Влияние инженерно-геологических условий различных районов Краснодарского края на виды и объемы инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог

Влияние инженерно-геологических условий различных районов Краснодарского края на виды и объемы инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кубанский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Кафедра региональной и морской геологии

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ В ГАК

Заведующий кафедрой

д-р геол.-мин. наук, профессор

________________ В.И. Попков

«____»___________2014 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ (ДИПЛОМНАЯ) РАБОТА

ВЛИЯНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНОВ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ НА ВИДЫ И ОБЪЕМЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Работу выполнила __________________________________ Е.К. Печорина

Факультет геологический

Специальность 020304 - гидрогеология и инженерная геология

Научный руководитель

Канд. геогр. наук, доцент_____________________________ О.Ю. Крицкая

Нормоконтролер

Канд. геогр. наук, доцент_____________________________ О.Л. Донцова

Краснодар 2014

Реферат

ПЕЧОРИНА Е.К. (дипломная работа) 72л. текста, 9 рис., 16 табл., 24 источников.

КАТЕГОРИЯ СЛОЖНОСТИ УСЛОВИЙ, инженерно-геологические изыскания, ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ, РЕКОНСТРУКЦИЯ, подземные воды, бурение скважин.

Дипломная работа состоит из введения, трех глав и заключения. Объектом исследования являются инженерно-геологические работы, проводимые при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог. Цель работы - изучение видов и объемов инженерно-геологических изысканий при организации строительства и реконструкции автомобильных дорог в районах с разными инженерно-геологическими условиями.

В процессе работы проводился анализ нормативных документов, регламентирующих проведение инженерно-геологических изысканий при строительстве и проектировании дорог, а так же материалов отчетов по инженерно-геологическим изысканиям на территории Краснодарского края. В результате исследования были выявлены основные особенности инженерно-геологических работ, осуществляемые при строительстве и реконструкции автомобильных дорог и даны рекомендации по оптимизации видов и объемов проводимых изысканий.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Инженерно-геологические условия Краснодарского края

.1 Физико-географические условия

.2 Геологическое строение

.3 Опасные инженерно-геологические процессы

. Особенности проектирования автомобильных дорог

.1 Общие сведения об автомобильных дорогах

.1.1 Автомобильная дорога - комплексное инженерное сооружение

.1.2 Классификация автомобильных дорог

.1.3 Нормы проектирования автомобильных дорог

.2 Виды инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог и их назначение

.2.1 Общие сведения о проведении инженерно-геологических изысканий

.2.2 Особенности инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог

.2.3 Особенности инженерно-геологических изысканий для реконструкции автомобильных дорог

. Специфика инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог на примере разных объектов Краснодарского края

.1 Сравнительная характеристика ИГ условий участков работ и факторов их формирования

.2 Сравнительная характеристика видов и объемов работ

.3 Рекомендации по оптимизации видов и объемов инженерно-геологических изысканий

Заключение

Список использованных источников

Приложение А. Схема районирования новейших структур юга европейской части России и северо-восточной части Черного моря

Введение

Автомобильные дороги являются важнейшей составной частью транспортной системы Краснодарского края. От уровня транспортно-эксплуатационного состояния и развития сети автомобильных дорог общего пользования во многом зависит решение задач достижения устойчивого экономического роста, а так же повышения качества жизни населения.

Для профессионального и качественного проектирования автомобильных дорог необходимо проводить инженерно-геологические изыскания. Данный вид исследований предоставляет максимум информации о геологических условиях и особенностях территории под строительство. Производство подобных работ предполагает детальное изучение строительных свойств грунтов, инженерно-геологического обследования мест устройства дорожных сооружений, подробного обследования отдельных мест, которые требуют индивидуального проектирования, обследования грунтовых резервов для возведения земляного полотна дороги, поиска и разведки месторождений дорожно-строительных материалов.

При разработке проектов автомобильных дорог инженерно-геологические обследования являются одной из самых важных составляющих комплекса изыскательских работ. Инженерно-геологические изыскания при строительстве и проектировании автомобильных дорог обширны и имеют некоторую специфику, которая обусловлена, прежде всего, большой протяженностью и строительством на участках с различными инженерно-геологическими условиями.

Очевидно, что чем больше объемы и виды изыскательских работ, тем больше требуется финансовых затрат, поэтому вопрос зависимости объемов и видов инженерно-геологических изысканий от инженерно-геологических условий территории, должен быть детально изучен. Осведомление в этом вопросе позволит сэкономить на строительстве и проектировании автомобильной дороги за счет выбора участка ее расположения в менее сложных инженерно-геологических условиях, что сведет к минимуму количество необходимых инженерно-геологические изысканий.

Таким образом, объектом исследования являются инженерно-геологические работы, проводимые при проектировании, строительстве и реконструкции автомобильных дорог. Целью дипломной работы является изучение влияния инженерно-геологических условий территории на виды и объемы инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог.

В задачи данной работы входят:

изучение особенностей строительства, проектирования, а так же реконструкции автомобильных дорог;

сравнение инженерно-геологических условий разных участков Краснодарского края;

анализ основных видов инженерно-геологических изысканий и их использования для проектирования автомобильных дорог;

анализ взаимосвязи между видами и объемами работ, проведенных при изысканиях и инженерно-геологическими условиями территории;

исследование на примере Краснодарского края возможностей оптимизации инженерно-геологических работ при строительстве автомобильных дорог;

Работа написана с использованием общенаучных методов, преимущественно по литературным источникам с привлечением различных нормативных документов, фондовых материалов и отчетов, полученных при прохождении производственной практики в ООО «Гео-Комплекс»

1. Инженерно-геологические условия Краснодарского края

Территория Краснодарского края достаточно сложная в инженерно-геологическом отношении, что обусловлено совокупностью множества факторов, таких как климат и рельеф, геологическое и гидрогеологическое строение, а так же развитием на территории края опасных инженерно-геологических процессов.

1.1 Физико-географические условия края

Краснодарский край находится на юге России <#"794177.files/image001.gif">

Рисунок 1 - Краснодарский край на территории РФ [1]

Современный рельеф Краснодарского края сформировался в результате взаимодействия внутренних тектонических сил, определивших крупные его черты, и внешних денудационных сил, придавших этим крупным формам различный облик. Рельеф территории края отображен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Карта рельефа Краснодарского края [2]

Рельеф Краснодарского край - разнообразный. Свыше 2/3 всей поверхности края занимает Кубанская равнина, неразрывно связанная по своему рельефу и природе с южной частью Русской равнины. К югу от Кубанской равнины располагается другая часть Краснодарского края, занимающая менее 1/3 его поверхности, входящая почти полностью в горную систему Большого Кавказа. На восточной границе края расположен западный склон Ставропольской возвышенности, которая не относится к системе Большого Кавказа. На западной границе края находится Таманский полуостров, который нельзя полностью отнести ни к горной, ни к равнинной части края.

Сама Кубанская равнина не является однородной в своих различных частях. В ее состав входят:

1)      Кубанско-Приазовская низменность

2)      Приазовская дельтовая низменность

)        Прикубанская наклонная равнина

Кубано-Приазовская низменность расположена к северу от Кубани и занимает наибольшую часть пространства Кубанской равнины. Водораздельные пространства этой низменности сложены лессовидными суглинками - наносами древних рек и древних водоледниковых потоков (древнеаллювиальными и флювиогляциальными отложениями). Низменность наклонена в основном к северо-западу - в сторону Азовского моря, но у границы с Ростовской областью имеются уклоны к северу, о чем свидетельствует течение реки Большой Ельбузд, впадающей в реку Кагальник. На границе со Ставропольским краем низменность наклонена к востоку, о чем говорит течение реки Калалы, впадающей в реку Егорлык. Характер поверхности Кубано-Приазовской низменности не везде одинаков. В пределах Ейского полуострова рельеф плоский, речной сток отсутствует, высота над уровнем моря 10 - 20 метров. В своей центральной части Кубано-Приазовская низменность расчленена долинами рек и имеет слабоволнистый рельеф. В восточной части низменности высоты над уровнем моря достигают 100 - 200 метров. Здесь значительное количество балок и долин небольших рек, главным образом верховья степных рек.

