесена к IV и V категориям устойчивости.

Интенсивность карста на территории города зависит от ряда факторов: широкое распространение легкорастворимых пород, таких как гипсы, ангидриты, доломиты и известняки, степени перекрытостикарстующихся пород некарстующимися, положения базиса эрозии современных и палеодолин рек Уфы и Белой, соотношения уровней вод различных водоносных горизонтов, трещиноватости и проницаемости пород, агрессивных свойств фильтрующихся через породы вод, техногенной нагрузки на геологическую среду и др.[4].

Наиболее часто современные провалы и воронки возникают около и в пределах древних карстовых форм рельефа. Проявления карста в виде провалов наблюдается в пределах селитебных зон, где они сопровождаются деформациями зданий и авариями на инженерных сооружениях.

Всего же в РБ почти в 400 населенных пунктах возможно проявления карста на поверхности. [2].

На исследуемой территории имеются все предпосылки для развития карстово-суффозионных процессов:

-широко распространенные сверху карстующиеся карбонатные породы с подстилающими сульфатными породами в виде гипсов;

-гидравлическая связь между карстующимися породами, вследствие вертикальной нисходящей циркуляции подземных и поверхностных вод;

-высокий вертикальный градиент фильтрации подземных вод;
-высокая агрессивность поверхностных и подземных вод по отношению к вмещающим породам (мергелю, гипсу, доломиту);

-техногенный фактор (хозяйственная деятельность человека).

Заключение. В связи с наличием в разрезе пород, подверженных суффозии (разрушенных песчаников и известняков, мергелей выветрелых), и предрасположенностью разреза для развития техногенного карста, особое внимание следует уделить профилактическим мерам противокарстовой защиты, в противном случае, вследствие активизации карстово-суффозионного процесса, степень устойчивости территории понизится (перефразировать).

По совокупности приведенных выше данных и согласно [6] участок относится к средней категории сложности, что является условно благоприятным для строительства жилых домов.

Хозяйственная деятельность человека, препятствующая развитию карста:

-засыпка поверхностных проявлений карста;

-увеличение верхнего водозащитного покрова;

-прокладывание искусственных водозащитных покрытий (асфальтирование, бетонирование);

-сооружение ливневок, проведение профилактических противокарстовых мероприятий и тампонаж скважин.

Для своевременных мер по обеспечению сохранности зданий и сооружений безопасности людей в последнее время стали применяться датчики деформации, установленные в толще пород в основании сооружений или вблизи них, фиксирующие подземные карстовые деформации, которые могут быть своеобразными симптомами поверхностных деформаций. Они наиболее эффективны при установке их в основании сооружений, имеющих относительно небольшую площадь опирания, а также при фиксации деформаций над обнаруженными карстовыми полостями.

Список литературы

1. Абдрахманов Р.Ф., Мартин В.И. гидроэкология г.Уфы: препринт/УФНЦ РАН.1992.
2. Абдрахманов Р. Ф., Мартин В. И., Попов В. Г., Рождественский А. П., Смирнов А. И., Травкин А. И. Карст Башкортостана. Уфа — 2002. С. 178.
3. Барышников В.И., Камалов В.Г. Тектоника Уфимского «полуострова». ООО «Архстройизыскания» © 2018 г. 9 с.
4. Катаев В. Н. Основы структурного карстоведения: учеб. пособие по спецкурсу / Перм. ун-т. — Пермь, 2004. — 143 с
5. Мухаметшина Г.Р., Камалов В.Г. Инженерно-геоморфологические особенности застройки Сутолокской синклинали на Уфимском «полуострове». БГУ, Географический факультет, Уфа. 2018 г. – 5 с.
6. СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Госстрой России.-М:2013.
7. Смирнов А. И. Геологическое строение. Карст // Атлас Республики Башкортостан. Уфа: Башкортостан, 2005. С. 60.
8. Растяпина,О.А. Инженерное освоение и защита территории от опасных процессов: учебное пособие/ О.А. Растяпина; Министерствово образования и науки Российская Федерации, Волгоград, Государственный архитектурно.‐строительный университет.
9. Фазлыева А. И., Петрук А. С. Карст г. Уфа Республики Башкортостан и методы его предотвращения // Уральская минералогическая школа. 2016. № 22. С.120–122.
10. Челпанов П.Е. Заказ 00246 «Застройка территории квартала, ограниченного проспектом Салавата Юлаева, улицами Лесотехникума, Энтузиастов, Рудольфа Нуриева в Октябрьском районе ГО г. Уфа РБ. Литер 2, 3, 4, 5, 6, 9 (литер 4, 5, 6)» Отчет по инженерно-геологическим изысканиям. Уфа: ООО «УфаСтройизыскания», 2016.