В данной статье описана комплексная методика обнаружения карстовых полостей и определения категории закарстованности с применением современных геофизических методов для определения экономической целесообразности освоения данной территории.
Ключевые слова: строительство, карстовая полость, бурение, геофизические методы, зондирование грунтов.
В последние 10 лет в Российской Федерации начался настоящий бум строительства многоэтажных и малоэтажных сооружений гражданского назначения. В связи с новыми моделями финансирования инвестиционных проектов и приведения законодательных актов с учетом современных требований. Открылся самый быстрорастущий в РФ рынок объектов гражданского и промышленного строительства. Что повлекло за собой новую проблему нехватка земляного фонда, т. к. инвестиционная фаза в строительстве в некоторых проектах достигает 15 лет и более лет и влечет за собой приобретение больших земельных участков от 5 га до 75 га в пределах городского округа г. Уфа и Уфимского района. Перед инвестором (заказчиком) встают следующие вопросы отдаленность от ресурсно-сбытой инфраструктуры, наличие или строительство объектов социальной направленности, затраты на возведение в том числе логистика, а это строительство дорог до места освоения строительных материалов, но это все прогнозируемо и коррекционным расчетом на инфляционные риски, а самое основное, что, к сожалению, не все инвестора обращают внимание на инженерно-геологические и гидрогеологические процессы происходящие в толще грунтового основания.
То есть масштабные инженерные изыскания от 5 га и выше позволяют инвестору на стадии переговорного процесса определить не видимые глазу процессы, которые могут существенно повлиять на финансовую модель в будущем. Это определения выбора технологии укрепления фундаментного основания и важный фактор, который влияет на качество несущей способности грунтов, слагающих естественное основания выбираемого участка, как товара. Это возможность полного или частичного освоение данной территории из-за отсутствия или наличия полостей карство-суффизионных понижений и карстовых полостей на предполагаемой к освоению территории, т. к. наличие или отсутствие карста прямо пропорционально стоимости приобретаемого участка земли. То есть наличие карста во всех своих проявлениях и в зависимости от категории, напрямую влияет на использование земли в ее границах, согласно утвержденного Проекта планировки и Проекта межевания территории. Из этого следует работа, что при выявлении полостей и нанесение данных в проектную документацию, что в последующим может изменить количество продаваемых площадей.
В связи с этим инвестор с согласия собственника земли производит изыскания на территории для подтверждения проектных решений на данной территории, что при заключении договора купли-продажи существенно влияет на стоимость земельного участка.
В данной работе рассмотрим влияние инженерно-геологических условий и геологических процессов на стоимость участка изысканий (оценка привлекательности для инвестиций) на примере объекта «ЖК ВИШНЯ Малоэтажные жилые дома в пос. Цветы Башкирии в Кировском районе городского округа город Уфа» и методический опыт их изучения.
В геоморфологическом отношении участок приурочен к левобережной высокой пойме долины реки Белая, осложнённый долиной реки Дема. Рельеф участка относительно ровный, с плавным общим уклоном в северо-западном направлении. Абсолютные отметки дневной поверхности участка изысканий изменяются в пределах 88.00–90.00м БС.
В юго-восточной части участка изысканий были выявлены две карстовые воронки округлой и овальной формы в плане и чашеобразной — в разрезе. Размеры наземных карстовых форм достигают 30.0–40.0м в диаметре, глубиной 3.3–4.7м. На период рекогносцировочного обследования местности воронки были заполнены водой глубиной 0.8–1.2м. Борта и днище воронок задернованы, поросли кустарниковой растительностью и деревьями (ива, дуб). Площади вокруг карстовых воронок слабо заболочена. Карстовые воронки расположены в линию юго-восточного — северо-западного направления. Эта цепочка поверхностных карстовых форм прослеживается в юго-восточном направлении за пределами участка изысканий. С южной стороны к участку изысканий, за автодорогой, примыкают два озера округлой формы диаметром 25.0–30.0м и глубиной до 2.0м. Озера имеют карстово-суффозионное происхождение. К востоку от участка изысканий, на территории торгового центра «ИКЕА» имелись ряд воронок округлой и овальной формы в плане диаметром 1.5–60.0м и блюдце — чаше- и конусообразной формы в разрезе, глубиной 0.3–3.5м, карстово-суффозионного происхождения. В настоящее время они снивелированы в результате строительного освоения данной территории.
