25169 (Методы исследования геологии Киева)

Введение

Рациональное проектирование зданий, сооружений и карьеров для добычи сырья для производства строительных материалов невозможно без решения различных инженерно-геологических задач и геологической съемки. Навыками практических работ по выполнению геологической съемки, инженерно-геологических исследований и мероприятий, обеспечивающих устойчивость зданий и сооружений, студенты овладевают во время учебной геологической практики.

Цель практики: на основе изучения геологических процессов геологического строения, геоморфологии и гидрогеологических условий территории г. Киева, овладеть знаниями и навыками по инженерно-геологической оценке участка строительства или устройства карьеров по добыче сырья для производства строительных материалов, а таи же изучить методику инженерно-геологических изысканий, отбора проб, определения физико-механических свойств пород, геологоразведочных и опытных полевых работ, обработки и представления результатов наблюдений и составлению плана инженерно-геологических мероприятий по подготовке строительных участков и карьеров.

Задачи практики:

1. Приобрести навыки инженерно-геологической оценки участка строительства.

2. Изучить содержание и овладеть методикой инженерно-геологических изысканий.

3. Ознакомиться с оборудованием, станками, приборами для геологоразведочных и опытных полевых и лабораторных работ.

4. Освоить способы бурения скважин, проходки шурфов и отбора проб,

5. Изучить методику и оборудование для гидрогеологических изысканий.

6. Ознакомиться с организацией производства работ по добыче нерудных полезных ископаемых открытым способом в карьерах.

7. Приобрести навыки в камеральной обработке полевых результатов и составлении отчета.

Студенты специальности 1207 ПСИиК кроме указанных общих задач знакомятся с методами петрографического изучения горных пород, работе с микроскопом и методами подсчета запасов месторождений строительных материалов, проектирование карьеров и методов разработки ископаемого. 3. Инженерно-геологические и геофизические работы Инженерно-геологические работы во время учебной практики должны включать: – испытание грунтов методом зондирования;

– испытание грунтов статическими нагрузками штампов в шурфе или скважине;

– исследование грунтов методами радиометрии, электро- и сейсморазведки, прессиометрии, лопастными приборами или другими методами.

1. Общая геоморфологичная характеристика г. Киева

Киев занимает обширнейшую территорию, которая простирается с северо-запада на юго-восток и ограничивается на северо-западе и западе Вышгородом и Ново-Беличами, а с юго-востока и востока Корчеватым, Феофанией и Борисполем.

На этой территории с севера на юг протекает одна из величайших рек Европейской части СССР – Днепр. Долина Днепра резко «асимметрична, что определяет сильную расчлененность рельефа и большую разницу высот. Правый берег крутой и возвышается над уровнем воды в Днепре более, чем на 100 м, тогда как левый берег незначительно, порядка 5–10 м выше уровня Днепра.

Наиболее низкие отметки долины Днепра 87,1 м – 89,23 м, а наиболее высокие отметки лессовых плато правого берега Днепра 196,5 – 198,0 м.

Современный рельеф города сформировался в основном послеледниковым периодом. Главными геологическими факторами рельефа-Киева являются ледниковая деятельность, эрозия, делювиальные процессы и деятельность человека.

Таким образом, в данном районе четко выделяются формы рельефа доледникового плато, ледникового и аллювиального происхождения, над которыми возвышается Вышгородский выступ Киевского плато с абсолютными отметками 160–180 м. Коренной склон плато глубоко изрезан активными оврагами, борта которых изобилуют мелкими оползнями.

К формам рельефа ледникового происхождения относятся:

моренная равнина.

зандровая равнина.

перигляциальная терраса.

лессовая равнина.

Моренная равнина сглажена и переработана денудацией, местами погребена под 10–15-метровой толщей лесов.

Зандровая равнина расположена на высоте 47–67 м над НПГ нормальный подпертый горизонт Киевского водохранилища и сложена песками, залегающими на породах палеогена и неогена. Равнинный характер имеет характерные эоловые формы.

Перигляциальная терраса, часто ошибочно трактуемая, как аллювиальная занимает обширные территории на правом берегу Днепра и представляет пологонаклонную в сторону долины Днепра равнину, сложенную половодно-ледниковыми отложениями.

Лессовая равнина находится в северной правобережной части города. Она является продолжением сденудированной моренной равнины, погребенной под 5–10-метровой толщей лессов. Абсолютные отметки 20–25 м над НПГ. Рельеф ее постепенно сливается со П надпойменной террасой.

