Методические указания по инженерно-геологическим изысканиям авто. Методические указания по инженерногеологическим изысканиям автомобильных дорог и сооружений на них утверждено для практического применения
 Скачать 1.25 Mb.
|
|
5. МЕСТА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 5.1. К местам индивидуального проектирования относятся участки, опасные в отношении устойчивости земляного полотна. Как правило, при изысканиях такие места обходят трассой. Если обход невозможен или нецелесообразен по технико-экономическим соображениям, инженерно-геологические изыскания на таких участках производят по индивидуальным программам. в таких случаях количество, глубина, размещение выработок, количество точек наблюдения и виды испытаний определяются инженерно-геологическими условиями и указываются в программе работ. К местам индивидуального проектирования относятся: - насыпи выше 12 метров и насыпи на слабых основаниях; - выемки глубиной более 12 метров в нескальных грунтах и в скальных более 16 метров, а также выемки в глинистых переувлажненных грунтах с показателем консистенции более 0,5 или вскрывающие водоносные горизонты; выемки глубиной более 5 метров в глинистых грунтах в районах с избыточным увлажнением, а также в глинистых грунтах, резко снижающих прочность и устойчивость в откосах при воздействии климатических факторов; - оползни, осыпи; участки, подверженные селевым выносам; участки, опасные в отношении обвалов и лавин; растущие овраги; места образования наледей; пучинистые участки; участки с погребенными льдами и мерзлотными формами, буграми пучения и т.п. К ним относятся: районы, развития карста; районы развития лесов и лесовидных просадочных грунтов; района распространения засоленных грунтов; участки с повышенной снегозаносимостью и пескозаносимостью. При составлении программы работ учитываются требования СНиП 1.02.07-87. Объем работ зависит от наличия материалов инженерно-геологических изысканий прошлых лет, сложности инженерно-геологических условий и стадии проектирования. 5.2. Задачей обследований мест индивидуального проектирования является: - установление причин, интенсивности и площади распространения неблагоприятных физико-геологических процессов (явлений); - определение степени влияния их на устойчивость земляного полотна и других сооружений автомобильной дороги; - прогноз влияния дороги и дорожных сооружений при строительстве и эксплуатации на дальнейший ход указанных процессов. Инженерно-геологическое обследование мест индивидуального проектирования производится в соответствии с разработанной для каждого конкретного случая программой. При составлении программ следует руководствоваться изложенными ниже рекомендациями. 5.3. В настоящих «Указаниях» приводятся рекомендации по выполнению инженерно-геологического обследования мест индивидуального проектирования на стадии изысканий для проекта (рабочего проекта). Инженерно-геологические изыскания этих мест на стадии рабочей документации производятся для уточнения проектных решений, или принятия новых, с уменьшением сметного лимита на строительство. Следует иметь в виду, что за период между изысканиями и началом строительства объекта обычно проходит 2 - 3 года. За это время вполне вероятны те или иные изменения в состоянии оползня, осыпи или какого-либо иного места индивидуального проектирования. Поэтому выполнение дополнительных предпостроечных обследований мест индивидуального проектирования следует считать обязательным. Объем дополнительных работ, требуемый при этих обследованиях, должен определяться каждый раз индивидуальной программой. 5.4. Инженерно-геологические обследования мест индивидуального проектирования на предпроектной стадии (ТЭО) выполняются для предварительной оценки вариантов трассы и выбора оптимального варианта в соответствии с п. 3.1 - 3.11. А. Инженерно-геологическое обследование мест устройства высоких насыпей 5.5. Целью обследований является разработка мероприятий, необходимых для обеспечения устойчивости насыпи в данных природных условиях. 5.6. Обследование заключается в инженерно-геологической съемке участка, где проектируется насыпь, с заложением разведочных выработок. Съемка производится на полосе шириной не менее 200 м (по 100 м справа и слева от трассы). Масштаб съемки 1:1000 - 1:500. Задачами съемки являются: а) получение общего представления о геологическом разрезе и о площадном распространении различных грунтов в пределах участка. Особо тщательно должны выявляться и изучаться места пересечения проток и староречий, где могут быть слабые иловатые грунты, торфяники и тугопластичные грунты; б) оконтуривание участков со слабыми грунтами; в) изучение и отражение на карте следов современных физико-геологических процессов. Съемка дополняется разведочными выработками, шурфами и скважинами. 5.7. Выработки должны закладываться по поперечникам из 3 - 5 выработок в зависимости от высоты насыпи и характера грунта, поперечники располагается в зависимости от сложности инженерно-геологических условий, но не реже, чем через 100 метров. Глубина выработок при прочных и однородных грунтах должна быть менее 5,0 м. При наличии слабых грунтов выработками следует пройти их всю толщу и углубиться в плотный грунт на 2 - 3 м. Глубина выработок определяется индивидуальной программой. Расстояние между скважинами на поперечнике назначается в зависимости от высоты насыпи и предполагаемой ее ширины в основании. 