CC BY
15Инженерно-геологические изыскания для проведения строительных работ на слабых грунтах в Калмыкии (на примере площадки, г. Лагань)
Сангаджиев Мерген Максимович,
кандидат геолого-минералогических наук, доцент, кафедра строительства, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», smm54724@yandex.ru
Дорджиев Анатолий Григорьевич,
кандидат технических наук, доцент, кафедра строительства, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», daa821@mail.ru
Арашаев Александр Владимирович,
старший преподаватель, кандидат технических наук, кафедра строительства, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», Sasha-arashaev@yandex.ru
Онкаев Виктор Аджиевич,
кандидат технических наук, доцент, кафедра строительства, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», vik.onkaev@yandex.ru
Онкаев Адик Викторович
аспирант, кафедра «Водное хозяйство, инженерные сети и защита окружающей среды», Южно-Российский государственный политехнический университет, onkaev.adik08@yandex.ru
Республика Калмыкия расположена на юго-востоке Европы. Часть территории Республики Калмыкия примыкает к побережью Каспийского моря (озера). Особенностью этой прибрежной территории является береговая линия моря. Сильные ветра, дующие с Юго-Восточной Азии (восток Калмыкии) нагоняют морскую волну. Море в разные времена затапливала населенные пункты. Это приводило к сложным эколого-экономическим последствиям. Целью представленной работы - исследование инженерно-геологических последствий от затопления. Для этого проводят ряд инженерных изысканий, которые позволят выбрать тип оснований и фундаментов для постройки жилых и гражданских зданий и сооружений. В работе использованы материалы авторов, полученные в результате изучения береговой линии моря и населенных пунктов. В качестве примера показаны данные, полученные в период исследования инженерно-геологических изысканий для строительства на слабых грунтах. Эти инженерно-геологические изыскания выполнены для выяснения причин деформации оснований и фундаментов существующей школы в г. Лагань. Полученные данные позволят оценить инженерно-геологические особенности грунтов для целей проектирования и строительства. Студенты, магистранты, аспиранты могут использовать данные для написания курсовых и выпускных квалификационных работ. Ключевые слова: Каспийское море; Республика Калмыкия; подтопление; ветра; инженерные; Лагань; геологические изыскания.
Введение. Цели и задачи исследования. На юго-востоке территорию республики омывает Каспийское море (озера). Гипотеза, чем является Каспийское море - озером или морем на данный момент не решена. После ухода вод океана Тетис и появления таких морей как Каспийское (Хазарское), Черное и Средиземное море. Более 70 млн. л. назад воды Каспия омывали окраины Ергенинской возвышенности. Работы по образованию современной территории Калмыкии, ее прибрежной морской зоны представлены авторами в своих работах по геологии, недропользованию и т.д. [11,12,13]. Отдельно были рассмотрены общая характеристика по инженерно-геологическим особенностям территории Калмыкии [16].
Каспийское море имеет более 70 наименований, так как она омывает территории многих стран, и в разные года, эпохи она называлось по-разному. Самим распространенным является Хазарское море, по названию племен когда-то заселявшие эти территории. Хотя исторически можно отметить тут проживали скифы, аланы и т.д.
Цель представленной работы это совершенствование инженерно-геологических изысканий для проведения строительных работ на слабых грунтах. Актуальность вопроса заключается в том, что территория прибрежной полосы Каспийского моря сложены слабыми грунтами. На территории исследования расположен город Лагань. Ранее это был остров, на котором жили рыбаки. Но со временем он соединился с береговой линией моря и стал сушей. На данное время это районный центр. На данное время, в котором проживает более 10 тыс.ч. человек. После получения статуса города начались широкомасштабные строительные работы, которые сопровождались инженерно-геологическими исследованиями. На данное время на территории города построены 4-5 этажные жилые здания. Территория города часто подтапливается водами Каспия. Это происходит за счет нагона морской волны, высотой до 2-2,5 метров. Для защиты территории города построены земляные валы высотой до 3 метров. Частота подтопления составляет 1-2 раза в 5-7 лет. Все эти приводят к новым финансовым затратам.
Грунты оснований зданий городской территории в основном это слабые породы, грунты прибрежной зоны моря и представлены песками, глинами, суглинками и остатками морских отложений.
X X
о
го А с.
