Геологические условия строительства Ильичевского морского порта

     Второй  водоносный горизонт приурочен к  аллювиально-делювиальным отложениям долины Сухого лимана. Наибольшее распространение  этот горизонт имеет во 2ром ковше. Питание этого горизонта происходит за счет вод поверхностного и подземного стоков. Особое место в питании  этого горизонта занимают воды пресноводного  озера, воды которого создают напор, так как уровень пресноводного  озера выше уровня лимана на 3,0 м. Величина напора довольно значительная и достигает  отметки +/- 0,0 м. Наличие этого горизонта  послужило одной из основных причин отказа от строительства сухого дока.

     Третий  водоносный горизонт заключен в понтических  известняках. Питание вод этого  горизонта в большой степени  зависит от атмосферных осадков. По данным Промтранспроекта (2-1386) воды понтического горизонта имеют генетическую связь с атмосферными осадками.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.6. Инженерно-геологические  процессы 

     Побережье лиманов, а также прибрежная часть  шельфа являются ареной действия обширного  комплекса современных геологических  процессов, обусловленных воздействием на побережье и дно водоемов волн и течений, низкой устойчивостью  пород против абразии, а также  силами гравитации. Среди причин, способствующих высокой активности процессов на подводном и надводном склонах, следует назвать также отсутствие устойчивых к абразии профилей подводного склона, формирование которых происходят на фоне переменного уровня водоемов погружения земной коры на современном  этапе, а также дефицитом наносов.

     В связи с различными в масштабах  проявления этих процессов на шельфе, вдоль побережья моря и в лиманах, их значения для прогноза изменений  инженерно-геологических свойств  отложений входе хозяйственного освоения Причерноморья, представляется целесообразным рассмотреть раздельно  шельф и побережья лиманов. Необходимость  освещения геологических процессов  на шельфе продиктовано следующими соображениями  современные лиманы являются лишь верховьями некогда огромных лиманов, располагавшихся  на шельфе и в последствии затопленных  морем. Существенное различие в строении бортов затопленных лиманов и  неизменного шельфа определяет разные направленность и скорость развития геологических процессов. Учитывая положения лиманов, часть из которых  является открытыми, и общий ход  направленности развития береговой  зоны, ввиду устойчивого повышения  уровня моря, приходим к выводу о  сопряженности развития всей береговой  зоны. Так, подводная абразия, развиваясь на прибрежном шельфе, поставляет в  береговую зону значительные объемы песчаного материала, что способствует стабилизации пересыпей и отчленения лиманов от моря.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ГЛАВА 2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ  УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА  ПРИЧАЛА № 4 

2.1. Методика работ 

Целевым назначением настоящих инженерно-геологических  изысканий являлось уточнение условий  залегания и показателей физико-механических свойств грунтов в пределах контуров исследуемого участка.

     Для выполнения поставленной задачи в соответствии с требованиями ДБН, с учетом категории  сложности инженерно-геологических  условий, характеристик проектируемых  сооружений, сферы взаимодействия проектируемых  сооружений с геологической средой, согласно программе изысканий были выполнены буровые работы, полевые  и лабораторные испытания грунтов, камеральная обработка результатов изысканий.

     Буровыми  работами выполнена проходка акватории технической скважины № 40.

     Бурение скважины осуществлялось механическим ударно-канатным способом (кольцевым забоем, последовательными рейсовыми углублениями до 0.5 м) с креплением обсадными трубами 168 мм:

• на акватории – бурой установкой ЛБУ-50-02, смонтированной на буровом судне (БС) «Геолог-1»;
• на территории – буровой установкой ПБУ-1-2, смонтированной на шасси автомобиля УРАЛ-4320.

При бурении скважин использовался  породоразрушающий инструмент  - желонка и забивной стакан (127 мм).

Глубина бурения скважин обусловлена  предполагаемой глубиной погружения низа шпунта, а также глубиной залегания  подошвы слабых грунтов и составила  на акватории 30.0 – 46.0 м при глубине  воды 11.8 – 14.2 м (с общей проходкой  по грунту 505.8 пог. м).

      В процессе бурения скважины производился отбор образцов грунта нарушенного сложения (86 образцов) для определения классификационных показателей, ненарушенного сложения (54 монолита) – для определения физико-механических свойств.

