Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,976
OPTIMIZATION OF THE LOCATION OF FACILITIES OF A COMPLEX OF LOCAL SEWAGE TREATMENT PLANTS DEPENDING ON THE HYDROGEOLOGICAL AND ENGINEERING-GEOLOGICAL CONDITIONS OF THE CONSTRUCTION SITE USING THE EXAMPLE OF THE OZON RC IN ADYGEYSK
Введение
Локальные системы очистки сточных вод (ЛОС) относятся к ключевым элементам инженерной инфраструктуры крупных распределительных комплексов [1-3]. Их пространственная привязка к рельефу площадки и генеральному плану застройки определяется не только топографией местности и розами ветров, но и, что критически важно, инженерно-геологическими условиями на глубинах заложения технологических емкостей и насосных агрегатов [4-6].
Рассматриваемый распределительный центр «ОЗОН» в г. Адыгейске представляет собой совокупность сооружений: основное складское здание 362×168 м, контрольно-пропускные пункты, площадка для вторсырья (15×34 м), насосная станция (6×15 м), два пожарных резервуара 10×10×10 м, блочная комплектная трансформаторная подстанция (БКТП) 15×6 м, дизель-генераторная установка (ДГУ) 10×4 м, сливная площадка и непосредственно блок ЛОС размерами 3×20 м. В строении изучаемой территории принимают участие три основные толщи отложений: техногенная (тёмно-бурые суглинки и глины, переотложенные и обогащённые включениями строительного мусора), элювиальная (тёмно-серые суглинки и глины коры выветривания) и аллювиальная, характеризующаяся переслаиванием серых глин, гумусированных зеленовато-серых суглинков, а также обводнённых пылеватых и мелких песков [7-9].
Нормативное промерзание грунтов согласно п. 5.5.3 СП 22.13330.2012 рассчитано по формуле:
dfn = d0√Mt (1)
где d0 – величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23; Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.
= 0,23*0,44 = 0,10 м (2)
Однако, ориентируясь на многолетние данные метеостанции г. Краснодара (ретроспектива с 1950 г.), для практического проектирования принята глубина промерзания 0,70 м.
Рельеф участка имеет слабый уклон, абсолютные отметки варьируются в диапазоне 44,05–50,65 м. Ранее земли использовались в сельскохозяйственных целях.
Фрагмент топографической основы с зонами потенциального размещения ЛОС (с учетом гидрогеологических ограничений) приведен на рисунке 1.
Рис. 1. Фрагмент топосъёмки территории РЦ «ОЗОН» в г. Адыгейске
Рис. 2. Инженерно-геологические разрезы площадки в зоне возможного размещения локальных очистных сооружений: а) фрагмент разреза по линии XII-XII (рис. 1); б) то же по линии VII-VII; в) то же по линии XIII-XIII; г) то же по линии VIII-VIII
Цель исследования – обоснование оптимальных плановых и глубинных параметров заложения локальных очистных сооружений на участках с высоким риском подтопления и проявлением сейсмической активности.
Материалы и методы исследования
В ходе инженерно-геологических изысканий зафиксирован почвенный слой мощностью 0,6–1,5 м со средним содержанием гумуса 2,9%.
Для расчленения толщи грунтов в массиве на отдельные слои, оценки пространственной изменчивости свойств грунтов, количественной оценки их прочностных и деформационных характеристик было выполнено статическое зондирование посредством вдавливания в грунт стандартного зонда до глубины 15,0-20,0 м. Испытания проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 19912-2012.
Лабораторные исследования проводились по ГОСТ 20522-2012, классификация грунтов – по ГОСТ 25100-2020. В разрезе выделены: Слой 1, а также 9 инженерно-геологических элементов (ИГЭ-1 – ИГЭ-8а) [10]. Распределение выделенных элементов по простиранию и глубине с фиксацией установившегося уровня грунтовых вод (УГВ) в зоне возможного размещения ЛОС отражено на разрезах (рис. 2).