Приазовская дельтовая низменность располагается в дельтах рек Кубани, Кирпили, Бейсуга Челбаса; сложена дельтовыми отложениями, высота над уровнем моря 0 - 20 м. Рельеф плоский. Прибрежные части дельт, как правило, заболочены. Значительная часть заболоченных участков в настоящее время осушена или осушается. Те части дельт которые расположены на незначительном расстоянии от моря и высохли естественным путем, трудно различимы от прилегающей равнины. Приазовская дельтовая низменность отличается от Азово-Прикубанской низменности не только своей высотой и плоским рельефом, но также своеобразными формами залегания подпочвенных песчаных и глинистых отложений.

Прикубанская наклонная равнина расположена между долиной Кубани - на севере, и горами - на юге. В долине Кубани на значительном расстоянии протянулись Закубанские плавни, к югу от которых равнина постепенно повышается, достигая 250 - 300 м над уровнем моря. Равнина сложена разнообразными отложениями, главным образом речного происхождения: галечниками, песками, глинами, прикрытыми сверху лессовидными суглинками.

К территории Краснодарского края относится юго-западная часть Ставропольской возвышенности, достигающая 623 м над уровнем моря (в пределах Ставропольского края - свыше 800 м).

Ставропольская возвышенность - это в общем пологое, глыбовое поднятие. Южный крутой склон возвышенности, прорезанный оврагами и балками, издали производит впечатление горного хребта.

Таманский п-ов представляет собой сочетание ровных, платообразных участков с грядами и холмами - сопками, достигающими 164 м. над уровнем моря. Сопки молодые, округлой или эллипсовидной формы - антиклинали сложены морскими отложениями палеогена, в понижениях между сопками встречаются еще более молодые морские отложения. Большинство сопок в недавнее время извергали, а некоторые продолжают извергать и сейчас холодную грязь (сопочную брекчию) сложного химического состава. Встречаются выходы нефти и метана (горючего газа).

Таманский полуостров непосредственно не связан (орографически и тектонически) с Большим Кавказом. Хребет Большого Кавказа начинается недалеко от г. Анапы и ст. Гостагаевской. Нередко считают, что это и есть начало Г. Кавказского хребта. Однако невысокие и средневысотные горы, расположенные между г. Анапой и горным массивом Чугуш (Черноморский Кавказ), не представляют собой единого хребта, а состоят из двух или трех параллельных горных цепей. В ряде случаев отсутствует параллельное расположение горных цепей, а местами эта полоса гор представляет собой довольно беспорядочное скопление поднятий, имеющих разную форму и высоту.

Только начиная от горного массива Фишт (2862 м) или даже от горного массива Чугуш (3240 м), прослеживается отчетливо горная цепь, образующая единый водораздел между северными и южными склонами. Наибольшей высоты Главный, или Водораздельный, хребет достигает в пространстве между верховьями рек Малой Лабы и Мзымты.

К северу от Главного Кавказского хребта, начинаясь у р. Белой и уходя на восток за пределы края, расположен Передовой (Боковой) хребет. Его высшая точка - гора Эльбрус (5663 м) - расположена не в Краснодарском, а в Ставропольском крае.

В пределах Краснодарского края высшей точкой Передового хребта является горный массив Машиго (3161м). Передовой хребет не образует сплошной горной цепи, а состоит из ряда крупных горных массивов. Целый ряд горных вершин в нашем крае поднимается выше линии вечных снегов, проходящей на высоте 2700 - 3000 м над уровнем моря. Вечные снега и ледники имеются на таких вершинах, как Чугуш, Фишт, Псеашхо, Цахвоа, Агепста, Магишо и некоторые другие. Всего в Краснодарском крае насчитывается свыше 200 горных ледников, занимающих площадь 24 кв. км.

Немаловажное влияние на формирование инженерно-геологических условий оказывает климат. Он формируется под воздействием комплекса физико-географических условий. Территория края располагается на границе двух поясов - умеренного и субтропического, с чем и связаны особенности радиационного режима и циркуляции атмосферы. Основные характеристики климата края приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Основные характеристики климата Краснодарского края [3]

автомобильный дорога инженерный геологический

Территория Краснодарского края в течение года находится под воздействием воздушных масс различного происхождения. Господствующим над территорией края является воздух умеренных широт. С Атлантического океана с запада и северо-запада поступают морские умеренные воздушные массы, приносящие облачную погоду и значительное количество осадков, вызывая зимой потепление и дождь вперемешку со снегом, а летом -понижение температуры и дождь. С востока со стороны сибирского антициклона (Азиатского максимума) и из Средней Азии поступают континентальные умеренные воздушные массы. Зимой они приносят ясную холодную погоду, летом - жару и сухость. Иногда на территорию края вторгаются трансформированные арктические воздушные массы, проникая вплоть до Большого Кавказского хребта, где, упираясь в высокую стену Большого Кавказа и Ставропольскую возвышенность, растекаются по равнинам, а на склонах Большого Кавказа обостряются фронты циклонов. Хребты Большого Кавказа защищают Черноморское побережье края от холодных ветров, что обусловливает здесь черты субтропического климата [4].

Температура изменяется как от севера к югу, так и в зависимости от высоты места. На большей части территории средняя годовая температура составляет 10-11°С. Средние температуры января колеблются от - 4°С (на равнинных территориях) до 5°С (на Черноморском побережье). Средние температуры июля 22-24°С.

В условиях разнообразного климата края осадки являются весьма изменчивым элементом. Наряду с наличием сухих периодов, когда осадков нет совсем или они выпадают в малых количествах, бывают более или менее продолжительные периоды с большим количеством и частым их выпадением. Среднее годовое количество осадков колеблется от 450 мм (Таманский полуостров) до 3000 мм (высокогорные районы края, массив Фишт - Оштен). Больше всего осадков выпадает на южном склоне Большого Кавказского хребта в районах, прилегающих к зоне влажных субтропиков края. В полосе северных предгорий и низкогорий обычны осадки от 600 до 800 мм, на Кубанской равнине - 400-600 мм. Наиболее сложными климатическими условиями обладают горные районы края [4].

Как в горах, так и на равнинах активному развитию опасных и неблагоприятных экзогенных геологических процессов способствуют экстремальные климатические условия, такие как быстрое таяние снега в связи с внезапным подъемом температуры, выпадение за короткий период большого количества осадков и др.

Реки также оказывают значительное влияние на формирование инженерно-геологических условий. Наиболее важными параметрами является их режим. На рисунке 4 отображена гидрологическая карта Краснодарского края.

Рисунок 4 - Гидрологическая карта Краснодарского края[3]

Разнообразие климатических условий, характера рельефа, растительности определяют режим рек края, и в зависимости от этого все они подразделяются на бассейн рек Азово-Кубанской низменности, бассейн реки Кубани и бассейн рек Черноморского побережья.

Реки бассейна Азово-Кубанской низменности (степные) в основном текут в северо-западном направлении и впадают в Азовское море. Наиболее значительные из них: Ея, Сосыка, Челбас, Бейсуг, Кирпили, Понура. У степных рек края низкие берега, неглубокие речные долины, спокойное течение. Большая часть стока этих рек зарегулирована [5].

Кубань является важнейшей водной артерией Краснодарского края, имеет многочисленные левобережные притоки. Наиболее крупные из них: Малый и Большой Зеленчук, Уруп, Лаба, Белая, Пшиш, Псекупс, Афипс. Площадь бассейна Кубани 57,9 тыс. км. Для этих рек характерно достаточно выраженное половодье в мае - июне, что связано с годовым максимумом осадков в это время и интенсивным таянием снега в горах. На них также происходит несколько паводков в году [6].

Реки Бассейна Черноморского побережья стремительные и бурные, отличаются большим падением и уклонами. Многие из них образовали глубокие и узкие долины. Для этих рек характерны очень кратковременные и многочисленные паводки, которые зачастую приводят к сильным разрушениям. К наиболее крупным рекам Черноморья относятся Мзымта, Шахе, Псоу, Сочи, Шапсухо, Туапсе, Пшада.