X
го т
о
Литературный обзор. Авторами был проведен анализ литературных данных расположенных в открытом доступе в сети Интернет ресурсов и данные из библиотечного фонда университета. В работе использованы
2 О
м м
см см
0 см
со
01
о ш т
X
3
<
т о х
X
материалы, изданные по методике изучения гидрогеологических и инженерно-геологических условия для проектирования населенных пунктов [4,15]. Использованы данные по грунтам и их особенностям [18,19]
Как мы отметили выше, что подтопление является основным фактором разрушения верхнего слоя литосферы, в работе учтены работы Ананьева В.П., Белова А.А. и соавторов [1,2]. Изучена механика грунтов, система расчетов на прочность оснований зданий и сооружений, использование дренажных отводов [3,5,8]. Слабые грунты, методы исследования механических свойства грунтов морского дна [10,17].
Авторами совместно со студентами, аспирантами рассмотрены вопросы по климату в регионе, так и в частности в районе морского побережья. Учтены климатические базы данных в системе Интернет ресурса [7,14]. Отдельно рассмотрены вопросы ионно-солевого комплекса глинистых грунтов, характеристика фильтрации жидкости в слабопроницаемых грунтах [6,9].
На данное время проводятся серия экспедиции по береговой линии Каспийского моря с заборами проб воды, грунта и растительного слоя для комплексного экологического исследования региона.
Основная часть. Площадка школа на 640 учащихся в г. Лагань на юго-восточной окраине города. Поверхность территории школы ровная. Отметки поверхности изменяются от 24 до 25,5 м.
В геоморфологическом отношении площадка находится в пределах Прикаспийской низменности.
В геологическом строении площадка до разведанной глубины 18 м принимают участие современные прикаспийские отложения. Они представлены песками желто-серого и синевато-серого цвета пылеватыми, иловатыми с включениями обломков ракушки с тонкими прослойками, с гнездами, линзочками и тонкими прослойками пылеватого песка, иловатыми.
Грунтовые воды залегают на глубине 1,7-1,9 м от поверхности земли. Подъем уровня грунтовых вод зависит от уровня воды в канале и Каспийском море.
Вода хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевая с сухим остатком 6,2-6,4 г/л.
Степень агрессивного воздействия водной среды на материалы подземных конструкций школы принято по нормативным документам. Некоторые данные химического анализа воды представлены в таблице 1. Все лабораторные анализы были выполнены в геологической лаборатории Калмгипрогорсельстрой, г.Элиста, Калмыкия.
Таблица 1
катионы содержание в литре анионы содержание в литре
мг мг*экв % мг*экв мг мг*экв % мг*экв
Na/ 1632,3 70,97 69,3 С1/ 1249.6 35.2 34.4
Са// 200,0 10,0 9,8 SO4// 2413.1 50.27 49.0
Мд/// 261,5 21,5 20,9 СО» отс.
итого 2093,8 102,47 100,0 НСОэ/ 1037,0 17,0 16,6
итого 4181,2 1024,7 100
Физико-механические характеристики свойств грунтов определены лабораторными методами. Ниже представлены некоторые данные по грунтам.
В результате анализа пространственной изменчивости частных показателей грунтов, определенных лабораторными методами с учетом данных о геологическом
строении грунтов в сфере воздействия существующей шкалы (сверху вниз) выделяются три инженерно-геологических элемента (ИГЭ).
ИГЭ-1 песок пылеватый (наносной слой) маловлажный, во времена подъема уровня воды в море водона-сыщенный, иловатый, рыхлый.
По результатам статического зондирования установлено, что ИГЭ-1 по глубине и простиранию не однородный, о чем свидетельствует значения модуля деформации Еест-5-12 МПа.
Прочностные характеристики элемента не определялись из-за не возможности отбора проб ненарушенной структуры на лабораторные определения.
ИГЭ-2 глина текуче пластичной консистенции с природной влажностью ^=0,51) плотностью 1,68 г/см3. Они залегают на глубине 1,7-6,3 м. Глины иловатые.
ИГЭ-3 песок в кровле иловатый, водонасыщенный, средней плотности, пылеватые. Они залегают до глубины 18 м.
Выводы. По данным ИГЭ были определены 3 группы.
ИГЭ-1 песок иловатый, наносный.
ИГЭ-2 глина текучепластичная иловатая.