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты статистической обработки физико-механических свойств грунтов по данным лабораторных исследований и рекомендуемые расчетные физико-механические характеристики грунтов, принятые по наименьшему показателю, приведены в таблице.
На изученной глубине 20,0 м идентифицирован единый водоносный горизонт порово-пластового типа, приуроченный к эолово-делювиальной толще. Уровень подземных вод зафиксирован на отметках 0,5–19,5 м от дневной поверхности. Основной источник питания – инфильтрация атмосферных осадков, второстепенный – техногенные утечки из коммуникаций. Разгрузка направлена в балку р. Чейтук [11; 12]. В пределах кровли Слоя-1 и ИГЭ-1–3 при обильных осадках и снеготаянии возможно формирование «верховодки».
Химический анализ подземных вод по СП 28.13330.2017 показал их неагрессивность по сульфатам для всех марок бетона. Для железобетонных конструкций при воздействии хлоридов регламентирован защитный слой бетона 30 мм (для W6–W8). Грунты зоны аэрации неагрессивны к бетону и железобетону.
На площадке распределительного центра «ОЗОН» фиксируется устойчивое подтопление, причиной которого служит отсутствие организованного дренажа территории – в сложившихся естественных условиях [13–15]. Уровень подземных вод варьируется от 0,5 до 19,5 м от поверхности. В естественном состоянии строительная площадка постоянно подтоплена. Согласно классификации приложения СП 11-105-97 (часть II), данная территория по факту подтопления относится к области I; по условиям развития процесса – к району I-Б; по временной динамике – к участку I-Б-2. Категория опасности подтопления в соответствии с приложением Б СНиП 22-01-95 квалифицирована как весьма высокая.
При проектировании защитных мероприятий следует исключить любые изменения агрессивности грунтовых вод, а также физико-механических параметров грунтов в основаниях существующих и проектируемых сооружений.
Фоновая сейсмичность по карте А ОСР-2016 (приложение А СП 14.13330.2018) составляет 7 баллов (рис. 3).
Рис. 3. Фрагмент карты А ОСР-2016 с расположением объекта
Категория опасности землетрясений – «весьма опасная» (СП 115.13330.2016). При интенсивности >6 баллов высока вероятность потери несущей способности грунтами.
Категория грунтов по сейсмическим свойствам в основном – II (вторая). Исключение – Слой-1 и ИГЭ-8,8а (III категория). Для уточнения параметров выполнена сейсмическая разведка в целях микрорайонирования.
Рекомендуемые значения деформационно-прочностных характеристик грунтов
|
Комплекс, (группа) |
Класс, тип, вид |
№ слоя, ИГЭ |
Описание грунтов |
Характеристика, единица измерения |
Примечание |
||
|
Eo, МПа |
С, кПа |
φ, град. |
|||||
|
Комплекс голоценовых (QIV) техногенных (t) образований |
Класс – дисперсные; подкласс – связные; тип – техногенные; подтип – антропогенно образованные грунты; вид – антропогенно образованные грунты; подвид – антропогенно образованные грунты |
Слой-1 |
Насыпной грунт. Глина легкая полутвердая с прослоями тугопластичной |
10 |
38 |
17 |
Техногенные грунты Слоя-1 основанием для фундаментов служить не могут, в ходе планировочных работ подлежат удалению |
|
Комплекс голоценовых (QIV) элювиальных (е) образований |
Класс – дисперсные; подкласс – связные; тип – осадочные; подтип – элювиальные; вид – минеральные; подвид – глинистые грунты. |
ИГЭ-1 |
ПРС. Глины легкие твердые |
11 |
44 |
17 |
Содержание гумуса составляет в среднем 2,9% |
|
Комплекс верхнеплейстоценовых (QIII) эолово-делювиальных (vd) отложений |