В годовом ходе уровней рек разных районов территории Краснодарского края наблюдаются существенные различия, оказывающие значительное влияние на сроки наступления основных фаз уровенного режима и на соотношение наивысших уровней весеннего половодья и дождевых паводков.

Реки Краснодарского края осуществляют значительную геологическую работу. Большая часть из них характеризуется высокими скоростями течения, быстрым подъемом воды. Именно по долинам рек развивается большинство таких опасных ЭГП, как оползни и обвалы, здесь же раполагаются многочисленные населенные пункты, дороги и другие хозяйственные объекты.

1.2 Геологическое строение территории края

Территория края сложена разнообразными горными породами. Здесь представлены как осадочные толщи, так и магматические и метаморфические породы в возрастном диапазоне от докембрия до четвертичного периода включительно. Для строительства наиболее важное значение имеют широко распространенные в освоенной части Краснодарского края четвертичные отложения различного генезиса. Распространение четвертичных отложений на территории края отображено на рисунке 5.

Рисунок 5 - Карта четвертичных отложений Краснодарского края [3]

Четвертичные отложения широко развиты как в горных областях края, так и в предгорных и межгорных депрессиях. В горной области выделяются следующие генетические типы: ледниковые отложения (морены) - грубообломочные, неотсортированные накопления; флювиогляциальные, аллювиальные и пролювиальные отложения - валунно-галечниковые образования, пески, суглинки; озерные отложения - суглинки; отложения склонов - делювиальные, оползневые, солифлюкционные.

В предгорных и межгорных депрессиях развиты: пролювиальные и аллювиально-пролювиальные отложения предгорных наклонных равнин, образованных слиянием обширных конусов выноса (галечники, суглинки, пески), аллювиальные образования террас (галечники, суглинки, пески), покровы лессовидных суглинков полигенного происхождения, морские отложения, представленные мелководной фацией (конгломераты, галечники, пески, ракушечники, суглинки, глины)

В равнинной части Предкавказья широким распространением пользуются четвертичные отложения в Кубанской депрессии, где их мощность достигает 200-300м. Континентальные образования представлены террасами, уровни которых постепенно снижаются к северу, и отложения более молодых террас нередко перекрывают более древние. Сложены они песчано-галечниковыми образованиями, перекрыты с поверхности (кроме самых молодых террас) делювиальными суглинками мощностью до 50-80 м [7].

На Черноморском побережье и в низкогорной части края обнажены или прикрыты маломощным чехлом четвертичных образований отложения мела - неогена, представленные флишевой формацией, различными карбонатными и глинистыми породами [8].

Все вышеперечисленные отложения содержат подземные воды, которые по условию залегания разделяются на две группы - грунтовые и напорные.

Грунтовые воды, несмотря на небольшую глубину залегания и широкое практическое использование, изучены еще очень слабо. Они отличаются весьма разнообразным химическим составом и пестрой минерализацией.

Напорные воды изучение боле подробно. Они имеют довольно выраженный характер распространения и не отличаются такой пестротой минерализации и химического состава, что позволяет установить их гидрохимическую зональность на значительных площадях. На большей части территории Краснодарского края напорные воды четвертичных отложений имеют локальное распространение. В западной части ее они связаны с континентальными песчано-галечниковыми отложениями нижнего, среднего и верхнего отделов четвертичной системы залегающими на отложениях верхнего плиоцена. Мощность их колеблется от 30 до 50м. Воды вскрываются скважинами на глубинах от 10 до 40 м, причем они обладают небольшими напорами и на поверхность обычно не самоизливаются. Воды пресные, преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые и гидрокарбонатно-кальциево-натриевые. Питание водоносных горизонтов происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также напорных вод нижележащих верхнеплиоценовых отложений. Разгрузка его осуществляется лишь частично - в вышележащие четвертичные образования. Водоносный горизонт используется для водоснабжения многих населенных пунктов, в том числе и г. Краснодара [7]. Схематические карты грунтовых вод четвертичных отложений, а так же гидрогеологического районирования представлены на рисунках 6 и 7.

Условные обозначения: Воды делювия 1- ультрапресные в области развития докембрийско-палеозойских пород ;2 - пресные и с повышенной минерализацией, в области распространения нижнеюрских отложений и ааленского яруса; 3 - с повышенной минерализацией, в области распространения среднеюрских отложений; 4 - пресные, в области распространения нижнемеловых отложений; 5 - пресные, в области распространения верхнемеловых отложений; 6 - пресные и с повышенной минерализацией, в области распространения палеоценовых и эоценовых отложений; 7 - минерализованные, в области распространения соленосных отложений майкопской серии; 8 - пресные, с повышенной и высокой минерализацией, в области распространения неогеновых отложений; 9 - пресные воды аллювия горных рек , с повышенной и высокой минерализацией равнинных рек; 10 - пресные воды аллювиально-фливоиогляциальных отложений глубоких предгорных впадин и долины реки Кубань; 11- воды пестрой минерализации аллювиальных, морских и озерно-лиманных отложений дельт реки Кубань; 12 - ледники.

Рисунок 6 - Схематическая карта грунтовых вод четвертичных отложений Краснодарского края (Составлена на базе схематической карты грунтовых вод четвертичных отложений Северного Кавказа) [7]

Условные обозначения: 1 - Бассейн подземных вод Большого Кавказа с системой малых межгорных и предгорных артезианских бассейнов; 2 - Моноклиналь южного склона Большого Кавказа с системой малых предгорных артезианских бассейнов; 3 - горноскладчатая область центральной части Большого Кавказа; 4 - Горная область моноклинали северного склона Большого Кавказа; 5 - Полоса предгорий моноклинали северного склона Большого Кавказа; 6 - Система малых артезианских бассейнов Таманского полуострова; 7 - Азово-Кубанский артезианский бассейн; 8 - Бассейн подземных вод Ставропольского сводового поднятия и его склонов; 9 - границы бассейнов второго порядка; 10 - границы бассейнов третьего и четвертого порядков; 11 - направление движения подземных вод в напорной зоне; 12 - граница территории.

Рисунок 7 - Схематическая карта гидрогеологического районирования Краснодарского края (Составлена на базе схематической карты гидрогеологических районов Северного Кавказа)[7]

Помимо этого, территория Краснодарского края находится на стыке нескольких тектонических структур, что также определяет сложность инженерно-геологических условий. К основным структурам относятся: горное сооружение Большого Кавказа, Предкавказский прогиб, Ставропольское поднятие, Скифская плита и на самом севере края - выступ кристаллического фундамента Восточно-европейской платформы [9, 10].

.3 Опасные инженерно-геологические процессы

На территории Краснодарского края широко развиты почти все опасные инженерно-геологические процессы (за исключением вечной мерзлоты): оползни, обвалы, сели, сейсмогеологические деформации, карст, просадки, эрозия, абразия морских берегов и другие, осложняющие инженерно-геологические условия края [11].

Сейсмичность территории Краснодарского края колеблется в различных пределах, достигая максимальных значений при 10% вероятности (карта ОСР А) - 8 баллов на Черноморском побережье и в горной части края. При 1 % вероятности максимальная сейсмичность - 10 баллов в южной части края, а значительной части края (как горной, так и равнинной) присвоена сейсмичность 8 баллов.

В целом территория Краснодарского края характеризуется сложными инженерно-геологическими условиями, предопределенными большим разнообразием геологических формаций, их интенсивной тектонической нарушенностью, многообразием геоморфологических форм и активной современной сейсмичностью. При проведении инженерно-геологического районирования по Краснодарскому краю выделено более 630 разновидностей грунтов, систематизированных по стратиграфо-генетическим комплексам в пределах инженерно-геологических областей с учетом геоморфологического положения (карта ИГ районирования). Также выделены участки с различной степенью благоприятности для строительства.

Всего по Краснодарскому краю выделено:

участков - благоприятных для строительства, занимающих до 20% территории;

участков - условно благоприятных для строительства, занимающих до 50%территории;

участков - не благоприятных для строительства, занимающих до 30% территории края [12].