Участок изысканий свободен от застройки. Существующие здания и сооружения, расположенные на территории совхоза и построенные в прошлом веке, находятся в удовлетворительном состоянии, без трещин и других видов деформации.
Предварительно были проведены сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет (архивы организаций «Роспроектизыскания» и ГлавУАиГ).
Рекогносцировочное обследование выполнялось с целью осмотра места изысканий, визуальной оценки рельефа, описания имеющихся обнажений, для выявления поверхностных форм проявлений опасных физико-геологических процессов и оценки возможной активизации этих процессов, осмотра существующих зданий и сооружений, расположенных на территории поселка и вблизи участка будущего строительства, на предмет их возможной деформации. Протяженность участка рекогносцировочного обследования составила 1 км.
В рамках рекогносцировочных наблюдений на данной территории выявлены закарстованные участки, после чего проведены наземные геофизические работы, в контуре площадок проектируемых жилых домов пробурены скважины, произведен отбор керна и осуществлены опыты по испытанию грунтов в лабораторных условиях и в натуре с целью районирования территории и оценки инвестиционных вложений при выборе типа фундаментов.
Наземные геофизические работы включали следующие виды. Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) выполнено по стандартной технологии четырехэлектродных зондирований симметричной установкой AMNВ с максимальным разносом питающей линии АВ=200м по 26 профилям общей длиной 8650 м шагом 50м, расстояние между профилями 50м. Профили ВЭЗ были отработаны по площади участка изысканий, не имеющей естественных и искусственных препятствий для производства электроразведочных работ. При выполнении полевых работ была выполнена топогеодезическая привязка геологических выработок, геофизических точек исследования и точек статического зондирования грунтов.
Значения длин питающей линии АВ/2 изменялись в следующем порядке: 2.0м, 3.2м, 5.0м, 7.9м, 12.5м, 20м, 25м, 32м, 40м, 50м, 62м, 79м, 100м, 125м, 165м, 200м. Приемная линия MN имела три фиксированных положения: M1N1=0.25м, M2N2=2.5м, M3N3=25м. Переход с одной приемной линии на другую («ворота») выполнены на разносах 12.5–20м и 62–70м. В процессе работы расстояние между питающими электродами и приемными линиями постепенно увеличивается, тем самым увеличивается и глубина исследования.
На каждом разносе измерялись значения тока в AB и напряжения в линии MN, по которым вычислялось ρ к . Кажущееся электрическое сопротивление характеризует интегральное значение удельное электрическое сопротивление горных пород в области исследования. Область исследования располагается под центром установки и простирается от поверхности до глубин, примерно равным 1/3 длины установки — АВ/2. Глубина исследования составила до 70 м. Общее число геофизических точек наблюдения ВЭЗ составило 203.
Зондирование геологической среды осуществлялось электромагнитным полем c частотой f ≈ 4.88 Гц, с числом накоплений 2. При числе накоплений 2 в одном цикле измерений производится 4 периода пропускания тока. При двух периодах пропускания тока (отличающихся друг от друга изменением фазы тока на 180°) измеряются напряжения на выходе приемной линии, а при двух других, точно таких же периодах пропускания тока измеряется сила тока в питающей линии. При обработке каждая пара отсчетов усредняется, а затем осредненные результаты измерения напряжения делятся на осредненные результаты измерения тока. Обработка данных ВЭЗ проводилась в программном пакете «Зонд» (рабочее название ELWin), предназначенном для обработки и интерпретации результатов наземных и подземных электроразведочных наблюдений (свидетельство об официальной регистрации программы в Реестре программ для ЭВМ № 2005610058).
Дополнительно для уточнения качественного представления о геоэлектрическом разрезе было выполнено электропрофилирование (ЭП) аппаратурой «Электротест-ЕИС-мк» с использованием симметричной установки Шлюмберже при разносе питающих электродов АВ 20м и 40м по 10 профилям общей длиной 5010м шагом наблюдений 10м, общее число геофизических точек наблюдения ЭП составило 618.
