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

В задачи инженерно-геологической съемки входят:

а) изучение геологического строения, гидрогеологических условий, определение литологических особенностей и границ распространения различных типов грунтов поверхностных отложений и коренных пород;

б) изучение грунтов с точки зрения использования их в качестве основания земляного полотна и фундаментов проектируемых сооружений, как материала для возведения земляного полотна и дорожной одежды;

в) изучение современных физико-геологических процессов и их влияния на выбор оптимального варианта трассы;

г) выявление перспективных районов для поисков месторождений строительных материалов и резервов грунта для устройства насыпи.

При наличии геологических карт дочетвертичных и четвертичных отложений крупного масштаба тектоника и стратиграфия не изучаются. Особенность инженерно-геологической съемки, отличающей ее от других полевых методов исследований, состоит в пространственном отображении, т.е. картировании элементов, изучаемых природных условий [19].

Инженерно-геологические изыскания должны выполняться с применением прогрессивных методов работ, современных приборов и оборудования, обеспечивающих повышение производительности труда, улучшение качества и сокращение продолжительности изысканий.

Основной объем разведочных работ для построения геолого-литологических разрезов, отбора образцов грунтов, изучения их свойств, изучения гидрогеологических условий и выделения инженерно-геологических элементов выполняется бурением скважин. При этом используются самоходные и переносные станки механического бурения. Целесообразный диаметр скважин в зависимости от глубины и характера грунта приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Диаметр скважин в зависимости от глубины и характера грунта

Геофизические методы разведки применяются во всех случаях, когда по характеру физических свойств пород, слагающих исследуемый участок изыскательских работ они, могут быть эффективными. Эти методы основаны на изучении естественно или искусственно созданных в земле физических полей (электрических, магнитных, сейсмических, гравитационных). Применяемые в сочетании с обычными горнопроходческими и буровыми работами они дают возможность сохранить объем последних, повысить полноту и качество исследований. Особую ценность геофизическая разведка приобретает при изысканиях в горных и труднодоступных районах, где производство механизированных буровых работ невозможно из-за трудностей доставки оборудования, а шурфовочные работы слишком трудоемки и дороги. То же относится к районам развития оползней, осыпей, карста, где одними инженерно-геологическими методами практически нельзя решить всех поставленных задач.

Инженерная геофизика включает в себя следующие методы разведки:

- электроразведку, основанную на изучении закономерностей, связанных с прохождением электрического тока в земле;

- магниторазведку, изучающую магнитные свойства горных пород;

- сейсморазведку, являющуюся методом, при котором изучаются упругие свойства горных пород. Носителем геологической информации здесь служит скорость распространения упругих волн, возбуждаемых в породах взрывом или ударами;

- гравиоразведку, занимающуюся распределением силы тяжести на поверхности земли;

- радиометрию, основанную на изучении степени радиоактивности горных пород и вод.

2.2.3 Особенности инженерно-геологических изысканий для реконструкции автомобильных дорог

При реконструкции автомобильных дорог производят инженерно-геологическое обследование полосы прилегающей к проектируемой дороге и существующего земляного полотна, а также участков затронутых природными процессами, влияющими на состояние реконструируемой дороги.

Обследование существующего земляного полотна производят с учетом природных особенностей отдельных участков проектируемой дороги с фиксированием состояния откосов насыпей и выемок, водоотводных и укрепительных сооружений; устанавливают границы участков с неустойчивым земляным полотом и пучинистых участков.

При обследовании существующего земляного полотна разведочные выработки закладывают на бровках земляного полотна, откосах, у подошвы насыпей и бровок выемок. Глубина выработок должна быть не менее, чем на 0,5 метра больше высоты насыпи. В тех случаях, когда предусматривается уширение существующего земляного полотна, закладываются дополнительные выработки в притрассовой полосе. При обследовании существующего земляного полотна на характерных участках отбирают монолиты через 0,3 - 0,5 м для определения плотности и влажности всех разновидностей грунтов земляного полотна. Кроме этого, отбирают пробу грунтов для определения гранулометрического состава, пределов пластичности, оптимальной влажности. Количество выработок в равнинной местности не должно быть менее 2-х на 1 км. В горной местности выработки закладываются по поперечным разрезам на всех характерных участках [20].

При обследовании существующей насыпи на болоте или других слабых грунтах количество и глубина скважин должны быть достаточными для определения величины посадки насыпи за счет выторфовывания или уплотнения грунтов основания и ее длительной устойчивости.

Скважины закладывают в количестве 3 - 5 в пределах поперечного профиля земляного полотна и по одной у его основания.

Особое значение имеет обследование пучинистых участков, при котором должен быть изучен весь комплекс природных и техногенных факторов, вызывающих образование пучин. При этом обследование грунтов и гидрогеологических условий, в которых находятся земляное полотно и придорожная полоса, производят путем заложения на поперечных профилях 3 - 5 шурфов или буровых скважин.

По дренажным сооружениям собирают данные эксплуатационной службы. В сомнительных случаях и при неудовлетворительной работе дренажа его вскрывают раскопкой для установления степени засорения заиливания дренажного материала, а также размера притока воды.

Обследованием дорожной одежды устанавливают толщину ее конструктивных слоев, состояние покрытия, качество материалов и их состояние. Обследование производят путем пробивки лунок или выбуривания кернов в количестве 3 - 5 на каждом поперечном сечении.