Это позволяет сделать вывод, что как строительство в целом, так и проектирование автомобильных дорог в частности, на большей части территории края ведутся в относительно благоприятных и неблагоприятных инженерно-геологических условиях, что соответственно накладывает отпечаток на характер инженерно-геологических изысканий.

2. Особенности проектирования автомобильных дорог

В данной главе приведены общие сведения об автомобильных дорогах, нормах их проектирования, а так же раскрыта тема инженерно-геологических изысканий проводимых для их проектирования.

2.1 Общие сведения об автомобильных дорогах

В разделе будет дана характеристика автомобильных дорог как комплексного инженерно-геологического сооружения, описана их подробная классификация, а так же раскрыты общие принципы проектирования автомобильных дорог.

2.1.1 Автомобильная дорога - комплексное инженерное сооружение

Автомобильная дорога состоит из комплекса сооружений, обеспечивающих безопасное движение транспортных средств с расчетной скоростью на всем протяжении в течение всего года при любых погодных условиях.

Движение автомобилей происходит по полосе поверхности дороги, называемой проезжей частью. К проезжей части с двух сторон примыкают обочины. Проезжая часть располагается на земляном полотне. Земляное полотно сооружают для обеспечения устойчивости проезжей части и сглаживания неровностей рельефа. На участках понижения местности, а также на сырых и заболоченных участках земляное полотно устраивают в виде насыпи - искусственно насыпанного и уплотненного грунта. Отдельные возвышения местности срезают, и в этом случае земляное полотно проходит в выемке.

Воду, притекающую к дороге или стекающую с ее поверхности, отводят системой водоотводных канав и лотков в пониженные места. Там, где земляное полотно пересекает лощины, овраги, ручьи и реки, обеспечивают пропуск воды, притекающей с нагорной стороны путем устройства специальных водопропускных сооружений в виде труб и мостов.

При пересечении автомобильной дороги с другой автомобильной дорогой или с железной дорогой земляное полотно может быть устроено в одном уровне с полотном пересекаемой дороги или в разных уровнях. В последнем случае для пропуска движения устраивают тоннели, эстакады и путепроводы.

Такие сооружения, как трубы, мосты, путепроводы, эстакады, тоннели, подпорные стены, защитные галереи и другие, называются искусственными сооружениями.

Полоса местности, выделяемая для расположения на ней дороги, всех ее сооружений и посадки зеленых насаждений, называется полосой отвода, или дорожной полосой. Части дорожной полосы, находящиеся за пределами земляного полотна, называют обрезами.

Полоса отвода находится в распоряжении дорожных организаций и изымается из ведения тех землепользователей, за которыми была закреплена до постройки дороги. Ширина полосы зависит от категории дороги и условий снегозаносимости местности; она устанавливается проектом на строительство дороги. В пределах населенных мест, заповедников или ценных сельскохозяйственных угодий устанавливается наименьшая ширина полосы отвода, фактически необходимая для размещения земляного полотна. В период строительства дороги на обрезах полосы отвода устраивают грунтовую дорогу для обслуживания строительных работ, которая при эксплуатации основной дороги используется как летний тракторный путь. На полосе отвода располагают также линии связи, велосипедные и пешеходные дорожки.

На подходах к большим водным и другим преградам, требующим устройства крупных искусственных сооружений, допускается совмещение летних тракторных и объездных дорог с основной дорогой. В этом случае устраивают въезды на основную дорогу и уширяют земляное полотно. Тракторы н гужевой транспорт движутся по уширенной обочине или по проезжей части основной дороги повышенной прочности.

Для обеспечения безопасности движения необходимо также устраивать велосипедные и пешеходные дорожки. Пешеходные дорожки устраивают на всех участках дорог, проходящих через населенные пункты, независимо от интенсивности движения пешеходов, а на подходах к населенным пунктам и в зонах, расположенных вблизи населенных пунктов и автобусных остановок, при количестве пешеходов, превышающем 100 чел./сут. Число полос пешеходного движения тротуаров устраивается не менее двух из расчета 750 человек на одну полосу движения шириной 0,75 м. Во избежание неорганизованных пересечении пешеходами проезжей части автомобильных дорог в населенных пунктах предусматривается устройство ограждений в виде металлических сеток, посадок колючего кустарника и прочее [13].

2.1.2 Классификация автомобильных дорог

Автомобильные дороги по условиям движения и доступа на них транспортных средств разделяют на три класса:

автомагистраль,

скоростная дорога,

дорога обычного типа (не скоростная дорога).

К классу «автомагистраль» относят автомобильные дороги: имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой; не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками; доступ на которые возможен только через пересечения в разных уровнях, устроенных не чаще чем через 5 км друг от друга.

К классу «скоростная дорога» относят автомобильные дороги: имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой; не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками; доступ на которые возможен через пересечения в разных уровнях и примыкания в одном уровне (без пересечения потоков прямого направления), устроенных не чаще, чем через 3 км друг от друга.

К классу «дороги обычного типа» относят автомобильные дороги, не отнесенные к классам «автомагистраль» и «скоростная дорога»: имеющие единую проезжую часть или с центральной разделительной полосой; доступ на которые возможен через пересечения и примыкания в разных и одном уровне, расположенные для дорог категорий IB, II,III не чаще, чем через 600 м, для дорог категории IV не чаще, чем через 100 м, категории V- 50 м друг от друга.

Автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам и потребительским свойствам разделяют на категории в зависимости от:

количества и ширины полос движения;

наличия центральной разделительной полосы;

типа пересечений с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

условий доступа на автомобильную дорогу с примыканий в одном уровне. Основные технические характеристики классификационных признаков автомобильных дорог приведены в таблице 1 [14].

Таблица 1 - Классификационные признаки автомобильных дорог

2.1.3 Нормы проектирования автомобильных дорог

Основными нормативными документами на проектирование автомобильных дорог являются: строительные нормы и правила Российской Федерации СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги; ГОСТ 21.001-93 СПДС Система проектной документации в строительстве. Общие положения; ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и к рабочей документации, разработанные в рамках системы нормативных документов в строительстве; ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования и ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог. Указанные нормативные документы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых автомобильных дорог общего пользования и на подъездные дороги; не распространяются - на проектирование временных автомобильных дорог различного назначения (срок службы менее 5 лет), автозимников в лесозаготовительных, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, а так же в карьерах.

Проектирование автомобильных дорог должно осуществляться на основе планов территориального планирования объектов транспорта с учетом перспектив развития экономики районов и наиболее эффективного сочетания проектируемой дороги с существующей и проектируемой транспортной сетью.

Проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать: безопасное и удобное движение автомобильных и других транспортных средств со скоростями, нагрузками и габаритами, установленными настоящими нормами, а также сервисное обслуживание пользователей автомобильными дорогами и безопасное движение пешеходов, соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей, удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений, необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части, необходимое обустройство автомобильных дорог, в том числе защитными дорожными сооружениями, а также производственные объекты для ремонта и содержания дорог.

Автомобильные дороги в соответствии с таблицей 2 разделяются в отношении норм проектирования на пять категорий в зависимости от интенсивности движения и значения в сети автомобильных дорог РФ.

Таблица 2 - Категории дорог в зависимости от интенсивности движения

При определении расчетной интенсивности по прогнозным данным, коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных средств к легковому автомобилю следует принимать по таблице 3.

Таблица 3- Коэффициенты приведения интенсивности движения транспортных средств

Категория дороги (при наличии данных) допускается назначать в соответствии с наибольшей перспективной часовой интенсивностью движения:

Свыше 2400 прив. ед/ч - I категория;

От 1600 до 2400 прив. ед/ч - II категория;

От 800 до 1600 прив. ед/ч - III категория.

Расчетную интенсивность движения следует принимать суммарно в обоих направлениях на основе данных экономических изысканий. При этом за расчетную надлежит принимать среднегодовую суточную приведенную к легковому автомобилю интенсивность движения за последний год перспективного периода, а при наличии данных о часовой интенсивности движения - наибольшую часовую интенсивность, достигаемую (или превышаемую) в течение 50 ч за последний год перспективного периода, выражаемую в единицах, приведенных к легковому автомобилю.

