Требуется 20 лет для того, чтобы построить репутацию и всего 5 минут, чтобы ее разрушить.
Уорен Баффет

Выполнение геофизических исследований в составе работ по обследованию грунтового основания здания ДК «Динамо» в г. Миасс, ул.Готвальда д.38

 

Заказчик:  МБУ ДК «Динамо», г.Миасс.

Цель работ: проведение обследования грунтового основания здания геофизическим методом в дополнение к типовому комплексу работ инженерно-геологических изысканий.

Задачи:

  • Определение глубины залегания скального основания участка;
  • Определение уровня грунтовых вод;
  • Определение положения тектонических нарушений в скальном основании участка и связанных с ними «карманов выветривания».

Период проведения полевых и лабораторных работ:

 03.08.2012 г. - 21.09.2012 г.

Исполнители: геофизики Андреев Н.М. и Гаврилов Ю.Е.

 

Тектоническое нарушение (разлом) – это зона концентрации геомеханических напряжений определенной направленности скального массива.

До недавнего времени в геологии считалось, что земная кора, за исключением районов активного вулканизма и сейсмоопасных регионов, находится в состоянии покоя. Однако, на современном этапе с вводом в эксплуатацию новейшей измерительной аппаратуры стало очевидным, что земные толщи постоянно находится в напряженно-деформированном состоянии. В платформенных условиях эти движения обладают незначительной амплитудой, однако, в зонах активных тектонических разломов - могут оказывать существенное воздействие как на массивы залегающих в окрестности горных пород, так и на инженерные сооружения. Известны случаи, когда в зонах активных разломов происходили разрушения зданий, постоянные разрывы инженерных коммуникаций, образования трещин в стенах и фундаментах. Подобные аварийные здания и сооружения есть практически в каждом городе и г.Миасс не стал исключением.

Причины деформаций/разрушений зданий: 
1. Осадка грунтового основания; 
2. Протекание негативных процессов и явлений, таких как набухание, пучение грунтов, суффозия, карст, оползни и др.; 
3. Движение блоков породных массивов вдоль активных тектонических разломов.

Первая причина достаточно хорошо изучена в инженерной геологии. Осадка зданий всегда учитывается при строительстве. Известно, что при возведении объектов на дисперсных грунтах (водноколлоидные структурные связи) осадка может достигать десятков сантиметров. Некоторые проблемы могут возникать в случае неравномерной осадки, когда одна часть здания опускается быстрее, чем другая, и оно начинает деформироваться под собственным весом. Однако, в большинстве случаев осадка проходит более–менее равномерно.

Вторая группа причин также достаточно полно изучена инженерами–геологами. Пучинистые и набухающие грунты всегда находятся под пристальным вниманием специалистов, возможность строительства на склонах и участках, склонных к проявлению карста, в каждом случае рассматривается особо, методы изучения и учета большинства негативных процессов прописаны в нормативных документах. 
Однако, предотвратить влияние негативных процессов и явлений удается не всегда. Дело в том, что негативные процессы нередко активизируются уже после возведения сооружений. Причиной их возникновения могут послужить строительные работы на соседних участках в условиях плотной городской застройки.

Третья возможная причина деформаций, а именно, наличие активных тектонических разломов, в абсолютном большинстве случаев при изысканиях не учитывается вообще! Это связано прежде всего с тем, что инженеры–геологи изначально опираются на вещественный подход.

Геологи способны выделить тектонический разлом, если: 
- существует выраженная линейная кора выветривания, сложенная дисперсными грунтами; 
- существует выраженный тектонический шов, представленный раздробленным материалом, глиной трения; 
- в теле разлома присутствуют инородные геологические тела, т.е. интрузивные дайки кислых или основных пород; 
- заложат зондирующую скважину в окрестности разлома, в противном случае они могут просто пропустить данный объект вследствие ограниченного числа геологических скважин на дневной поверхности (на сегодняшний день под общественное жилое здание, согласно нормативным документам, разрешено бурить всего 3 скважины. Редко бурят по методу конверта, т.е. закладывают 5 скважин).

Необходимо отметить, что все перечисленные признаки на территории Уральского региона характерны для древних тектонических разломов палеозойского возраста. Древние разломы имеют субмеридианальное простирание, совпадающие с простиранием основных тектонических структур Уральского региона.