ИГЭ-3 песок пылеватый, водонасщенный, в кровле иловатый.
Грунтовые воды были вскрыты на глубинах 1,7-1,9 м.
Заключения. На основания проведения инженерно-геологических изысканий решено выполнить и провести дренаж по отводу вод с откачкой.
Литература
1. Ананьев В.П. Водорастворимые минералы (соли) в лессовых породах. - В кн.: Воп. исслед. Лессовых грунтов/ В.П. Ананьев. - Ростов-на-Дону: РГУ, 1973. - С. 3540.
2. Белов А.А., Маскайкин В.Н. Инженерная подготовка заболоченных и заторфованных территорий (на примере Республики Мордовия) [Электронный ресурс] / А.А. Белов, В.Н. Маскайкин // Современные проблемы территориального развития: электорн. Журн. - 2018. -№1. - С. 1-8.
3. Болдырев Г.Г. Механика грунтов. Основания и фундаменты (в вопросах и ответах) [Текст]: учеб. пособие/ Г.Г. Болдырев, М.В. Малышев. 4-е изд., перераб. и доп.- Пенза: ПТУ АС, 2009. - 412 с.
4. Гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории городов. Методы изучения и прогноза изменений. / ответ. ред. А.А. Коноплянцев, Г.Л. Кофф. Москва «Наука», 1989. - 120 с.
5. Гольдштейн М. Н. Расчеты осадок и прочности оснований зданий и сооружений [Текст] / М. Н. Гольдштейн, С. Г. Кушнер, М. И. Шевчен-ко. - Киев: Изд-во «Будивельник», 1977. - 208 с.
6. Дорджиев А.А., Дорджиев А.Г., Сангаджиев М.М., Арашаев А.В., Эрдниев О.В., Киселева А.М. Ионно - солевой комплекс глинистых грунтов и его изменение при выщелачивании солей. // Журнал: "Инновации и инвестиции» № 3, 2018 г. - С. 208-213.
7. Климатическая база данных, 11Нр://ш.сНт^е-data.org/region/686/ (дата посещения - 25.07.2022).
8.Криулин К.Н. Дренажные системы в ландшафтном и коттеджном строительстве. СПб., 2013. - 120 с.
9. Кумеев С.С., Дорджиев А.Г., Сангаджиев М.М., Дорджиев А.А. Характеристика фильтрации жидкости в
слабопроницаемых грунтах на примере г. Элиста. // Геология, география и глобальная энергия. Научно- технический журнал. 2012. № 4 (47). Астраханский государственный университет, издательский дом «Астраханский университет» 2012. - С. 223- 230.
10. Рубинштейн А.Я., Канаев Ф.С. Инженерно-геологические изыскания для строительства на слабых грунтах. - М.: Стройиздат, 1984. - 108 с., ил.
11. Сангаджиев М.М. Особенности недропользования на территории Республики Калмыкия [текст] / М.М. Сангаджиев. - Элиста. Изд-во Калм.ун-та, 2015. - 144 с.: ил.
12. Сангаджиев М.М. Пески, суховеи, их влияние на экологическую ситуацию регионов Прикаспия и Северного Кавказа. // Материалы Всероссийского форума с международным участием. «Экологоэкономический потенциал экосистем Северо-Кавказского Федерального округа, причины современного состояния и вероятные пути устойчивого развития социоприродного комплекса», посвященного 75-летию со дня рождения Первого Президента Республики Дагестан Муху Гимбато-вича Алиева. 24-27 сентября 2015 г. - Махачкала: Типография ИПЭ РД «Экопресс» 2015. - С. 175-179.
13. Сангаджиев М.М. Песок Калмыкии. // Антропогенная трансформация геопространства: история и современность [текст] материалы Всероссийской научно-практической конференции г. Волгоград, 28-29 апреля 2014 года / редкол.: С.Н. Конищев (отв.ред.) [и др.]; Фе-дер.гос.авт.образоват.учреждение высш.проф.образо-вания «Волгоград. Гос. Ун-т». - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2014. - С.142-146.
14. Сангаджиев М.М., Эрдниева Г.Е., Эрдниев О.В., Лиджиева Н.С., Манджиева А.И. Анализ климатических особенностей в Республике Калмыкия, Россия. // Open science 2.0: collection of scientific articles. Vol.3. Raleigh, North Carolina, USA: Open Science Publishing, 2017. - pp. P. 98-106.
