699

Грунты сладковской свиты залегают с поверхности мощностью от 2–4 до 15 м. Представлены светло-бурыми лёссовыми просадочными суглинками и супесями с прослоями глин и песков.

Для грунтов характерно присутствие карбонатных стяжений, кристаллов гипса и гнезд песка. Нижняя граница лёссовых грунтов неровная, в виде клиньев внедряется в нижележащие глины.

Под грунтами сладковской свиты залегают прослои, линзы окатышей нижележащих неогеновых глин и твердых карбонат- но-мергелистых конкреций. Мощность этих линз достигает 1 м. Ниже по разрезу залегают грунты павлодарской свиты.

Павлодарская свита имеет возраст от позднего миоцена до нижнего и среднего плиоценанеогенового периода, происхождение озерно-аллювиальное (laN1-2P). Интервалы глубин залегания изменяются от 1,0 до 20 м, таким образом, мощность свиты достигает20м.Павлодарскаясвитавверхнейчастипредставлена переслаиванием глин, суглинков и супесей (алевролитов). Глинистые грунты серые, серовато-зеленые, темно-серые, иногда бурые,какправило, имеют мелкокомковатую текстурусвключением крупных известково-мергелистых конкреций.

Глинам этих цветов (зелено-серого, серого) принадлежит значительная роль в разрезе свиты. Именно эта цветовая гамма характерна для грунтов свиты. Мощность глинистой толщи составляет 5–10 м.

Вгранулометрическом составе глинистых грунтов преобладает глинистая фракция, содержание ее достигает 75 %. По числу пластичности глинистые грунты павлодарской свиты классифицируются как глины (17–30), суглинки (12–17) и реже супеси

(3–5).

Естественная влажность изменяется от 0,14 до 0,40; консистенция от тугопластичной до текучепластичной у супесей.

Глины и суглинки павлодарской свиты обладают набуханием. Относительная деформация набухания составляет 0,03–0,15. Коэффициент крепости изменяется от 0,2 у супеси до 1,5 у глин.

Внижней части павлодарской свиты в виде линз залегают серые мелко- и тонкозернистые слюдистые пески и тонкослоистые супеси. Их мощность составляет от 1 до 5 м.

5 1

Эта толща выделяется как павлодарский водоносный горизонт. Химический состав подземных вод очень различен. К северу от долины р. Омь распространены воды пресные гидрокарбонатные, по катионному составу — содовые и кальциевомагниевые. Южнее долины р. Оми воды этого горизонта характеризуются повышенной минерализацией: сульфатно-хлорид- ные, магниево-натриевые. Водообильность павлодарского водоносного горизонта сравнительно невелика. Дебит эксплуатационных скважин при понижении на 15 м не превышает 2,0 л/с. Коэффициент фильтрации водонасыщенных грунтов составляет 0,3–2,4 м/сут. При вскрытии водонасыщенных грунтов выработкой они переходят в плывуны.

Региональным водоупором являются глинистые грунты среднего миоцена таволжанской свиты.

Глинистые грунты таволжанской свиты озерного генезиса (lN1tv) залегают на глубине 10–20 м. Они представлены темносерыми, почти черными с характерным зеленоватым оттенком глинами и суглинками. В нижней части свиты распространены светло-серые, зеленоватые алевролитовые (пылеватые) тонкослоистые суглинки иногда с прослоями тонкозернистых водонасыщенных песков. Мощность свиты составляет от 8 до 25 м.

По гранулометрическому составу таволжанские глинистые грунты являются высокодисперсными. Содержание глинистой фракции(мельче 0,005мм) составляет 50–70%, апесчаной редко превышает 5 %.

Число пластичности глин изменяется от 24 до 40 (среднее значение 31 %), у суглинков уменьшается до 12–16 %.

Несмотря на высокую влажность (0,24–0,35), степень насыщения около единицы, грунты свиты относятся к сильнонабуха- ющим(деформациянабуханиясоставляет0,12–0,16)(табл. 9.1).

Бещеульская свита — верхняя часть олигоцен-миоценовых отложений представлена песчанистыми алевритами (супесями), тонкозернистыми песками с прослоями алевритовых глин с обильнымиобугленнымирастительнымиостатками.Свитавскрыта в естественных обрывах правого берега Иртыша севернее г. Омскаи прослеженамногочисленнымискважинами наводоразделе. Грунты свиты являются водонасыщенным горизонтом.