Буровые работы. Всего пробурено 23 скважины, из них: 4 картировочные скважины на карст глубиной 39.0–79.0м, 9 технических скважин глубиной 15.0–23.0 м в соответствии с глубиной залегания гипсов кунгурского яруса и 10 детализирующих скважин глубиной 15.0–23.0м. В процессе бурения скважин велись порейсовые и послойные описания грунтов и гидрологические наблюдения в скважинах. Из технических скважин отобраны монолиты из глинистых грунтов, образцы гравелистых грунтов, образцы на коррозию к черным и цветным металлам и к бетону, пробы подземной воды на стандартный химический анализ с определением углекислой агрессивности и гипсовой ёмкости.
Рис. 1. Геоэлектрическая модель среды. Профиль VII-VII
По результатам инженерно-геологических изысканий выполнено районирование территории, проведена интерпретация экзогенных процессов карстовых полостей и определены категории устойчивости территории и составлена карта закарстованности (рис. 2).
Рис. 2. Фрагмент результатов качественной интерпретации при решении задач выделения зон карстообразования:
а) объемное отображение поля кажущихся сопротивлений по профилю VII — VII; б) разрез полного нормированного градиента по профилю VII — VII
Территория участка соединяется с горизонтов высокой воды, поэтому необходима искусственная земляная дамба, высотой до 2.0–2.6м. По словам местного населения территория поселка не затапливалась речными водами в половодье даже при высоких подъёмах воды в реке в 1979, 1991 и 2001 годах. Проектной организацией в обязательном порядке, должны быть приняты меры для заложения 1 % возможного подтопления данной территории, что накладывает на инвестора дополнительные обязательства по возведению дамбы, что приведет к дополнительной нагрузке на финансовую модель проекта.
Данные комплексные изыскания перед покупкой земельного участка формируют предварительную картину пригодности освоения данной территории, минимизируют риски просчета в выходе по количеству продаваемых квадратных метров, возводимых инвестором, помогают определить концепцию применения технологий для укрепления грунтов.
Результаты проведенных исследований позволят Инвестору иметь дополнительные доводы по снижению стоимости покупаемого земельного участка в размере 500 млн. рублей.
Литература:
- Гайнатуллин Р. З., Федоров В. Г., Гурьева Т. Ф. Торговый центр «ИКЕА», расположенный по адресу: г.Уфа, Кировский район. Отчет о проведении инженерных изысканий. Заказ № 21119, архив ЗАО «ЗапУралТИСИЗ», Уфа, 2003
- Гайнатуллин Р. З., Федоров В. Г., Филиппова Л. Н. Технический отчет о проведении инженерных (инженерно-геологических и инженерно-экологических) изысканий на участке проектирования торгового центра «ИКЕА» расположенного в Кировском районе г.Уфы.Заказ № 21212, архив ЗАО «ЗапУралТИСИЗ», Уфа, 2004
- Каюмов Р. Г., Гришин П. В. ПДП южной части пос. Цветы Башкирии. Том II. Отчет об инженерно-геологических изысканиях. Заказ № 322, архив ООО «Архстройизыскания», Уфа, 1993
- Козлова Н. Р., Федоров В. Г. Застройка микрорайона у оз.Линевое в Кировском районе г.Уфы. Отчет об инженерно-геологических изысканиях. Заказ № 1353, архив «Архстройизыскания», Уфа, 2004
- Козлова Н. Р., Федоров В. Г. Многофункциональный торговый центр ООО «МЭТРО КЭШ ЭНД КЕРРИ» в Кировском районе г.Уфы. Отчет об инженерно-геологических изысканиях. Заказ № 1431, архив ООО «Архстройизыскания», Уфа, 2005
- Михайлин В. Н., Горбанина Г. В. Предпроектная проработка застройки микрорайона «Цветы Башкортостана». Технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям. Заказ № РПИ 400–2014, архив ООО «Роспроектизыскания». Уфа, 2014
- Парменов Ю. В., Федоров В. Г. II очередь строительства жилого массива пос. Цветы Башкирии Кировского района г.Уфы. Том II. Отчет об инженерно-геологических изысканиях. Заказ № 1066, архив «Архстройизыскания», Уфа, 2001
