2014-02-17
617
Часть 1. Геологические условия территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
В переделах области с севера на юг выделяют 4 региона (территории) в зависимости от особенностей инженерно-геологических условий:
1. Карельский перешеек.
2. Предглинтовая низменность (г. Санкт-Петербург).
3. Ордовикское плато.
(4). Главное Девонское поле.
5. Карбоновое плато
Рис. 1. Геологический разрез г. Приозерск-Сиверский
Рис. 2. Сводный разрез палеозойских отложений окрестностей Санкт-Петербурга
Рис. 3. Геологический разрез Санкт-Петербурга по направлению с севера на юг
1. Карельский перешеек.
Карельский перешеек лежит на стыке Балтийского кристаллического щита и Русской равнины, что определяет неоднородность и расчлененность рельефа, а также разнообразие ландшафтов. Отметки высот колеблются от 20 до 180 метров.
Наиболее высокие отметки связаны с толщей флювиогляциальных отложений (fQI-III), возникающих в результате таяния льда, когда на поверхности и в теле ледника образуется система водотоков; это песчаные холмы и гряды, которые являются хорошими основаниями и коллекторами природных вод. На пониженных участках располагаются многочисленные озерные впадины и заболоченные территории, возникновение которых связано с сильной увлажненностью территории. Озера Карельского перешейка относятся к двум бассейнам – Ладожского озера и Финского залива.
Рис. 4. Сводная схема строения четвертичной толщи Карельского перешейка
Кроме флювиогляциальных отложений среди четвертичных наиболее часто встречаются моренные и озерно-ледниковые отложения. Моренные отложения – это рыхлый обломочный материал разрушенных горных пород.
Коренные (дочетвертичные) отложения представлены магматическими метаморфическими породами архея (AR) и нижнего протерозоя (PR1) – граниты, гнейсы; а также породами осадочного генезиса протерозоя – сланцы, аргиллиты, песчаники и др.
Кроме скальных грунтов порода четвертичного возраста – неровная; амплитуда отметок может достигать 20 м. Кроме того, в массиве дочетвертичных скальных пород имеются многочисленные тектонические трещины, по которым происходит смещение отдельных блоков массива (преимущественно в вертикальном направлении), что является причиной неровной поверхности кровли.
На дневную поверхность коренные дочетвертичные отложения выходят в руслах рек и на берегах моря (залива).
Подземные воды различают по виду пород:
▪ трещиноватые – воды тектонических трещин;
▪ межпластовые – воды в толще четвертичных отложений;
Водоносные горизонты непостоянны, то есть не выдержаны в плане по простиранию, имеют непостоянный напор. Грунтовые воды и верховодка распространены в местах дисперсных песчаных грунтов.
Наибольшие сложности создают процессы в толще четвертичных отложений, связанные с механической суффозией, морозным пучением, тиксотропией в дисперсных грунтах. Суффозия – выщелачивание, вынос мелких частиц породы засчет фильтрующейся через нее воды. Морозное пучение – увеличение объема промерзающих влажных почв и рыхлых горных пород вследствие кристаллизации в них воды. Тиксотропия – способность дисперсных систем обратимо «разжижаться» при интенсивных механических воздействиях.
Проблемы, связанные со строительством:
• неровное положение кровли дочетвертичных отложений;
• неровное положение кровли моренных грунтов.
Рис. 5. Схема осложнений, возникающих при устройстве фундаментов в толще моренных отложений: а). различная мощность толщи морены; б). наличие крупных валунов; в). верховодка или линза плывунного песка
Вывод: в общем на территории Карельского перешейка инженерно-геологические условия простые, на некоторых участках – средней сложности, а в низинах и на заболоченных территориях – сложные.
2. Предглинтовая низменность («глинт» - уступ, обрыв).
Предглинтовая низменность расположена на месте древнего Балтийского моря (терраса древнего Балтийского моря). На севере она ограничена цепью Камовых и Озовых холмов по линии Всеволожск-Колтуши. Ширина предглинтовой полосы составляет 30-40 км.
Рис. 6. Сводная схема четвертичной толщи Приморской и Приневской низины
Гидрогеология (сверху вниз):
водоносный горизонт – грунтовые воды (распространены повсеместно); коллектор на глубине 1-3 м от поверхности;
второй водоносный слой – межморенный (распространен локально) – в основном на северо-востоке города, это напорные минеральные воды (Полюстрово), самоизливающиеся на некоторых участках;
третий водоносный комплекс – Гдовский водоносный комплекс (связан с прослойками песков в толще кембрийских и протерозойских глин) – воды напорные, самоизливающиеся, слабо минерализованные, солоноватые, агрессивные к бетону. С 50х до 90х годов величина напора существенно снизилась на 20-30 м, однако за последние годы наблюдается увеличение напора. Радиус депрессионной воронки составляет около 10 км.
Грунты имеют низкие тиксотропные свойства, склонны к размоканию (нарушению связности при увлажении), морозному пучению, также грунты содержат включения – линзы торфа и заторфованных грунтов, что обуславливает длительное развитие осадок и их неравномерность (5,7,12 см).
Проблемы моренных грунтов:
• неровная кровля (могут быть перепады 4-5 м на расстоянии 20 см);
• верхняя толща моренных отложений иногда бывает в разуплотненном состоянии (мощность может быть 15 МПа наверху массива и 5-7 МПа внизу);
• в кровле дочетвертичных отложений кембрия и венда (протерозоя) имеются понижения.
Рис. 8. Схема понижений в кровле дочетвертичных отложений
В связи с неоднородностью грунтов могут возникать следущие процессы: размокание, размывание, оползни по незакрепленным берегам рек и каналов, высокая сжимаемость, тиксотропия.
В северных районах города разрез наращивается водно-ледниковыми отложениями, абсолютные отметки рельефа повышаются. В верхней части разреза располагаются пески средне и крупнозернистые. В местах с высокими отметками и высоким коэффициентом фильтрации – низкий уровень грунтовых вод 3-4 м (Шувалово-Озерки).
Вывод – категории сложности по инженерно-геологическим условиям в пределах города:
старый город (центр) – категория сложная (простой рельеф, но гидрогеологические условия, разрез и свойства – сложные);
возвышенные территории (юг и север города) – условия средней сложности, но это не исключает локальных сложных участков.
3. Ордовикское плато.
Расположено к югу от Финского залива и Ладожского озера. Западная, наиболее обособленная и высокая часть называется Ижорской возвышенностью. Восточная, пониженная (до высоты 50—30 м), местами заболоченная часть носит название Путиловское плато.
Плато сложено ордовикскими известняками, доломитами и песчаниками, выходящими на поверхность по долинам рек Нарова, Луга, Дудергофка, Славянка и др. На поверхности встречаются ледниковые наволоки — Дудергофские высоты (высотой до 176 м). Месторождения известняков и доломитов (самое крупное — Алексеевское).
Рис. 9. Ордовикское плато