5 2

Таблица 9.1

Средние значения показателей свойств грунтового массива г. Омска

Нижележащие грунты озерно-болотного генезиса нижнего миоцена (абросимовская свита N1ab) и озерного верхнего олигоцена (журавская свита P3zr) залегают под руслом Иртыша и его поймойнаотметкахоколо80м.Отложенияабросимовскойсвиты представлены переслаивающими зеленовато-серыми глинами и темно-серыми алевролитами срастительными остатками.Внекоторых скважинах фиксируются прослои и линзы бурых углей мощностью до 2,0 м и стяжения пирита. Для грунтов характерна тонкая, плитчатая горизонтальнаяслоистость. Мощность глинистых грунтов абросимовской свиты составляет от 10 до 20 м. Нижняя часть разреза абросимовской свиты, представленная

5 3

глинистыми алевритами,переходит внижележащую, преимущественно алевритово-песчаную, журавскую свиту.

Журавская свита имеет преимущественно песчано-алевроли- товый слабоглинистый состав. Преобладают тонкозернистые пески и крупнопылеватые грунты и их тонкослоистые переслаи- вания.Грунтыимеютхарактерныйоливково-зеленыйцвет.Мощ- ность свиты составляет от 30 м на юге до 70 м в Омском Прииртышье. К северу от Омска, севернее долины р. Тары, журавская свитапереходит в одновозрастную туртасскую свиту. Характерной особенностью грунтов журавской и абросимовской свит является присутствие в составе легкой фракции значительного количества глауконита (соответственно до 20–5 %). Среди минералов глинистой фракции преобладающее значение имеет монтмориллонит, что объясняет высокое значение показателей пластичности (влажность на пределе текучести составляет 0,70– 0,50, на пределе пластичности 0,50–0,30, число пластичности изменяется от 6 % у алевритов (супесь) до 35 % у глин).

Характерной особенностью данных грунтов является низкое значение показателей плотности: плотность скелета у глин изменяется от 1,13 до 1,50 г/см3, а у супесей (алевритов) от 1,30 до 1,58 г/см3.Несмотрянанизкую плотность,грунты характеризуются высокими значениями угла внутреннего трения (18–32°), сцепления и модуля деформации, что свидетельствует о высокой структурной прочности грунтов.

Восновании грунтового массива залегают верхнеолигоценовые отложения новомихайловской свиты, представленные буро-

вато-коричневыми пылеватыми глинами (p3nm). Глины переслаиваютсяссерымисуглинками,супесямиилинзамирастительных остатков и даже бурых углей. Особенностью грунтов свиты является повышенная плотность (показатель уплотненности по В.А. Приклонскому 1,00; плотность скелета 1,62 г/см3) и соответственно высокие значения показателей механических свойств (см. табл. 9.1).

Втолщу неогеновых грунтов вложен аллювий р. Иртыш, представленный отложениями поймы и двух надпойменных террас. В настоящее время в черте города трудно выделить площади надпойменных террас. Они переходят друг в друга и сливаются с водораздельной равниной. В основании надпоймен-

5 4

ных террас залегает русловой аллювий, представленный мелко- и среднезернистыми песками, выше по разрезу переходящими в лёссовидные супеси. Мощность аллювия террас составляет 16– 30 м. Наиболее интенсивному изменению подверглись участки поймы в черте города. Ширина поймы изменяется от 2 до 5 км, имеет параллельно-гривистый характер. Мощность руслового аллювия, представленного разнозернистыми песками, составляет около 10 м. Верхняя часть разреза представлена скрытослоистыми суглинками с прослоями торфа.

Значительные по площади участки поймы в пределах города изменены в процессе гидронамыва песков из русла Иртыша. Мощность намытых техногенных грунтов достигает от 2 до 5 м в зависимости от природного рельефа. После намыва поверхность поймы морфологически сливается с поверхностью первой надпойменнойтеррасыиосвоенагородскимстроительством[17].

В северной и южной частях города на поверхность поймы намытызолоотвалы—отходыТЭЦ.Такимобразом,вгрунтовом массиве г. Омска принимают значительное участие современные техногенные грунты.

Гидрогеологические условия грунтового массива характеризуются следующими особенностями:

Пе рвы й г ори зон т приурочен к лёссовым грунтам водоразделов, аллювиальным грунтам террас Иртыша и Оми. Воды пресные, гидрокарбонатного типа с минерализацией от 0,7 до 2,0 г/л. Дебит скважин составляет около 1 л/с.

Второй водоносный горизонт ,представленныйпесками павлодарской свиты, расположен на глубинах 7–20 м. Водовмещающие грунты — мелкозернистые пески и алевриты (супеси). Мощность песков и супесей невыдержанная, часто залегают в виде линз. Мощность водоносного горизонта от 3 до 15 м. Воды слабонапорные, дебит скважины от 0,2 до 2,6 л/с. Воды гидрокарбонатные, пресные и слабосолоноватые.