Ни один из перечисленных выше признаков не относится к современным активным тектоническим разломам. Амплитуда смещения по современным активным разломам является минимальной, поэтому в зоне дробления материал проработан слабо, т.е. отсутствует мощный глинистый слой в зоне разлома. По этой же причине в случае с активным разломом мы не наблюдаем значительного смещения литологических границ.

Современный активный разлом – это новообразованная структура, молодой шов. Массив разрушился, «треснул», но значительной амплитуды смещения по разлому пока нет. Это связано с тем, что двигаться ему особо некуда. Разлом находится внутри скального массива и его подвижные блоки со всех сторон окружены такими же блоками горных пород. По разлому происходит динамическое циклическое движение. Резкие подвижки в одну сторону, а затем такие же резкие смещения в обратную сторону. Разлом «дрожит», «дергается», «бьется». И именно за счет этого резкого дробящего движения активный тектонический разлом оказывает существенное воздействие на инженерные сооружения, расположенные над ним.

К сожалению, инженеры–геологи, руководствуясь своими поисковыми признаками, попросту не могут выделить активный разлом в пределах контура зданий.

 Поисковые признаки у современных разломов следующие: 
- деформации в зоне разлома;

- сравнительно более узкие по ширине, чем древние разломы;
- повышенная проницаемость тектонического шва.

Как видно, среди этих признаков нет упоминания о геологических телах и литологии. Потому–что тело современного разлома сложено теми же породами, что и весь окружающий массив. Тектонический шов представляет собой трещиноватую зону, которая не обязательно раздроблена до мелкой фракции. Если мы пробурим скважину и достанем керн, разлом проявиться только в некотором увеличении модуля трещиноватости, причем не всегда это увеличение будет хорошо заметным.

Важнейшим признаком активного разлома являются деформации. Причем это может быть разнонаправленное, знакопеременное движение с небольшой амплитудой. Для того, чтобы зафиксировать такие деформации, необходимы инструментальные наблюдения высокой точности. 

 

Методика работ

Геофизические работы проводились методом резонансно-акустического профилирования (РАП). Данный метод позволяет с минимальными затратами и с максимально возможной точностью локализовать тектонические нарушения на дневной поверхности и определить глубины залегания кровли скальных пород.

Съемка методом РАП проводилась по периметру здания,  в непосредственной близости от него.

Во время проведения исследований было сделано 10 профилей, измерения вдоль профиля проводились с шагом 1 метр. Частота дискретизации, записываемого сигнала — 7 500 Гц. Глубина зондирования — 40 метров.

 

 

геофизический разрез

Анализ профиля 3. 

Данный профиль пересекает 3 разлома субмеридианального простирания. Скважина 2 пробурена практически в центр одного из разломов, глубина скважины 8 метров, керн представлен глинистой породой. Данный разлом на 3-м метре ПР3 хорошо отобразился ослабленной зоной до 40 метров. По разрезу РАП выделена граница между рыхлыми отложениями, которые представлены глинами, и скальной породой. Мощность рыхлых отложений изменятся от 12 до 19 м. Высотные отметки вдоль ПР3 условно изменяются в диапозоне 0-4 метров, достигая максимума в конце профиля. Ввиду отсутствия данных о высотных отметках, профиль пришлось построить без их учета. Следует понимать, что поверхность кровли скальной породы имеет субгоризонтальное простирание. Уровень грунтовых вод залегает ориентировочно на 1 метр ближе к поверхности земли, чем кровля скальных пород.

Анализ профиля 9.

Данный профиль пересекает 1 разлом на 15 метре от начала профиля. По разрезу РАП выделена граница между рыхлыми отложениями, которые представлены глинами, и скальной породой. Мощность рыхлых отложений уменьшается от начала профиля к концу и изменяется от 12 до 10 м. Примерно на середине профиля наблюдается картина похожая на разлом, но специалисты ООО «РЭЛ МГРТ» склоняются к тому, что это влияние помехи. Уровень грунтовых вод залегает ориентировочно на 1 метр ближе к поверхности земли, чем кровля скальных пород.