В случаях, когда среднемесячная суточная интенсивность наиболее напряженного в году месяца более чем в 2 раза превышает установленную на основе экономических изысканий или расчетов среднегодовую суточную, последнюю, для назначения категории дороги, следует увеличивать в 1,5 раза.

Автомобильные дороги общего пользования предназначены для пропуска автотранспортных средств габаритами: по длине одиночных автомобилей до 12 м и автопоездов до 20 м, по ширине до 2,5 м, по высоте до 4 м для дорог I-IV категорий и до 3,8 м для дорог V категории.

Принимаемые в проектах основные технические решения должны создавать предпосылки для обеспечения роста производительности труда, экономии основных строительных материалов и топливно-энергетических ресурсов. Их следует обосновывать разработкой вариантов со сравнением технико-экономических показателей: стоимости строительства, затрат на ремонт и содержание дорог, потерь, связанных с воздействием на окружающую среду при строительстве и эксплуатации, себестоимости перевозок, безопасности движения, изменения производственных условий обслуживаемых дорогами хозяйств и прилегающих к дорогам территорий и других факторов.

При проектировании автомобильных дорог необходимо предусматривать мероприятия по охране природной среды, обеспечивающие минимальное нарушение сложившихся экологических, геологических, гидрогеологических и других естественных условий. При разработке мероприятий необходимо учитывать бережное отношение к ценным сельскохозяйственным угодьям, к зонам отдыха, культурно-историческим объектам и местам расположения лечебно-профилактических учреждений и санаториев. Места расположения мостов, конструктивные и другие решения не должны приводить к резкому изменению режимов рек, а сооружение земляного полотна - к резкому изменению режима грунтовых и стока поверхностных вод. Проекты автомобильных дорог I-IV категорий в части безопасности движения должны согласовываться с органами ГИБДД и органами управления по делам ГО и ЧС соответствующего уровня [15].

2.2 Виды инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог и их назначение

В данном разделе будут описаны общие сведения о проведении инженерно-геологических изысканий, как в целом, так и для проектирования автомобильных дорог в частности. Так же будет раскрыта тема особенностей инженерно-геологических изысканий при реконструкции автомобильных дорог.

2.2.1 Общие сведения о проведении инженерно-геологических изысканий

Проектирование и строительство автомобильных дорог регламентируется рядом общих нормативных документов, используемых и в других отраслях строительства, важнейшие из которых:

§ СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства»;

§  СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства»;

§  СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»

§  СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

§  СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах»

§  СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»

Используется ряд ГОСТов, обеспечивающих исследование грунта:

§ ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация»

§  ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик»

§  ГОСТ 12536-79 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава»

§  ГОСТ 20522-96. «Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний»

§  ГОСТ 30416-96. «Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения»

§  ГОСТ 12248-96. «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости»

§  ГОСТ 30672-99. «Грунты. Полевые испытания. Общие положения»

§  ГОСТ 20069-81 «Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием»

§  ГОСТ 22733-77 «Гpунты. Mетoд лaбopaтopнoгo oпpеделения мaкcимaльнoй плoтнocти».

Кроме того при проектировании и строительстве автомобильных дорог применяется ряд специфических нормативных документов, основными из которых являются: строительные нормы и правила Российской Федерации СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги; ГОСТ 21.001-93 СПДС Система проектной документации в строительстве. Общие положения; ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и к рабочей документации, разработанные в рамках системы нормативных документов в строительстве; ГОСТ Р 52398-2005 . Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования и ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог. Указанные нормативные документы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых автомобильных дорог общего пользования и на подъездные дороги; не распространяются - на проектирование временных автомобильных дорог различного назначения (срок службы менее 5 лет); автозимников; в лесозаготовительных, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, а так же в карьерах.

Несмотря на то, что инженерно-геологические изыскания строго регламентируются приведенными выше документами, их объем и специфика зависит от конкретных задач и особенностей территории.

В целом согласно СНиП 11-02-96, СП 11-105-97 [16,17] инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района (площадки, участка, трассы) проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы. Составляется прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.

2.2.2 Особенности инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог

Инженерно-геологические изыскания наряду с геодезическими и гидрометеорологическими работами являются основным видом изысканий, выполняемых для строительства автомобильных дорог.

Задачей инженерно-геологических изысканий является:

а) совместно с экономическими, геодезическими, гидрологическими и природоохранными изысканиями обосновать правильный выбор трассы проектируемой дороги;

б) собрать исходные данные для проектирования автомобильной дороги и выявить условия ее строительства и эксплуатации в той части, в какой они определяются природными факторами района строительства (климат, рельеф, геологическое строение, гидрогеологические условия, почвы и грунты, современные физико-геологические процессы).

В состав работ, выполняемых при инженерно-геологических изысканиях, входит:

сбор и обобщение данных о природных условиях района изысканий и материалов изысканий прошлых лет;

инженерно-геологическая съемка с применением аэрометодов;

горно-буровые работы;

отбор проб грунтов и воды и определение их свойств полевыми и лабораторными методами;

полевые опытные работы по определению физико-механических свойств грунтов, определение сопротивления грунтов сдвигу, пенетрации, испытания штампом и т.д.;

геофизические исследования;

стационарные наблюдения;

камеральная обработка и составление отчетных материалов.

Объем и характер инженерно-геологических изысканий зависит от сложности и степени изученности природных условий района, а также от стадии проектно-изыскательских работ. При выполнении изысканий следует учитывать требования СНиП 1.02.07-87 <#"794177.files/image008.jpg">

Рисунок 8 - Геоморфологическая карта Краснодарского края[3]

Таблица 7 - Геоморфологические провинции районов изысканий

Наблюдаются различия и в литологических особенностях грунтов в сравниваемых объектах, которые подробно представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Литологические особенности районов изысканий

Так, по результатам анализа и систематизации материалов бурения, а так же учитывая выполненные ранее работы по геологическому картированию на территории первого участка установлено, что в геологическом строении, до изученной глубины 0,6-11,0м, принимают участие коренные породы палеогена, перекрытые образованиями голоценового возраста, техногенного, делювиально-пролювиального и элювиального генезиса.

В геологическом строении второго объекта, располагающегося в районе п. Джигинка, на изученной глубине (на участке реконструкции - 8м, а на участке нового строительства - 25м) принимают участие образования четвертичного возраста техногенного, элювиального, аллювиального, эолово-делювиального и делювиального происхождения

На изучаемой территории автодороги в районе ст. Павловской в генетическом отношении развиты с поверхности элювиальные грунты (почвы современные), замещенные в полосе автодороги техногенными (насыпными) грунтами. Ниже повсеместно залегают эолово-делювиальные отложения.

Сравниваемые объекты относятся к разным тектоническим зонам. Участок инженерных изысканий, располагающийся в районе п. Дагомыс относится к провинции Большого Кавказа, территория второго объекта, находящаяся недалеко от п. Джигинка в тектоническом отношении приурочена к Керченско-Таманскому поперечному прогибу. Третий участок, территориально отнесенный к ст. Павловской, в тектоническом отношении приурочен к Скифской платформе Азово-Кубанской равнины - переходной зоне между Западно-Ставропольской и Ирклиевской впадинами.

Согласно рисунку 9 на котором отображена тектоническая карта Краснодарского края, участки изысканий относятся к следующим тектоническим зонам, приведенным в таблице 9.

Рисунок 9 - Тектоническая карта Краснодарского края [3]

Таблица 9 - Тектонические зоны районов изысканий

Для наглядного сравнения неотектонических условий, объекты районов п. Дагомыс и п. Джигинка отмечены на схеме районирования новейших структур юга европейской части страны и северо-восточной части Черного моря (С.А. Несмеянов) в Приложении А, а сравнительная характеристика тектонических условий приведена в таблице 10. Тектоническое строение третьего объекта, располагающегося в районе ст. Павловской не нашло отражения на данной схеме, так как этот участок приурочен к Скифской платформе.