Следовательно, первую грубую схему современного рельефа города сделал ледник, силой своего давления выпахивая ложбины, которые получили свое окончательное развитие благодаря деятельности ледниковых талых вод.

К геоморфологическим формам аллювиального генезиса на территории г. Киева относятся:

II надпойменная терраса.

I надпойменная терраса.

пойменная терраса.

Русло Днепра врезано в мергели Киевского и бучагского яруса до глубины в отметках 51,7–65,0 м.

II надпойменная терраса прослеживается на обоих берегах Днепра, поверхность ее сильно изрезана оврагами. Абсолютные отметки поверхности колеблются от 110 до 130 м.

I надпойменная терраса также наблюдается на правом и левом берегу Днепра, сложена в верхнем разрезе породами аллювиального происхождения и кое-где отделяется от поймы хорошо выраженным уступом. Поверхность I надпойменной террасы на 15% площади заболочена мощность торфа 2–3 м, ширина ее 2–3 ям. Кое-где развиты полосы песчаных кучугур, по-видимому, ледникового происхождения.

Пойменная терраса представляет собой слабо наклонную часть долины, возвышающаяся над уровнем Днепра на 0,5–2,5 м.

Пойменная терраса покрывается в половодье водой только в пониженной части. Низкие части поймы изобилуют неглубокими водоемами /глубиной 0,5–1,5 м/ типа озер, болот, стариц. На поверхности поймы встречаются останцы I надпойменной террасы и песчаные формы эолового происхождения типа кучугур. В настоящее время пойма Днепра в пределах города интенсивно застраивается благодаря образованной методом намыва песков территории до незатапливаемых отметок. Часть поймы стала искусственнообразованной I надпойменной террасой. Это Русановка, Березняки, Кибальчич, Оболонь, а в будущем Вигуровщина, Осокорки, Черторый, Русановские сады.

Плато в пределах г. Киева представлено в основном в виде останцев, отделенных друг от друга долинами Днепра и Лыбеди и глубоко расчлененных оврагами. Останец I – Печерск, ограничен Днепром, Крещатинскими оврагами и долиной Лыбеди, застроен, покрыт лессом, имеет ровный рельеф в абсолютных отметках 175–196 м. К Днепру плато обрывается почти отвесно, изрезано оврагами и богато оползнями, а в сторону Крещатика и Лыбеди спускается полого.

Останец II – расположен на юго-западе города и отделен долинами Лыбеди и Днепра, а на северо-западе сливается с зандровой равниной отметки 169-180 м.

Останец Ш – на северо-востоке также ограничен долинами Днепра и Лыбеди и постепенно переходит в всхолмленную зандровую долину. Отметки плато колеблются от 179 до 190 м. Самым высоким участком этого останца является Батыева гора /отметки около 190 м/, на склонах которой широко развиты делювиальные процессы и оползни.

Днепр у Киева образует множество рукавов, меандр, стариц, островов, ширина поймы – 2–4 км, ширина русла – 0,4–1,6 км. На севере в Днепр впадает некогда полноводный, а сейчас оскудевший ручей Почайна, а на юге – река Лыбедь.

Река Лыбедь – правый приток Днепра впадает в Днепр южной части города Киева. Начало Лыбедь берет в районе Караваевых дач, общая длина реки 15 км, ширина долины до 1,5 км, а ширина современного русла, частично в бетонном лотке, невелика до 10 м при глубине в среднем 1 м. Русло реки извилистое, местами заболочено, в некоторых местах пересекается озерами или прудами. Долина Лыбеди ассиметрична, очень крутые склоны у Батыевой горы /перепад отметок 70–80 м/, они изрезаны оврагами, есть оползни.

Пологие, невысокие левые берега Лыбеди сложены песками.

В Лыбедь впадает несколько крупных оврагов; справа – Мокрый яр, Протасов яр, Совская балка и Демиевский Яр, слева – овраги Пушникского парка, ручей Скоромох, Овраги ботанического сада, Крещатицкая балка, овраги у ул. Зверинецкой и Телички.

Мокрый яр – по дну протекает ручей Мокрый – впадает в р. Лыбедь у железнодорожного вокзала. Овраг имеет несколько ответвлений, у Батыевой горы склоны крутые, часто отвесные в лессовых городах, на склонах оврагов развиты оползни большей; частью затухшие. Склоны часто покрыты лесом.

Протасов яр – впадает в Лыбедь возле станции Киев-Товарный. Это глубокая балка с не очень крутыми склонами, частично застроенными и покрытыми лесом. Есть следы оползней, в основном, затухших. Овраг старый, отвержки доходят до водораздела на отметках 179,3 и 190,4 м.