      Образцы, содержащие глинистые прослойки, отбирались с сохранением природной влажности. Из несвязных грунтов (песков и крупнообломочных грунтов) отбирались средние пробы  методом квартования. Отбор монолитов  из связных грунтов (илов и глинистых  грунтов) производился забивным или вакуумным грунтоносом (в зависимости от консистенции грунта).

      Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов грунта осуществлялись в соответствии с требованиями ГОСТ 12071-2000.

      Ликвидация  скважин на акватории производилась  путем подъема обсадных труб и  самозаплыва  под водой, на территории – путем заполнения ствола выбуренным грунтом с трамбованием.

     Перенесение в натуру и плановая привязка скважин  и точек статистического зондирования производились засечками и полярным способом (теодолитом Т - 15) относительно точек планового обоснования  и промерами расстояния (50 метровой рулеткой) к постоянным предметам  местности.

     Высотная  привязка скважин и точек статистического  зондирования на территории выполнена  техническим нивелированием (нивелиром  Н-3) от точек Абсолютные отметки устьев скважин на акватории определялись относительно уровня воды в лимане на период выполнения буровых работ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2. Инженерно-геологические условия 

     Исследуемый район расположен в южной части  первого бассейна Ильичевского морского торгового порта и ограничен  с севера акваторией причалов №№ 3 и 4, с востока  - территорией причала  № 2, с запад – территорией  причала № 5, с юга – железнодорожными подъездными путями к причалам №№ 1 и 2.

     Ситуационную  схему расположения района инженерно- геологических изысканий, М 1:20000 см. черт. лист № 1.

     В геоморфологическом отношении исследуемый  район расположен в устьевой (правобережной) части долины Сухого лимана, в пределах подводного берегового склона примыкающего к Южной косе, отделяющей лиман  от черного моря.

     В 1961 г., до строительства причалов №№ 3 и 4 поверхность подводного берегового склона залегала на абс. Отметках ±0.0 ÷ -3.0 м, на участке проетируемых причалов (после проведенных дноуглубительных работ) на абс. Отметках -5.0 ÷ -12.0 м. урез воды находился на удалении до 215 м  южнее линии кордона проектируемых  причалов.

     В период строительства причалов производилось  образование территории песками  с заменой илов в прикордонной полосе до абс. Отметок -9.8 + -12.8 м, в более  удаленной тыловой части –  до абс. Отметок -7.8 + -9.8 м.

     В 1964 – 1967 гг. Главтоннельметростроем выполнены  работы по уплотнению илов, залегающих в основании склада для генеральных  грузов (одноетажное трепролетное сборное, железобетонное строение с размерами  в плане 240×72 м), с устройством  вертикальных песчаных дрен. В процессе строительства, а также в период эксплуатации склада (1964 – 1968, 1971 – 1973 гг.) велись наблюдения за осадками колонн склада. В настоящее время здание склада разобрано. На месте демонтированных  железнодорожных подъездных путей  и рампы, прилегающих к складу с юга, находится траншея глубиной до 2-х метров.

     В 1967 г. на причале № 4 были выявлены и  зафиксированы понижения отметок  тылового подкранового пути относительно прикордонного до 76 мм, после перекладки путей – до 24 мм, тыловой грани  ростверка на секциях причала  II и III ниже кордона на     80 мм.

     В настоящее время абс.отметки поверхности  территории составляют 0.6 ÷ 3.5 м. Поверхность  территории покрыта, в основном, железобетонными  плитами, частично – асфальтом. Абс. Отметки дна акватории причалов №№ 3, 4 составляют от -8.3 до -14.3 м.

     В геологическом строении района принимают  участие неогеновые отложения меотического горизонта N₁m (глинистые грунты с прослоями песка и известняка). На размытой поверхности неогеновых отложений (коренных грунтов), с абс. Отметок -5 ÷ -49 и более метров, залегают четвертичные алювиально-озеоные отложения alQ глинистые грунты, илы и пески). С поверхности территории залегают техногенные грунты tQ_iv (пески и глинистые грунты).