15. Соколова Л.Ф., Ненаркова К.Н., Галковская О.В. Подтопление как одна из инженерно-геологических проблем развития г. Москвы. // Гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории городов. Методы изучения и прогноза измерений. Изд-во «Наука», Москва 1989. - С.80-84.
16. Харченко В.М., Дорджиев А.Г., Сангаджиев М.М., Дорджиев А.А. Инженерно-геологическое районирование территории Калмыкии [текст] / В.М. Харченко, А.Г. Дорджиев, М.М. Сангаджиев, А.А. Дорджиев. - Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2012. - 212 с.
17. Шехтер Е.Ю. Методы исследования механических свойств грунтов морского дна. М., Недра, 1983, 192 с.
18. Dordzhiev A. A., Dordzhiev A. G., Sangadzhiev M. M., Rubeko L. M., Onkaev V. A. Salt Composition of Clay Soils and Its Variation with Long-term Water Filtration. // Journal of Environmental Management and Tourism // Quarterly Volume IX Issue 1(25) Spring 2018 ISSN 2068 -7729 Journal DOI
19. http://dx.doi.org/10.14505/jemt PP. 130-135.
20. Sangadjiev M.M., Onkaev V.A. Repubblica di Kalmykia Acque Sotterranee e Le Sue Caratteristiche Ambientali Geologiche. Italian Science Review. 2013; 9. -PP. 5-11. Available at URL: http:// www.ias-journal.org/archive/2013/december/Onkaev.pdf
Engineering and geological surveys for construction work on soft soils
in Kalmykia (on the example of a site in the city of Lagan) Sangadzhiev M.M., Dordzhiev A.G., Arashaev A.V., Onkaev V.A., Onkaev A.V.
Kalmyk State University named after V.I. B.B. Gorodovikov, South Russian
State Polytechnic University JEL classification: L61, L74, R53_
The Republic of Kalmykia is located in the southeast of Europe. Part of the territory of the Republic of Kalmykia adjoins the coast of the Caspian Sea (lake). A feature of this coastal area is the coastline of the sea. Strong winds blowing from Southeast Asia (east of Kalmykia) overtake the sea wave. The sea at different times flooded settlements. This led to complex environmental and economic consequences. The purpose of the presented work is to study the engineering and geological consequences of flooding. To do this, a number of engineering surveys are carried out, which will allow you to choose the type of bases and foundations for the construction of residential and civil buildings and structures. The paper uses the materials of the authors obtained as a result of studying the coastline of the sea and settlements. As an example, data obtained during the study of engineering and geological surveys for construction on soft soils are shown. These engineering and geological surveys were carried out to determine the causes of deformation of the bases and foundations of the existing school in the city of Lagan. The data obtained will make it possible to evaluate the engineering and geological features of soils for the purposes of design and construction. Students, undergraduates, graduate students can use the data to write term papers and final qualification papers. Keywords: Caspian Sea; Republic of Kalmykia; flooding; wind; engineering;
Lagan; geological surveys. References
1. Ananiev V.P. Water-soluble minerals (salts) in loess rocks. - In the book:
Vop. research Loess soils / V.P. Ananiev. - Rostov-on-Don: RGU, 1973. -S. 35-40.
2. Belov A.A., Maskaikin V.N. Engineering preparation of swampy and peaty
territories (on the example of the Republic of Morodovia) [Electronic resource] / A.A. Belov, V.N. Maskaikin // Modern problems of territorial development: electronic. Journal. - 2018. - No. 1. - P. 1-8.
3. Boldyrev G.G. Soil mechanics. Foundations and foundations (in questions
and answers) [Text]: textbook. allowance / G.G. Boldyrev, M.V. Malyshev. 4th ed., revised. and add. - Penza: PTU AS, 2009. - 412 p.
4. Hydrogeological and engineering-geological conditions of the territory of
cities. Methods for studying and predicting changes. / answer. ed. A.A. Konoplyantsev, G.L. Coff. Moscow "Nauka", 1989. - 120 p.
5. Goldstein M. N. Calculations of sediment and strength of the foundations
of buildings and structures [Text] / M. N. Goldstein, S. G. Kushner, M. I. Shevchenko. - Kyiv: Budivelnik Publishing House, 1977. - 208 p.