Тр ети й водо нос ный го риз онт приурочен к мелкозернистым пескам и алевритам бещеульской, абросимовской и журавской свит. Воды характеризуются повышенной минерализацией: 1,1–5,5 г/л и значительным напором. При вскрытии подземными выработками водоносные горизонты переходят в плывунное состояние.

5 5

В грунтовом массиве развиты следующие геологические процессы, осложняющие строительство и эксплуатацию транспортных сооружений: просадочность и оврагообразование в покровных лёссовых грунтах, набухание в глинистых грунтах павлодарской итаволжанской свит.Водоносныегоризонтыпривскрытииподземнымивыработкамипереходят вплывунноесостояние, могут возникать прорывы плывунов в подземные выработки. Присутствие пирита в грунтах абросимовской свиты способно вызвать агрессивное разрушение металлических конструкций метрополитена.

9.2. Грунтовый массив г. Новосибирска

Город Новосибирск расположен на территории КолываньТомской инженерно-геологической области на обоих берегах реки Оби. Колывань-Томская область является северо-западной окраиной Алтае-Саянского горно-складчатого региона, что обуславливает особенность инженерно-геологических условий города: незначительная глубина залегания палеозойских скальных грунтов, маломощный чехол четвертичных дисперсных грунтов

исейсмичность в 6 баллов по шкале MSK-64.

Вгеоморфологическомотношении правобережная частьгородарасположенанаплоской расчлененной равнине (водораздельном плато) с абсолютными отметками от 150 до 210 м. На северовосток от долины реки Оби отметки рельефа повышаются до 240 м. Глубина врезания овражно-речной сети 50–100 м. Густота горизонтального расчленения составляет около 1 км/км2. В левобережной части города выделяетсяостанецводораздельного плато с абсолютными отметками поверхности 140–150 м (ул. Горская, пл. Станиславского, пл. К. Маркса).

Относительно равнинный рельеф плато осложнен глубокой эрозией р. Оби и ее притоков: 1-й и 2-й Ельцовок, Каменки, Плющихи и многочисленными глубокими оврагами.

Вдолине р. Оби в рельефе выделяются пойма и четыре надпойменные террасы.

Че тве ртая н адп ойме нная т ерр аса в правобереж- нойчастигородавыделяетсявмеждуречье1-й и2-йЕльцовок(от пл.Калининадогорбольницы)сотметкамиповерхности121–130м.

5 6

Тр еть я н адп ойме нная т ерр аса с абсолютными отметками 120–125 м распространена в бортах долины Каменки и нижней части междуречья 1-й и 2-й Ельцовок.

Вт орая н адп ойме нная т ерр аса с абсолютными отметками 108–115 м развита наиболее широко на левобережье,

вКировском районе, где она образует огромный сегмент шириной до 12 км, включающий территорию Толмачевского аэропорта.

Пе рвая н адп ойме нная т ерр аса с отметками 100– 105 м распространена в районе Кудряшовского бора шириной до 10 км инаправобережье в видеполосы шириной от 50м до 1,5 км (ул. Большевистская).

Ширина поймы р. Оби от 500 м в самом узком месте до 4 км

вверхней части города в устье р. Ини. Абсолютные отметки поверхности поймы составляют 94–98 м.

Внастоящее время в черте города надпойменные террасы постепенно переходят друг в друга и сливаются с поверхностью водораздельного плато. Рельеф территории города существенно осложнен многочисленными оврагами. На территории Новосибирска и его окрестностей Н.И. Петровой задокументировано более 170 оврагов глубиной вреза около 50 м и длиной до 4 км.

Встроении грунтового массива города принимают участие скальные грунты палеозойского и дисперсные грунты кайнозойского возрастов (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Схематический разрез грунтового массива г. Новосибирска вдоль правого берега р. Оби:

1 — покровные лёссовые суглинки, супеси QIII–IV; 2 — грунты краснодубравской свиты saQI–IIkrd; 3 — песок гравелистый QI; 4 — гравий

QI; 5 — глина коры выветривания Mz; 6 — гранит P; 7 — дайки пегматитов; 8 — глинистые сланцы D3; 9 — дайки долеритов

5 7

Восновании геологического разреза города залегают скальные грунты палеозоя. Их поверхность вскрыта многочисленными скважинами, представляет собой вогнутую эрозионную впадину. Под руслом Оби отметки их поверхности составляют 76– 87 м, в районе оперного театра — около 100 м, на севере, в Мочищенском карьере, поднимаются до 190 м. Повышение отметок кровли скальных грунтов наблюдается в южной и северо-восточной частях города. В районе Ключ-Камышенского плато, в разрезе правого берега р. Ини отметки поверхности палеозойских грунтов составляют 160–180 м. В северной части Октябрьского района и верховьях р. Каменки отметки их поверхности повышаются до 140–160 м. Глубина залегания скальных грунтов изменяется от50 м в центре городадо 20–10 м в северной