Класс – дисперсные; подкласс – связные; тип – осадочные; подтип – аллювиальные; вид – минеральные; подвид – глинистые грунты |
ИГЭ-2 |
Глина легкая твердая |
25 |
45 |
19 |
|
|
ИГЭ-3 |
Суглинок тяжелый твердый |
26 |
36 |
24 |
|||
|
Комплекс верхнеплейстоценовых (ОIII) аллювиальных (а) отложений |
Класс – дисперсные; подкласс – связные; тип – осадочные; подтип – аллювиальные; вид – минеральные; подвид – глинистые грунты |
ИГЭ-4 |
Суглинок легкий твердый |
29 |
30 |
24 |
|
|
ИГЭ-5 |
Суглинок легкий тугопластичный |
17 |
16 |
26 |
|||
|
ИГЭ-6 |
Суглинок тяжелый твердый |
30 |
39 |
24 |
|||
|
ИГЭ-7 |
Суглинок легкий полутвердый |
23 |
35 |
25 |
|||
|
ИГЭ-8 |
Пески средней крупности водонасыщенные средней плотности среднедеформируемые |
24 |
– |
31 |
|||
|
ИГЭ-8а |
Пески пылеватые неоднородные водонасыщенные средней плотности среднедеформируемые |
22 |
– |
31 |
|||
Рис. 4. Фрагмент генерального плана РЦ «ОЗОН» в г. Адыгейске с окончательным расположением локальных очистных сооружений в плане и на разрезах
Выводы
По комплексу инженерно-геологических и геофизических данных расчетная сейсмичность площадки уточнена и подтверждена как 7 баллов. Проектные решения должны соответствовать нормам СП 14.13330.2018.
Интегральный анализ опасных процессов позволил выбрать для размещения ЛОС северо-западную зону участка (рис. 4), удовлетворяющую двум противоречивым требованиям:
– обеспечение самотечного отведения ливневых и поверхностных стоков;
– минимизация воздействия грунтовых вод и сейсмических вибраций.
Котлован глубиной >5 м от уровня планировки. Поверхностный водоотвод и откачка грунтовых вод в балку р. Чейтук на весь период строительства до наполнения емкостей. Фундамент – монолитная ж/б плита 500 мм по бетонной подготовке В12,5 на уплотненном основании из грунтов ИГЭ-2. Материал плиты – бетон В25 (W6), защитный слой 35 мм (подошва – 50 мм). Антисейсмическая мера: замещение техногенного грунта (Слой-1, III категория) грунтом ИГЭ-3 с уплотнением до 0,98. Обеспечение от всплытия: обратная засыпка траншеи выполнялась только после наполнения емкостей на 2/3 объема. Обратная засыпка пазух – песком средней крупности с уплотнением 0,95.
Изложенные в настоящей работе предложения и мероприятия по оптимизации расположения ЛОС на строительной площадке РЦ «ОЗОН» в г. Адыгейске позволяют сделать следующие выводы.
1. Размещение ЛОС на постоянно подтопленной в естественных условиях территории должно по возможности обеспечивать организацию поверхностного водоотвода, грунтовых вод на период строительства.
2. Материалы строительных конструкций подземных частей сооружения должны удовлетворять требованиям устойчивости и долговечности при эксплуатации в гидрогеологических условиях сложной категории.
3. Выбор места расположения ЛОС на площадке с сейсмичностью 7 баллов должен быть оптимальным с точки зрения обеспечения физико-механических характеристик грунтов основания не ниже II категории по сейсмическим свойствам.
Conflict of interest
Financing
Библиографическая ссылка
Подтелков В. В., Прокопенко А. В., Зеленков Д. С., Бегеретова М. А. ОПТИМИЗАЦИЯ РАСПОЛОЖЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ КОМПЛЕКСА ЛОКАЛЬНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА НА ПРИМЕРЕ РЦ «ОЗОН» В Г. АДЫГЕЙСКЕ // Успехи современного естествознания. 2026. № 7. С. 67-73;URL: https://natural-sciences.ru/en/article/view?id=38537 (дата обращения: 05.08.2026).
DOI: https://doi.org/10.17513/use.38537