Промеры дорожной одежды производят на пикетах и в характерных промежуточных точках. При удовлетворительном состоянии покрытия, наличии проектных материалов и материалов по капитальному ремонту количество промеров может быть сокращено. Для асфальтобетона или черного шоссе, находящихся в хорошем или удовлетворительном состоянии промеры производят по трем поперечникам в пределах каждого километра; для щебеночного или гравийного покрытия промеры производят через каждые 200 метров (5 поперечных разрезов на километр трассы дороги).

Пробы отбираются из каждого конструктивного слоя для определения гранулометрического состава, прочности и морозоустойчивости щебня или гравия. Для песка определяется гранулометрический состав и коэффициент фильтрации. Из асфальтобетонных и черных покрытий отбираются вырубки для лабораторных определений физико-механических свойств. Все вырубки должны быть не менее 6 кг [21].

При замене временных сооружений на постоянные, или при постройке новых искусственных сооружений, на существующих дорогах инженерно-геологическое обследование выполняют как для новых дорог.

Анализируя выше сказанное, можно сделать вывод, что 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, что будет рассмотрено в следующей главе на примере строительства и реконструкций автомобильных дорог в Краснодарском крае в различных инженерно-геологических условиях.

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

Исходя из разнообразий условий были выбраны три объекта строительства и реконструкции автомобильных дорог, располагающиеся на разных участках территории Краснодарского края.

Первый (I) рассмотренный объект представляет собой участок автомобильной дороги А-147 км 165+940 км 171+600 расположен в юго-западной части края в районе Б. Сочи. Участок дороги, подлежащий капитальному ремонту, начинается в центральной части п. Дагомыс, проходит через п. Шаумяновка, Мамайский перевал и заканчивается на северо-западной окраине г. Сочи. (Грузинская Мамайка). Это горный, большей частью покрытый лесом район между реками Дагомыс и Псахе, удаленный от побережья Черного моря на 0,9-2,5 км [22].

Второй объект (II) относится к юго-западной окраине посёлка Джигинка Анапского района и. располагается в пределах Старокубанской дельты, сформировавшейся в одном из черноморских рукавов реки Кубани [23].

Последний объект (III) расположен в 3 км юго-восточнее станицы Павловской на пересечении федеральных автомобильных дорог М-4 «Дон» и М-29 «Кавказ» в Павловском районе. Район изысканий расположен в пределах лессовой аккумулятивно-эрозионной наклонной равнины Азово-Кубанской равнины, на водоразделе рек Сосыка и Тихонькая [24].

3.1 Сравнительная характеристика ИГ условий участков работ и факторов их формирования

Рассматриваемые объекты располагаются в разных природных и инженерно-геологических условиях, чем вызвана необходимость провести сравнительную характеристику данных объектов для более наглядного отражения различий. Подробная сравнительная характеристика климатических особенностей территорий приведена в таблице 5.

Таблица 5 - Климатические характеристики объектов изысканий

Как видно из таблицы, изучаемые районы располагаются в разных климатических зонах, так I участок располагается в климатической зоне IV-Б, тогда как два других в зоне III-Б, а так же имеет в отличии от них субтропический тип климата. Кроме того отличительной особенность I объекта является высокий показатель среднегодового количества осадков по сравнению с двумя другими участками.

Немаловажным фактором, влияющим на объемы инженерно-геологических изысканий, являются характеристики рельефа исследуемых районов, приведенные в таблице 6.

Таблица 6 - Особенности рельефа районов изысканий

Из таблицы видно, что все сравниваемые объекты относятся к разным типам рельефа. Так, первый объект, располагающийся в районе п. Дагомыс относится к провинции Большого Кавказа к области низкогорного рельефа на новейших складчатых структурах. Осложняющими факторами здесь выступили сильная расчлененность рельефа, а так же большое количество склонов гор различной крутизны, прорезанных балками, что потребовало подробного попикетного описания района изысканий. Балки 1-ого порядка непосредственно впадают в ближайшие реки Дагомыс и Псахе, балки 2-ого порядка являются их притоками.

Второй объект изучения, расположенный вблизи п. Джигинка, так же имеет сложный рельеф. Территория участка располагается в пределах Старокубанской дельты - типичной дельтовой низменности с исключительно ровной поверхностью и абсолютными отметками не более 1,5м. Северо-западный и южный борта дельты обрамляются относительно приподнятыми равнинами и холмисто-грядовыми структурами таманского типа. Вдоль обоих бортов дельты простирается относительно приподнятая пологонаклонная равнина плиоцен-нижнечетвертичного возраста, сложенная делювиальными осадками различного литологического состава. В бортах дельты делювиальная равнина хорошо выражена в современном рельефе эрозионным уступом высотой до 20 - 25м. Кроме того, неблагоприятным фактором здесь можно считать отрицательные значения абсолютных отметок высот, которые в низинах могут достигать -0,9м.

Последний участок изучений, находящийся недалеко от ст. Павловской имеет более спокойный рельеф, чем выше описанные объекты. Рельеф данной местности равнинный, слаборасчлененный. Однако и здесь присутствует неблагоприятный фактор - автомобильная дорога пересекает необводненную балку.

На рисунке 8 отображены все три объекта изучения, согласно которому они относятся к разным геоморфологическим провинциям, более подробно описанным в таблице 7.

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.