Таблица 10 - Новейшие тектонические структуры районов изысканий

Разные тектонические условия нашли отражение в различиях геологического строения, рельефе и современной сейсмической активности

Согласно ГОСТ 25100-95 и ГОСТ 20522-96 в геолого-литологическом разрезе каждого из сравниваемых объектов выделено по 6 инженерно-геологических элементов (ИГЭ), их сравнительная характеристика представлена в Таблице 11.

Таблица 11 - Характеристики ИГЭ районов изысканий

Кроме описанных ранее грунтов на изучаемых участках изысканий получили распространение и специфические грунты, характеристики которых приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Специфические грунты районов изысканий

Так, общей чертой для всех трех объектов является наличие техногенных грунтов, которые повсеместно залегают в пределах полотна автодороги и на ее обочинах, а местами и на отдельных участках прилегающих к дороге территории. Техногенные грунты не рекомендуются в качестве грунтов основания и подлежат срезке.

На участках, располагающихся в районе п. Джигинка и ст. Павловской при проведении изысканий были выявлены просадочные грунты, которые характеризуются повсеместным распространением и имеют значительные мощности. Грунты участка ст. Павловской относятся к I типу грунтовых условий по просадочности, а п. Джигинка ко II типу и, согласно СНиП 22-01-95 категория опасности проявления просадки (площадная пораженность территории) оценивается как опасная.

Особое внимание при выполнении линейных инженерно-геологических обследований уделяется выявлению грунтовых вод и установлению их расчетного уровня. Сравнительная характеристика гидрогеологических условий, химического состава и агрессивности вод приведены в таблице 13.

Таблица 13 - Гидрогеологические условия районов изысканий

В целом, как видно из таблицы, гидрогеологические условия трех изучаемых районов сильно отличаются друг от друга. Так, самые сложные гидрогеологические условия выявлены на объекте, приуроченном к п. Джигинка. На период изысканий (ноябрь 2012 г.) геологическими выработками глубиной до 6,0 - 25,0 м вскрыт единый водоносный горизонт четвертичных обводнённых аллювиальных отложений. Воды вскрыты на глубине 1,5 - 25,0 м. Установившийся уровень подземных вод на период изысканий ноябрь 2012 г. зафиксирован на глубине 0,7 - 23,5 м, что соответствует абсолютным отметкам от минус 1,0 м до 0,2 м. Глубина залегания прогнозного уровня колеблется в зависимости от поверхности рельефа, и в максимальном проявлении доходит до дневной поверхности, что является неблагоприятным фактором. Согласно СП 11-105-97, ч. 2, прил. И характеризуемый участок является подтопляемый в естественных условиях (I-А). Основной причиной этому являются малые абсолютные отметки поверхности земли. Химический состав подземных вод и высокая минерализация близок к минерализации вод соленых и горько-соленых лиманов.

На участке работ, расположенном в районе п. Дагомыс подземные воды представлены безнапорными водоносными горизонтами. В период производства инженерно-геологических изысканий - октябрь-ноябрь 2011г. - подземные воды зафиксированы на глубинах 1,8-5,7м от поверхности земли. В зимне-весенний период уровни подземных вод будут находиться на 1.0 м выше зафиксированных в процессе бурения

Несмотря на то, что изучаемый участок автодороги проходит преимущественно вдали от поверхностных водотоков, начальный её участок проходит вблизи (до 50м) русла ручья левого притока р. Дагомыс, что является осложняющим фактором. Кроме того дорога пересекает русло ручья. На этом участке подземные воды имеют тесную гидравлическую взаимосвязь с поверхностными водами. Ручей почти постоянно является дреной для подземных вод. Уровни воды в ручье повышаются только в период кратковременных паводков, продолжительность которых не превышает одних суток. В период паводков ручей становится питающей границей для подземных вод и способствует кратковременному подъёму уровня подземных вод у автодороги на величину до 1,0м по отношению к установленным в процессе изысканий. Уровень подземных вод на этом участке зафиксирован на глубине 2,00-2,10 м.

Наименее сложные гидрогеологические условия имеет третий объект, расположенный неподалеку от ст. Павловской. Здесь водоносный горизонт приурочен к эолово-делювиальным отложениям, которые представлены мощной толщей суглинистых отложений. Режим подземных вод естественный, равнинный. Область питания совпадает с областью распространения водоносного горизонта. Естественное питание подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков.

Подземные воды на период изысканий - октябрь-ноябрь 2012г. - зафиксированы на глубинах 6,5-12,6м от поверхности земли, что соответствует абсолютным отметкам 50,2-50,1м соответственно. Уровень подземных вод с учетом возможных сезонных колебаний следует ожидать на 1,0м выше зафиксированного.

На изучаемых территориях прохождения трасс распространены схожие опасные геологические и инженерно-геологические процессы, активизации которых способствуют как природные факторы, так и хозяйственная деятельность человека. Наглядная сравнительная характеристика опасных процессов приведена в таблице 14.

Таблица 14 - Опасные инженерно-геологические процессы районов изысканий

Так, для всех сравниваемых территорий характерен такой эндогенный процесс, как сейсмичность. Похожи и экзогенные процессы, характерные для II и III объекта - здесь сезонно, после выпадения интенсивных осадков, в виду низкой фильтрационной способности глинистых грунтов может происходить скопление поверхностных вод в понижениях и эрозия временных водотоков. Необходимо принимать меры по регулированию поверхностного стока.

Основные геологические и инженерно-геологические процессы на участке, расположенном в районе п. Дагомыс, связаны с его геоморфологическим местоположением - склоны гор и днища балок. На описываемой территории выявлены такие экзогенные процессы как выветривание, обвально-осыпные, оползневые процессы, плоскостной смыв.

Обвально-осыпные склоны здесь созданы искусственно при строительстве дороги из-за подрезки склонов. Наиболее опасны в этом отношении участки дороги с высокими (до 30 м) подрезанными склонами крутизной 45 - 70˚. Оползневые склоны наиболее характерны для участка дороги в бассейне р. Дагомыс. Здесь весьма благоприятные для возникновения оползней природные и техногенные условия: направление и крутизна склонов примерно совпадают с направлением и углом падения пород

Для всех описываемых объектов характерна техногенная деятельность человека, которая оказывает экологическое влияние на природную среду (линии электропередач, трассы коммуникаций, автодороги). Эти сооружения оказывают химическое, механическое воздействия на грунты, повышают их агрессивно-коррозионные свойства. Кроме того, на участке в районе п. Дагомыс деятельность человека проявляется и в подрезке склонов при строительстве дорог.

Таким образом, рассмотрев природные и инженерно-геологические условия изучаемых районов можно сделать ряд выводов. Несмотря на то, что все три изученных объекта относятся к одной категории сложности инженерно-геологических условий (III) , каждый из них имеет некоторые особенности, которые не могут не сказаться на видах и объемах инженерно-геологических изысканий.

Отличительной усложняющей чертой первого объекта (район п. Дагомыс) можно считать его геоморфологические строение, высокие значения колебаний абсолютных отметок высот, большое количество пересекаемых элементов рельефа (балки, овраги и т.д.), наличие специфических грунтов (техногенные, элювиальные грунты), а так же широкое распространение опасных инженерно-геологических процессов, связанных, в том числе, с активной техногенной деятельностью человека.

Инженерно-геологические условия второго объекта (район п. Джигинка) так же осложнены рядом факторов, к которым относятся сложные гидрогеологические условия района - неоднородность химического состава вод, а так же их малая глубина залегания, что в сезоны дождей может приводить к затоплению, которому подвержено 75% территории. Здесь так же распространены специфические грунты, среди которых необходимо отметить просадочные грунты мощностью до 16,8 м. Категория опасности по просадке оценивается как опасная.

Последний сравниваемый объект (район ст. Павловская) по сравнению с двумя предыдущими участками имеет не такие сложные инженерно-геологические условия. Однако и здесь получили повсеместное распространение просадочные грунты мощностью до 8,6 м.