Совская балка, начинаясь у Первомайского массива, впадает в долину Лыбеди. возле Байкового кладбища. Балка имеет широкую долину, пологие склоны, только в боковых ответвлениях к Батыевой горе – склоны крутые, на которых можно наблюдать действующие и потухшие оползни. В районе поселка Совки балка заболочена, имеет ряд озер и прудов.

Овраги левого берега Лыбеди частично засыпаны, спланированы и застроены.

Крещатицкий овраг, по которому проложен Крещатик, самый крупный овраг протяженностью 3,2 км. Есть основание считать, что он является проходной долиной от Днепра к Лыбеди. Овраг располагался в пределах улиц Кирова, Крещатика, Подольского спуска, Бессарабии, Кловского оврага, Центрального стадиона, где он впадает в долину Лыбеди. Глубина оврага 25–45 м. Тальвег оврага полностью застроен.

Геологическое строение долины р. Днепр достаточно разнообразно: наблюдаются выходы пород четвертичного и третичного периодов кайнозойской эры, широко распространены аллювиальные, флювиогляциальные, элювиальные и делювиальные четвертичные отложения. Рельеф изучаемой территории удачно сочетает элементы глубокой речной долины /широкая пойма левого берега, крутые склоны правого с развитыми оползневыми, делювиальными и элювиальными процессами, разветвленной овражной сетью среди множественных лессовых плато-останцев/.

Развитие оползневых и эоловых процессов, оврагообразованием заболоченность, родники, обнаженность территорий на склонах, данные о разведочных скважинах, позволяют студентам ознакомиться с геологическим строением и процессами, произвести гидрогеологические и инженерно-геологическое опробование с использованием раз личных методов полевых исследований.

2. Геологическое строение районов Киева

Территория г. Киева располагается в краевой зоне крупнейшей геологической структурной единицы – Днепровско-Донецкой впадины, не ее юго-западном склоне, где глубина залегания кристаллического фундамента впадины около 500 м.

Наиболее древние породы, вскрытые на глубине 198 м ниже уровня моря – это песчано-глинистые отложения пермского и триасового периодов мезозойской эры. Юрские породы несогласно перекрывают пермотриасовые на абсолютных отметках 110–120 м выше уровня моря. Кровля меловых отложений находится на отметках 30–40 м выше уровня моря. Выше залегают породы кайнозойской эры: палеоген на отметках 32–36 м и 120–125 м представлен породами каневской и бучакской свит, представляющими собой черные песчаные глины с включениями фосфора, сменяющимися зеленовато-темно-серыми мелкими и средней крупности песками бучакского яруса. Отложения слоистые, кое-где наблюдается косослой, изредка с глыбовыми включениями песчаника /на рис. I представлен геологический разрез коренного склона выше эрозионного вреза, характерный для г. Киева/. Выше находятся отложения киевской свиты, низы которой представлены зеленовато-серыми мелкими карбонатными песками с конкрециями фосфоритов /мощность 0,8–6,9 м/переходящими в голубовато- и зеленовато-серые мергельные глины /мощностью 20–25 м/ и далее в темные бескарбонатные глины мощностью до 13,3 м. Общая мощность киевской свиты достигает 50 м.

Породы киевской свиты перекрыты зеленовато-серыми мелкими глауконитовыми слюдистыми песками, переходящими в глинистые и алевритовые разности, харьковской свиты. Общая мощность харьковских пород 27 м.

Выше залегает полтавский ярус, представляющий собой пески мелкие, белые, кварцевые, тонкослоистые. В толще этих песков встречаются прослои бурого угля, каолиновые глины и железистые конкреции. Мощность отложений 18 м.

Полтавский ярус перекрыт толщей пестрых и бурых неогеновых глин общей мощностью 15 м.

Выше по разрезу по неровной поверхности бурых глин залегают порода моренного озерно-ледникового и флювиогляциального происхождения, представленные супесями, суглинками и глинами темно-серыми до черных, общей мощностью до 5 м.

На участках плато над толщей пород ледникового происхождения залегают лессы общей мощностью до 15 м.

3. Инженерно-геологические процессы

В пределах городской застройки встречаются ненапорные и напорные воды, ненапорные залегают выше базиса эрозии.

На условия питания подземных вод влияют количество осадков, геологическое строение и рельеф, поэтому для г. Киева в зависимости от этих основных факторов режим подземных вод существенно изменяется. По этим признакам грунтовые вода разделяются: на:

1. Грунтовые воды плато: лессового плато и зандровой равнины.