Инженерно-геологические условия правобережного склона Воронежского водохранилища

А. Э. Курилович, Н. С. Краснова, В. В. Черников, Воронежский государственный университет

Необходимость изучения инженерно-геологических условий склоновых участков правобережья г. Воронежа вызвана интенсивной их застройкой многоэтажными зданиями, осуществляемой в последние годы. В структурно-геоморфологическом отношении правобережный участок относится к Окско-Донской аллювиально-флювиогляциальной равнине и приурочен к Битюг-Воронежскому геоморфологическому району (1; 2). Вся прилегающая территория относится к юго-восточной периферии Воронежской антеклизы, где глубина расчленения рельефа колеблется от 40–50 м до 70–85 м. Участок инженерно-геологических исследований приурочен непосредственно к четвертой надпойменной правобережной террасе. Поверхность участка неровная с уклоном в юго-восточном направлении. Абсолютные отметки в средней части склона изменяются от 121, 5 м до 118, 75 м, у подножья составляют 95–96 м. Угол поверхности склона достигает 32–340.

В гидрогеологическом отношении участок инженерно-геологических исследований характеризуется распространением неоген-четвертичного водоносного комплекса, водовмещающие аллювиальные пески которого вскрыты на глубине 24, 5–25, 5 м (абсолютные отметки установившегося уровня подземных вод 94, 25–95, 55 м). Подземные воды имеют непосредственную гидравлическую связь с Воронежским водохранилищем (3). По степени агрессивного воздействия на бетон всех марок грунты оцениваются как неагрессивные. В компонентном составе подземных вод среди анионов ведущая роль принадлежит сульфатам и гидрокарбонатам, среди катионов – кальцию и натрию. Такая же закономерность в распределении макро-ионов характерна и для воды водохранилища.

В настоящее время на склоновых участках правобережья основными рельефообразующими факторами являются эрозионные и гравитационные процессы, а также хозяйственная деятельность человека. Геолого-литологический разрез с учетом стратиграфического положения, генезиса, физикомеханических свойств грунтов и их номенклатурного наименования имеет до глубины 30 м следующий вид (табл. 1).

С учетом данных по литологическому составу и физико-механическим свойствам грунтов осуществлен расчет устойчивости склоновых участков многоэтажной застройки правобережья. В основу была положена схема расчета по плоской поверхности скольжения (метод прислоненного откоса). Так как угол поверхности скольжения не одинаков в пределах оползневой части склона, то она разбивалась на блоки с равными углами наклона, для каждого из которых определены показатели устойчивости (4; 5).

Расчетные значения сцепления (С) и угла внутреннего трения (φ) принимались исходя из положения, что устойчивость толщи грунтов определяется наличием в ней ослабленных зон, совпадающих с поверхностью скольжения. Поэтому в расчет принимались минимальные значения, полученные при проведении инженерно-геологических изысканий.

Коэффициент запаса устойчивости для склона определяется путем суммирования полученных значений для каждого из блоков, то есть

где Kзап– коэффициент запаса устойчивости склона,

представляющий собой отношение удерживающих сил к сдвигающим, действующих в потенциальнооползневом теле; tg φ – коэффициент внутреннего трения грунтов поверхности скольжения или зоны примыкающей к ней; С – удельное сцепление грунтов той же зоны; L i – длина поверхности скольжения i-го блока; α i – угол наклона поверхности скольжения i-го блока; Р i – вес пород i-го блока; n – количество блоков.

Установлено, что коэффициент запаса устойчивости склона в естественном состоянии составляет более 2, 0. Склон является устойчивым и не требует проведения дополнительного закрепления. При дополнительной пригрузке склона (от 400 до 1800т) его устойчивость уменьшается. При нагрузке 1800 т склон переходит в состояние неустойчивого равновесия. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании высотных зданий на правобережном склоне Воронежского водохранилища.

1. Раскатов Г. И. Геоморфология и неотектоника Воронежская антеклизы / Г. И. Раскатов. – Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1969. – 164 с.

2. Трегуб А. И. Неотектоника территории Воронежского кристаллического массива / А. И. Трегуб. – Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2002. – 220 с. 3. Курдов А. Г. Проблемы Воронежского водохранилища / А. Г. Курдов. – Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1998. – 166 с.

4. Ломтадзе В. Д. Геология. Инженерная геодинамика / В. Д. Ломтадзе. – СПб. : Изд-во С.-Петерб. гос. ун-та, 1977. – 479 с.

5. Маслов Н. Н. Механика грунтов в практике строительства / Н. Н. Маслов. – М. : Изд-во Моск. гос. ун-та, 1977. – 386 с.