6. Dordzhiev A.A., Dordzhiev A.G., Sangadzhiev M.M., Arashaev A.V.,
Erdniev O.V., Kiseleva A.M. Ion-salt complex of clay soils and its change during leaching of salts. // Journal: "Innovations and Investments" No. 3, 2018 - P. 208-213.
7. Climate database, http://ru.climate-data.org/region/686/ (date of visit -
07/25/2022).
8. Kriulin K.N. Drainage systems in landscape and cottage construction. SPb.,
2013. - 120 p.
9. Kumeev S.S., Dordzhiev A.G., Sangadzhiev M.M., Dordzhiev A.A.
Characteristics of liquid filtration in low-permeable soils on the example of Elista. // Geology, geography and global energy. Scientific and technical journal. 2012. No. 4 (47). Astrakhan State University, Astrakhan University Publishing House 2012. - P. 223-230.
10. Rubinstein A.Ya., Kanaev F.S. Engineering and geological surveys for construction on soft soils. - M.: Stroyizdat, 1984. - 108 p., ill.
11. Sangadzhiev M.M. Features of subsoil use on the territory of the Republic
of Kalmykia [text] / M.M. Sangadzhiev. - Elista. Publishing house of Kalm.un-ta, 2015. - 144 p.: ill.
12. Sangadzhiev M.M. Sands, dry winds, their impact on the ecological situation of the regions of the Caspian Sea and the North Caucasus. // Materials of the All-Russian Forum with international participation. "Ecological and economic potential of the ecosystems of the North Caucasian Federal District, the causes of the current state and probable ways of sustainable development of the socio-natural complex", dedicated to the 75th anniversary of the birth of the First President of the Republic of Dagestan, Mukhu Gimbatovich Aliev. September 24-27, 2015 - Makhachkala: Printing house of IPE RD "Ecopress" 2015. - P. 175-179.
13. Sangadzhiev M.M. Sand of Kalmykia. // Anthropogenic transformation of geospace: history and modernity [text] materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Volgograd, April 28-29, 2014 / editorial board: S.N. Konishchev (editor-in-chief) [and others]; Federal State Institution of Higher Professional Education "Volgograd. State. Univ. - Volgograd: VolGU Publishing House, 2014. - P.142-146.
14. Sangadzhiev M.M., Erdnieva G.E., Erdniev O.V., Lidzhieva N.S., Mandzhieva A.I. Analysis of climatic features in the Republic of Kalmykia, Russia. // Open science 2.0: collection of scientific articles. Vol.3.
X X О го А С.
X
го m
о
2 О
м м
Raleigh, North Carolina, USA: Open Science Publishing, 2017. - pp. P. 98-106.
15. Sokolova L.F., Nenarkova K.N., Galkovskaya O.V. Flooding as one of the
engineering and geological problems of the development of Moscow. // Hydrogeological and engineering-geological conditions of the territory of cities. Methods for studying and predicting measurements. Publishing house "Science", Moscow 1989. - S.80-84.
16. Kharchenko V.M., Dordzhiev A.G., Sangadzhiev M.M., Dordzhiev A.A. Engineering-geological zoning of the territory of Kalmykia [text] / V.M. Kharchenko, A.G. Dordzhiev, M.M. Sangadzhiev, A.A. Dorjiev. - Elista: Kalm Publishing House. un-ta, 2012. - 212 p.
17. Shekhter E.Yu. Methods for studying the mechanical properties of seabed
soils. M., Nedra, 1983, 192 p.
18. Dordzhiev A. A., Dordzhiev A. G., Sangadzhiev M. M., Rubeko L. M., Onkaev V. A. Salt Composition of Clay Soils and Its Variation with Long-term Water Filtration. // Journal of Environmental Management and Tourism // Quarterly Volume IX Issue 1(25) Spring 2018 ISSN 2068 -7729 Journal DOI http://dx.doi.org/10.14505/jemt PP. 130-135.
19. Sangadjiev M.M., Onkaev V.A. Repubblica di Kalmykia Acque Sotterranee e Le Sue Caratteristiche Ambientali Geologiche. Italian Science Review. 2013; 9. - PP. 5-11. Available at URL: http:// www.ias-journal.org/archive/2013/december/Onkaev.pdf
CS CS
o
CS 013
o
HI
m
X
3
<
m
o
X X