ивосточной частях города и под террасами в левобережных районахНовосибирска.Самыедревниегрунтыпалеозоявгороде представлены рассланцованными глинистыми сланцами, песча-

никами и аргиллитами Инской серии позднего девона (D3). Эти грунты вскрываются в разрезах правого берега р. Ини, в выемке железной дороги на участке остановочных платформ Камышенская — Разъезд Иня. Эта слоистая сланцеватая толща собрана в крутые складки, разбита тектоническими трещинами, в приповерхностной зоне подверглась интенсивному выветриванию до плитчатой щебенки. На склонах естественных обнажений и в выемках железной дороги формируются подвижные осыпи.

Взоне контактов с гранитами песчаники и аргиллиты превращены в прочные, черного цвета роговики. Девонские сланцы, песчаники прорваны позднепалеозойской гранитной интрузией, в результате которой сформирован новосибирский гранитный батолит. Граниты батолита вскрываются карьерами «Борок» в устье р. Ини, «Мочищенский» на северной окраине города, в русле Оби, Ельцовки, в верховьях долины Каменки. Крупные глыбы гранитов встречаются среди руслового аллювия надпойменных террас.

Гранит карьера «Борок» и междуречья Каменка — Плющиха серый,розовато-серый полнокристаллическойструктуры.Порода состоит из полевых шпатов (с преобладанием кислого плагиоклаза), кварца, роговой обманки и биотита, разбита на блоки многочисленными тектоническими трещинами и трещинами от-

5 8

дельности. Гранит и вмещающие его породы (черные роговики, песчаники) пересекаются многочисленными дайками пегматита, аплита и долерита мощностью до 2,0 м. Характерной особенностью перечисленных грунтов южной территории города являются их хорошая сохранность и высокая прочность. Предел прочности, как правило, более 120 МПа.

Гранит Мочищенского карьера существенно отличается от гранита карьера «Борок». Это порода розового, буровато-розо- вого цвета, полнокристаллической среднезернистой структуры. В минералогическом составе преобладает розовый ортоклаз. Гранитразбиттектоническимитрещинамиитрещинамивыветривания на отдельные обломки и даже рассланцован. По трещинам произошло его интенсивное выветривание как физическое, так и химическое — каолинизация. Вследствие каолинизации цвет гранитаприобрелзеленовато-желтый,желтовато-серыйоттенок. Столь интенсивное разрушение породы объясняется тем, что данный участок гранитного батолита, слагающий вершину Мочищенскойсопки,подвергалсявыветриваниюдлительноевремя. Предел прочности выветрелых образцов составляет 80–70 МПа. Выветрелый гранит мощностью до 2 м выявлен в скважинах междуречий Ельцовка — Каменка — Плющиха. Эта толща, по классификации Г.С. Золотарева, может быть отнесена к обломочной зоне, состоящей из плоских обломковразличной крупности с частичной степенью химического разложения.

Выше по разрезу залегает кора выветривания палеозойских пород, представленная пестроцветными глинами и дресвяным плотным песком в виде линз. Мощность ее в разрезах города составляет около 10 м, на гранитном массиве уменьшается до 1– 2,5 м. На коре выветривания и элювии гранитов повсеместно залегаюталлювиальныегрунты, представленныегравием,гравелистыми пескамии крупнозернистыми песками мощностьюот 12 до 20 м.

Вогнутая поверхность палеозойских пород и наличие гравий- но-песчаного аллювия свидетельствуют о мощной эрозионной деятельности водных потоков, протекающих со стороны Сокурских высот в сторону Западно-Сибирской озерной впадины в неоген-нижнечетвертичное время. Основную часть разреза массива слагает комплекс субаэральных нижнесреднечетвертичных

5 9

отложений (краснодубровская свита saQI–IIkrd) [7]. Грунты краснодубровской свиты представлены лёссовидными суглинками, супесями и мелкозернистыми песками, залегающими в виде линз, прослоев, сменяющих друг друга как по глубине, так и по площади. Часто они включают прослои, линзы мелкозернистых песков и горизонты погребенных почв (рис. 9.3). Мощность грунтов свиты изменяется от 40,0 м в центре города до нескольких метров на окраинах, на Ключ-Камышенском плато и в Мочищенском карьере. Свойства грунтов свиты представлены в табл 9.2.

Таблица 9.2

Средние значения показателей свойств грунтов Новосибирского массива

6 0