     Исходя  из условий образования, с учетом структуры, вещественного состава, состояния и физико-механических свойств грунтов, на исследуемом  участке выделены следующие инженерно-геологические  элементы (ИГЭ), представленные на разрезах 1 -1 ÷ 10 -10 (черт. лист. №№ 3/1 – 3/10) и колонках технических скважин №№ 440/1, 440/2, 433 – 439, 441 – 454 (черт. лист №№ 5/1 – 5/22):

     а). техногенные грунты (tQ_iv)

• ИГЭ О₁ – песок средней крупности  желтовато-серый, серовато-желтый, серый, желтый с включениями детрита ракуши, неоднородный, насыщенный водой, рыхлый;
• ИГЭ О₂ – каменная призма с бетонными массивами;
• ИГЭ О₃ – песок средней крупности  желтовато-серый, серовато-желтый, серый, с включениями детрита ракуши, неоднородный, насыщенный водой, плотный;

б) четвертичные аллювиально-озерные  отложения (alQ)

• ИГЭ 1₁ – ил глинистый зеленовато-серый, темно-серый до черного, серый, с включениями ракуши и детрита ракуши, среднезаторфованный, с запахом сероводорода;
• ИГЭ 2₁ – суглинок тяжелый пылеватый светло-серый, серый, темно-серый, зеленовато-серый, с прослойками и гнездами песка, включениями детрита ракуши, карбонатов, примесью органических веществ, заохренный, с запахом сероводорода, мягкопластичный;
• ИГЭ 2₂ - суглинок тяжелый пылеватый серый, темно-серый, голубовато-серый, зеленовато-серый, с прослойками и гнездами песка, включениями детрита ракуши, карбонатов, дресвы и щебня известняка, тугопластичный;
• ИГЭ 2₃ – суглинок тяжелый серый, голубовато-серый, с прослойками песка, включениями детрита ракуши, текучепластичный;
• ИГЭ 3₁– песок крупный желтовато-серый,серовато-желтый, серый, с включениями детрита ракуши, неоднородный, насыщенный водой, средней плотности;
• ИГЭ 3₂ – гравийный грунт известняка желтовато-серый, серовато-желтый, желтый, с прослойками песка крупного, включениями детрита ракуши, насыщенный водой;

в) неогеноваые отложения меотического горизонта (N₁m)

• ИГЭ 5₁ – глина песчаная (суглинок тяжелый) зеленовато-серая, голубовато-серая, серая, темно-серая, с прослойками и гнездами песка, включениями карбонатов, заохренная, сильнонабухающая, среднеприлипаемая, полутвердая;
• ИГЭ 5₂ – песок глинистый (супесь песчанистая пластичная) зеленовато-серый, голубовато-серый,  прослойками и гнездами песка, глины песчаной, глины легкой, включениями карбонатов, заохренный;

     В период производства буровых работ  на участке территории грунтовые  воды воды зафиксированы в скважинах (кроме № 450) на глубине 0,9-3,0 м от поверхности  территории (абс. Отметки -0,5 – 1,1 м). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3. Физико-механические  свойства пород 

     Лабораторные  испытания грунтов выполнены  в соответствии с требованиями ГОСТ 30416-96.

     Значения  показателей физических характеристик  связанных грунтов определены в  соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84 (природная влажность W определена методом высушивания до постоянной массы, влажность на границе текучести W_L – пенетрацией конусом, влажность на границе раскатывания W_P – раскатыванием в жгут, плотность p – методами режущего кольца и взвешиваниея в воде парафинированных проб).

     Определение числа пластичности I_P показателя текучести I_L, плотности сухого грунта р_d, коэффициента пористости е и коэффициента водонасыщения S_r выполнены расчетными методами.

     Относительное содержание органических веществ в  грунте определено в соответствии с  ГОСТ 23740-79 (по методу сухого сжигания при  температуре 600⁰С).

     Гранулометрический (зерновой) состав определен в соответствии с требованиями ГОСТ 12536-79 (несвязных  грунтов – ситовым методом  без промывки и с промывкой  водой, связанных грунтов – ареометрическим  методом).

     Углы  естественного откоса песка φ_отк в воздушно-сухом состоянии и под водой определены в соответствии с требованиями «Руководства по лабораторным геотехническим исследованиям грунтов», М., 1975 (утвержденного приказом Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР № 412 от 15,10,1974 г.).