Введение. Одним из направлений инженерной геологии как науки является комплексное изучение и оценка геологических условий строительства и эксплуатации различных зданий и сооружений. На инженерно-геологические условия любой территории влияют геологические строение участка, тектоника, особенности его геологического развития. Перед проектированием любого сооружения проводят исследование участка, отведенного для строительства. Такие работы называются инженерными изысканиями. Главным методом исследования является бурение нескольких скважин на глубины 15-25 метров и изучение отобранного грунта и керна в лабораторных условиях. К настоящему моменту времени территория Архангельска изучена достаточно подробно: в архивах скопились сведения о нескольких десятках тысяч скважин.
Описание объекта изучения. Город Архангельск расположен на северной окраине Русской плиты, представляющей собой континентальную равнину, – тектонической структуры Восточно-Европейской платформы, имеющей двухъярусное строение: кристаллический цоколь (фундамент), перекрытый осадочным чехлом, мощность отложений которого непостоянна. Фундамент плиты, сложенный скальными породами (гранитами, гранитогнейсами), расположен под городом на глубине более 530 м [2]. Чехол представлен различными осадочными породами: песчаниками, аргиллитами, алевролитами, известняками, песчаными и глинистыми отложениями. С точки зрения рельефа центральная и южная части города расположены на правобережной надпойменной террасе, северная – на островах дельты р. Северной Двины.
Характеристика геологического разреза. Наиболее прочными грунтами являются морские суглинки с прослоями песка. Их накопление происходило при подъеме уровня моря в период потепления климата, называемого микулинским межледниковым. Морские отложения покрыты мореной – суглинками с включениями гравия и гальки, образовавшимися при валдайском оледенении. Ледниковые отложения распространены повсеместно. Они представлены различными типами морен – суглинками и супесями, в их толще часто встречаются прослои и линзы песка. Моренные отложения имеют высокую плотность, обусловленную воздействием ледника, и являются надежным основанием для зданий и сооружений.
С точки зрения инженерной геологии объектами исследования являются четвертичные отложения различного состава и процесс их формирования. С территории современного Архангельска ледник отступил примерно 10 тысяч лет назад, однако горло Белого моря еще некоторое время было занято льдом.
В теплый послеледниковый период, называемый голоценом, происходило таяние ледников, которое привело к формированию озерно-ледниковых, болотных и аллювиальных отложений. В котловине моря и его заливах образовывались приледниковые и внутриледниковые озера, в которых шло накопление озерно-ледниковых отложений, представленных глинами и суглинками с примесью растительных остатков, реже – мелкими и пылеватыми песками. Как правило. такие грунты находятся в текучепластичном состоянии и обладают низкими прочностными характеристиками, то есть мало подходят для строительства зданий.
Аллювиально-морские отложения представлены песками глинистыми тонко-, мелкозернистыми с тонкими прослоями глин, супесей, илов. Особенностью этих отложений является частая смена направления слоистости от горизонтальной до зигзагообразной.
Условия голоцена с гумидным климатом и наличием понижений в рельефе, оставленных ледников, подходили для заболачивания и формирование торфяников. Кроме того, важным фактором торфообразования стало залегание у поверхности глинистых грунтов, обладающих водоупорными свойствами. Торф распространен повсеместно на территории города Архангельска за исключением узкой полосы, протянувшейся вдоль берега реки от Кузнечевского моста до мыса Пур-Наволок. Толщина слоя колеблется от 3 до 8 метров [2]. Торф как горная порода характеризуется очень высокой пористостью. На растительные остатки в породе приходится не более 10-20% ее объема, остальная ее часть занята водой.
На поверхности образуются техногенные отложения, которые представлены насыпной фацией, отложениями построек и сооружений, отложениями «культурного слоя». Таким образом, наиболее характерное напластование грунтов для рассматриваемой территории представлено на рис. 1.
Рисунок 1 – Характерное напластование грунтов для рассматриваемой территории
Оценка условий строительства. С момента основания города в XVI в. велось освоение благоприятных для строительства участков, расположенных в центральном районе города, где отложения морены выходили на поверхность. Со временем город увеличивался в размерах и выполнялось осушение и подсыпка прилегающих заболоченных территорий. Комплексные инженерные изыскания для строительства зданий и сооружений в городе начали выполнять с 50-х гг. прошлого столетия.
Описанные выше геологические условия являются крайне неблагоприятными для строительства. Ближайшими к поверхности грунтами, которые могут служить в качестве основания сооружений, являются ледниковые суглинки (морена), залегающие на глубине более 4-8 метров [1], что требует свайного фундамента. Присутствие слоя торфа приводит не только к удорожанию строительства, но и существенно осложняет эксплуатацию сооружений. Сжатие торфа под насыпными грунтами продолжается в течение нескольких десятилетий.
Выводы. Инженерно-геологические условия Архангельска следует признать весьма сложными, сильно удорожающими строительство и затрудняющими эксплуатацию зданий и сооружений в связи с наличием слоя торфа большой мощности и такими особенностями его как горной породы, как высокая пористость и большая доля воды. Наиболее прочными грунтами являются ледниковые суглинки микулинского возраста, располагаемые на территории города на значительных глубинах, требующих использования свайного фундамента.
Список литературы:
- Невзоров, А.Л. Геологические условия Архангельска / А.Л. Невзоров // Очерки по геологии и полезным ископаемым Архангельской области. – Архангельск: Поморский госуниверситет, 2000. – с. 126-135.
- Невзоров, А.Л. Город на болоте : монография / А.Л. Невзоров, А.В. Никитин, А.В. Заручевных; Министерство образования и науки Российской Федерации, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова. – Архангельск : САФУ, 2012. – 158 с. : ил., схем., табл.