Влияние описанных выше факторов, осложняющих инженерно-геологическое строение сравниваемых территорий, на виды и объемы инженерно-геологических изысканий будет рассмотрено в следующем разделе.

3.2 Сравнительная характеристика видов и объемов работ

При проведение инженерно-геологических изысканий на исследуемых территориях были выполнены следующие виды и объемы работ, приведенные в таблице 15. В таблице так же отражены объемы инженерно-геологических изысканий, рассчитанные на 1 км автомобильной дороги. В целом все выполненные виды в указанных объемах удовлетворяют требованиям СНиП 11-02-96 и СП 11-105-97.

Таблица 15 - Виды и объемы выполненных работ

Проанализировав содержание таблицы, можно сделать выводы о взаимосвязи инженерно-геологических условий районов с видами и объемами выполненных изысканий.

Минимальное количество выполненных буровых работ, как видно из таблицы, фиксируется на территории объекта изысканий располагающегося неподалеку от п. Дагомыс. Небольшое количество пробуренных скважин, несмотря на достаточно сложные инженерно-геологические условия среди сравниваемых объектов, объясняется видом строительства. На данной территории выполняется капитальный ремонт автомобильной дороги, тогда как на двух других объектах кроме реконструкции проводится и новое строительство, с чем связаны большие изыскательские работы. Здесь так же отмечается и минимум пройденных бурением погонных метров, это связано с наименьшей на описываемых объектах глубиной изучения - 0,6-11м.

Количество выполненных буровых работ на участках изысканий на объектах в районе п. Джигинка и ст. Павловская поддаются более наглядному сравнению, так как они соответствуют одному виду строительства - реконструкция и новое строительство. На двух этих участках пройдено схожее количество буровых скважин (в расчете на 1 км автомобильной дороги). Большое количество пройденных бурением погонных метров на этих участках связано с большей глубиной изучения, которая объясняется строительством на них транспортной развязки, для которой необходимо проектирование свай.

Из таблицы видно, что на участке инженерно-геологических изысканий в районе ст. Павловской было произведено минимальное количество лабораторных работ, так как для равнинной местности характерно однообразие в составе и свойствах грунтов на значительных протяжениях. Здесь, при использовании типовых проектов, нет необходимости в направлении на анализ большого количества образцов, поэтому был проведен тот минимум работ, который позволил определить физико-механические свойства грунтов. А на объекте расположенном в районе п. Дагомыс, относящемуся к области низкогорного рельефа, напротив, отмечается большее количество отборов монолитов грунтов из скважин и более объемные лабораторные работы. В необходимый минимум лабораторных работ здесь так же вошел полный комплекс определений физической и механической прочности и деформационных характеристик скальных грунтов, который не проводился на территории двух других объектов по причине отсутствия на изученной глубине скальных грунтов. Максимум лабораторных работ приходится на участок, расположенный в районе п. Джигинка.

На изучаемой территории участка, расположенного в районе ст. Павловской наблюдается так же и минимум выполненного объема лабораторного анализа вод, что связано с простыми гидрогеологическими условиями данного объекта. Грунтовые воды здесь залегают на достаточной глубине от поверхности (6,5-12,6м) и даже в период сезонного колебания уровня, их залегание предполагается на 1,0м выше зафиксированного.

Большее количество выполненных химических анализов вод, по сравнению с предыдущим объектом, фиксируется на участке изысканий в районе п. Дагомыс, что объясняется осложнением гидрогеологических условий территории - начальный участок проектируемой дороги пересекает русло ручья. В период паводков ручей становится питающей границей для подземных вод и способствует кратковременному подъёму уровня подземных вод у автодороги на величину до 1,0м по отношению к установленным в процессе изысканий (2,0-2,1м), т.е. ожидается на глубине 1,0-1,1 м от поверхности.

Наиболее объемные лабораторные работы, связанные с химическим анализом вод были проведены на объекте, располагающемся в районе п. Джигинка, что связано со сложными гидрогеологическими особенностями территории - неоднородность химического состава вод, а так же их малая глубина залегания, что в периоды сезонного колебания уровня грунтовых вод может приводить к затоплению, которому подвержено 75% территории.

Кроме того, стоит отметить что приповерхностное залегание грунтовых вод, которое зафиксировано на этом объекте приводит к дополнительным затратам на проведение буровых работ, по причине того, что в водонасыщенных грунтах обязательно использовать обсадку труб для крепления стенки скважины.

Кроме лабораторных работ неотъемлемой частью инженерно-геологических изысканий являются полевые исследования грунтов. Полевые методы позволяют изучить грунты в условиях естественного залегания, что значительно повышает точность определения и резко сокращает объем лабораторных работ.

К полевым методам изучения физико-механических свойств грунтов относятся микропенетрация, лопастные испытания, динамическое и статическое зондирование а так же прессометрия. На изучаемых объектах из перечисленных полевых методов изучения свойств грунтов, выполнено только статическое зондирование, которые было проведено на всех участках, кроме располагающегося в районе п. Дагомыс. Отсутствие статического зондирования, несмотря на сложные инженерно-геологические условия района, объясняется наличием на данной территории скального и щебнистого грунтов. Невозможность выполнения статического зондирования в данном случае приводит к увеличению количества разведочных скважин для отбора монолитов грунтов с целью проведения лабораторных анализов.

Кроме того, стоит отметить, что на всех трех объектах выполнено инженерно-геологической районирование территории по комплексу условий в соответствии с СП 11-105-97, СНиП 11-02-96. Сложный рельеф первого объекта (район п. Дагомыс) требует более подробного геоморфологического обследования чем остальные объекты. Геоморфологические наблюдения здесь производят с целью выявления и оконтуривания различных элементов рельефа. По каждому элементу рельефа устанавливают его гипсометрическое положение, генезис и возраст, размеры, характер поверхности, связь элементов рельефа со слагающими его породами и современными физико-геологическими процессами.

В целом, наглядное отражение количества выполненных работ в расчете на 1 км автомобильной дороги отображено в Таблице 16.

Таблица 16 - Соотношение количества проведенных инженерно-геологических изысканий

Таким образом, из таблицы видно, что абсолютный минимум инженерно-геологических работ приходится на участок в районе ст. Павловской, который имеет наименее сложные инженерно-геологические условия среди описываемых объектов. Среднее количество работ, между сравниваемыми объектами, фиксируется на участке изысканий района п. Дагомыс, несмотря на то, что его инженерно-геологические условия нельзя назвать более простыми, чем на территории участка п. Джигинка. Такое количество изысканий связано с отсутствием на данной территории нового строительства. Тем ни менее можно предположить, что если бы вид строительства всех трех объектов был одинаков, то объем выполненных работ не уступал бы по количеству объекту недалеко от п. Джигинка, на который и приходится максимум инженерно-геологических изысканий. Максимальное количество выполненных работ на этом объекте связано с наиболее сложными инженерно-геологическими условиями.

Вышеизложенная информация позволяет сделать вывод о взаимосвязи уровня сложности инженерно-геологических условий и видов и объемов выполненных изыскательских работ. Чем сложнее условия и чем больше факторов, их осложняющих, тем больше требуется инженерно-геологических работ, и, как следствие, финансовых затрат.

3.3 Рекомендации по оптимизации видов и объемов инженерно-геологических изысканий

Любые инженерно-геологические изыскания, в том числе те, которые проводятся при проектировании автомобильных дорог, должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки проектируемого строительства, возможных изменений в сфере взаимодействия объекта с геологической средой для получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.

Вполне естественно, что чем более подробными будут такие изыскания, тем более качественным будет результат. Однако в таком случае сильно возрастает стоимость проводимых изысканий и соответственно строительства в целом. Поэтому необходим компромисс между качественными, полноценными изысканиями их стоимостью.

Объемы проводимых инженерно-геологических работ регламентируются различными нормативными документами, о которых уже говорилось выше. Однако в каждой конкретной ситуации они будут зависеть от сложности инженерно-геологических условий, характера объекта, близости его к другим объектам и освоенности территории в целом. Поэтому для оптимизации видов и объемов инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог необходимо следующее:

тщательное изучение материалов предыдущих изысканий в пределах данной территории, что позволит сократить объем некоторых работ и более точно выделить различные ИГЭ;

комплексное проведение инженерно-геологических и других видов изысканий (гидрогеологических, инженерно-геодезических и др.) для выбора наиболее оптимального расположения трассы автомобильной дороги.

при плохой инженерно-геологической изученности территории обязательное проведение геофизических исследований для точного выделения ИГЭ и сокращения количества разведочных скважин для отбора проб грунта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы был рассмотрен вопрос влияния инженерно-геологических условий территория на виды и объемы проведенных инженерно-геологических изысканий при проектировании, строительстве и реконструкции автомобильных дорог Краснодарского края. В результате проведенных исследований, анализа различных литературных источников, нормативных документов и фондовых материалов были сделаны следующие выводы.

Инженерно-геологические изыскания при строительстве и проектировании автомобильных дорог обширны и имеют некоторую специфику, которая обусловлена, прежде всего, большой протяженностью и строительством на участках с различными инженерно-геологическими условиями, поэтому в каждом конкретном случае необходимо добиваться оптимального сочетания изысканий. Было установлено, что на территории Краснодарского края строительство автомобильных дорог в большинстве случаев ведется в достаточно сложных, зачастую неблагоприятных условиях. Этому способствуют: пестрота геологического строения; значительное разнообразие грунтов, в том числе просадочных; широкое развитие опасных экзогенных геологических процессов; высокие показатели сейсмичности.

На примере строительства и реконструкции автомобильных дорог на трех объектах в районе п. Дагомыс, п. Джигинка и ст. Павловской были рассмотрены виды и объемы выполненных инженерно-геологических изысканий. В результате сравнения выяснено, что абсолютный минимум инженерно-геологических работ приходится на участок в районе ст. Павловской, который имеет наименее сложные инженерно-геологические условия среди описываемых объектов. Среднее количество работ, между сравниваемыми объектами, фиксируется на участке изысканий района п. Дагомыс, несмотря на то, что его инженерно-геологические условия нельзя назвать более простыми, чем на территории участка п. Джигинка. Такое количество изысканий связано с отсутствием на данной территории нового строительства. Тем ни менее можно предположить, что если бы вид строительства всех трех объектов был одинаков, то объем выполненных работ не уступал бы по количеству объекту недалеко от п. Джигинка, на который и приходится максимум инженерно-геологических изысканий. Максимальное количество выполненных работ на этом объекте связано с наиболее сложными инженерно-геологическими условиями.

Таким образом был сделан вывод о взаимосвязи уровня сложности инженерно-геологических условий и видов и объемов выполненных изыскательских работ. Чем сложнее условия и чем больше факторов, их осложняющих, тем больше требуется инженерно-геологических работ, и, как следствие, финансовых затрат.

Кроме того были даны рекомендации по оптимизации видов и объемов инженерно-геологических работ при проектировании автомобильных дорог и сделаны выводы, что для снижения объемов изысканий необходимо тщательное изучение материалов предыдущих изысканий, комплексное проведение инженерно-геологических и других видов изысканий для выбора наиболее оптимального расположения трассы автомобильной дороги, а так же проведение геофизических исследований для точного выделения ИГЭ и сокращения количества разведочных скважин для отбора проб грунта.

Список использованных источников

1.      Википедия. Свободная энциклопедия [Электронные ресурс]. М. 2010. Режим дотупа: <#"794177.files/image010.gif">

Условные обозначения: 1 - Европейская платформа (а - щиты и выступы фундамента, б - плита - платформенная часть Причерноморско-Предкопетдагской системы мегавпадин); 2 - крупнейшие отрицательные континентальные и прибрежные структуры - мегавпадины, впадины, прогибы (а - слабо дислоцированные зоны, б - зоны складкообразования); 3 - орогенические гряды мегасводов (а - мегасводы, б - седловинообразная область слабых молодых воздыманий); 4-гряды морских поднятий (зоны: а - наиболее поднятые, б- относительно пониженные); 5 - глубоководные мегавпадины; 6-11 - границы (а - дизъюнктивные, б - пликативные): 6 - древней платформы и молодых складчатых систем (в платформенном фундаменте), 7- систем мегавпадин и орогенических гряд и сводов, 8 - мегасводов, гряд поднятий и цепей впадин, 9 - поднятий и впадин, 10 - сегментов мегасвода, И- прочих структур; 12- вулкан Эльбрус; 13-17 - структуры дизъюнктивной природы: 13 - флексурно-разрывные зоны, 14 - флексурные зоны, 15 - шовно-депрессионные зоны, 16 - продольные разрывы, 17 - поперечные разрывы (а) и флексуры (б); 18 - зоны поперечного дробления; 19-22 - индексы структур разных порядков. А - Г - главные элементы Причерноморско-Предкопетдагской системы мегавпадин: А - северный пологий склон, Б - Евпаторийско-Симферопольская перемычка, В - Азово-Кубанская мегавпадина, Г-Ставропольский свод.

I - III - элементы Северочерноморской мегавпадины: I - Каркинитский прогиб, II - Каламитский вал, III - Альминская впадина; IV - Евпаторско-Килийская гряда поднятий; V-VII - элементы Азово-Кубанской мегавпадины: V - Сивашско-Ладожская цепь впадин, VI - Среднеазовская гряда поднятий (VIa - Симферопольско-Березанская приподнятая зона, VIб - Азово-Тимашевская зона опущенных структурных ступеней), VII- Индоло-Кубанский краевой прогиб; VIII-XI - элементы Крымско-Кавказской гряды орогенических мегасводов: VIII - мегасвод Горного Крыма, IX - Керченско-Таманская область низких инверсионных поднятий. X-XI-сегменты мегасвода Большого Кавказа (X - Западный, XI - Центральный); XII-XIV -элементы Сорокинско-Туапсинской цепи мегапрогибов; XII - Сорокинский краевой прогиб, XIII - Восточносорокинская перемычка, XIV - Туапсинский краевой прогиб; XV-XVI - сегменты Шатско-Гудаутской гряды морских поднятий: XV - Западный пониженный, XVI - Восточный повышенный, XVII - XIX - элементы Осевой цепи Черноморских глубоководных мегавпадин: XVII - Западно-черноморская мегавпадина, XVIII - вал Андрусова, XIX - Восточночерноморская мегавпадина; XX - Аджаро-Триалетская зона поднятий.

I - Тарханкутский вал, 2 - Новоселовское, 3 - Симферопольское поднятия, 4 - Сивашская впадина, 5 - Североазовский прогиб (впадина), 6 - Копанская, 7 - Ирклиевская, 8 - Ладожская впадины. 9-Новоцарицынский, 10 - Азовский, 11-Каневский, 12 - Березанский валы, 13 - Расшеватско-Кропоткинское поднятие, 14 - Южноазовскзч. 15 - Тимагаевская ступени. 16 - Индольская, 17 - Южноазовская, 18 - Западнокубанская, 19 - Восточнокубанская впадины, 20 - Армавиро-Невинномысский вал, 21 - Баканский, 22 - Афипский, 23 - Семашхинский брахисводы. 24 - Лабино-Малкинский северный ступенчатый склон, 25 - срединная зона, 26 - Абхазо-Сванетский южный ступенчатый склон, 27 -поднятие Андрусова, 28 - вал Шатского, 29 - Гудаутский свод, 30 - Эшерская впадина, 31 -Очамчирский свод, 32 - поднятие Архангельского.

а-Донузлаво-Войновский грабен, б- Калиновский прогиб, в - Динской вал, г - Анастасиевско-Троицкое поднятие, д - Шапсугско-Апшеронский вал, е - Адыгейский выступ, Ж - Анапский выступ, з - Очамчирская впадина, и - о - Рионская межгорная впадина: и - л - элементы Абхазо-Мегрельской краевой зоны (и - Южно-Мегрельское поднятие, к - Центрально-Мегрельская впадина, л - Центрально-Колхидское поднятие), м-н - элементы Колхидской осевой зоны (м - Палеостомский грабен, н-Кутаисское поднятие), о- Гурийская краевая зона