5.8. Из характерных выработок отбираются образцы грунта для лабораторного определения: а) для глинистых грунтов - удельного веса частиц грунта, естественной влажности, пределов консистенции, сопротивления сдвигу и компрессионных свойств; б) для сыпучих грунтов - удельного веса, гранулометрического состава, коэффициента фильтрации. Количество монолитов должно быть не меньше 6 из каждого выделенного однородного слоя. 5.9. При инженерно-геологическом обследовании мест устройства насыпей на косогорах 1:5 и круче особое внимание обращается на устойчивость грунтов, слагающих косогор, и на гидрогеологические условия. 5.10. Задачей лабораторных испытаний грунтов является получение данных, достаточных для суждения о поведении их под нагрузкой от веса насыпи, по прочностным и деформативным показателям. 5.11. Одновременно с инженерно-геологическим обследованием основания насыпи производятся поисковые и разведочные работы с целью обеспечения строительства грунтом для отсыпки насыпи. Поиски и разведка резервов не требуются, когда насыпь целиком отсыпается из грунтов выемок. 5.12. В результате камеральной обработки материалов должен быть представлен паспорт места устройства насыпи, в который входят: инженерно-геологическая карта масштаба 1:1000 и крупнее с нанесением пройденных выработок, геолого-литологические разрезы по оси насыпи и по поперечникам; пояснительная записка с рекомендацией по возведению насыпи и расчетными характеристиками грунтов - для грунтов основания - удельного веса, коэффициента пористости, угла внутреннего трения, сцепления. Для грунтов, из которых будет отсыпана насыпь, указывается оптимальная влажность и плотность, а также угол внутреннего трения. Б. Инженерно-геологические исследования насыпей на слабом основании 5.13. К слабым относят связные грунты (глинистые и органические), сопротивляемость сдвигу которых, определяемая крыльчаткой менее 0,075 МПа, а величина удельного сопротивления статическому зондированию конусным наконечником с углом при вершине 30° составляет £ 0,85 кг/см2. Модуль осадки таких грунтов при нагрузке 0,25 МПа более 50 мм/м. Основными представителями таких грунтов являются: а) органические слабые грунты (торфы, некоторые виды сапропелей и т.п.), содержащие более 60 % по весу органических веществ; б) органо-минеральные слабые грунты (заторфованные глины, заторфованные илы и т.п.), содержащие более 60 % по весу органических веществ; в) минеральные слабые грунты (илы), иольдиевые глины и глинистые грунты мягкопластичной и текучей консистенции, содержащие менее 40 % органических веществ. 5.14. По условиям образования слабые глинистые грунты относятся к четвертичным озерно-ледниковым, послеледниковым, морским, дельтовым, поименным и болотным отложениям. Мощность слабых грунтов может быть самой разнообразной и колеблется от 1 - 2 до десятков метров. Более подробная характеристика слабых грунтов приведена в приложении № 7. 5.15. Во всех случаях при изысканиях дороги следует стремиться обойти участки со слабыми грунтами, или при невозможности обхода - пересечь их в наиболее узком месте с меньшей мощностью слабых грунтов. 5.16. Целью инженерно-геологических исследований в районах распространения слабых грунтов является: а) определение границ распространения слабых грунтов в пределах расположения возможных вариантов трассы; б) определение мощности и условий их залегания; в) изучение сложения, состава, состояния и свойств слабых грунтов, а также подстилающих и перекрывающих их образований; г) поиски и разведка грунтов для возведения насыпей. 5.17. Подробным техническим изысканиям в районах распространения слабых грунтов должны предшествовать предпроектные работы (ТЭО), в котором представляются основное направление и конкурирующие варианты трассы. 5.18. Инженерно-геологические изыскания производят в следующем порядке: - выполняется инженерно-геологическая съемка в масштабе 1:5000 в полосы возможного варьирования. Качество съемки повышается при использовании аэрофотоснимков и выполнении полевого инженерно-геологического дешифрирования. Задачи съемки состоят в определении контуров болот и участков слабых грунтов вдоль трассы и ориентировочной их мощности. При этом определяется тип болота, источники питания, характер растительности, генезис и состав слабых грунтов. Аэрометоды и геоботанические методы позволяют, в первом приближении, частично оконтурить на карте площади распространения торфов и слабых водонасыщенных грунтов, а иногда и выделить места со значительной мощностью толщи последних. Для уточнения выбора направления трассы закладывают зондировочные скважины по сетке от 50´50 до 100´100, в зависимости от размеров участка вдоль предварительно намеченной трассы и возможных ее вариантов на полосе шириной до 300 метров. При этом для определения плотности грунтов используют статическое зондирование, как правило, с применением легких конструкций пенетрометров, которое помогает уточнить границы слабой толщи. Для характеристики поперечных уклонов дна болота закладывают 2 - 4 скважины по поперечникам. Лабораторных испытаний грунтов на этом этапе не производят. Устанавливается лишь тип слабого основания. По результатам первого этапа изысканий делают выбор наиболее целесообразного варианта и заключение о проработке варианта, предусматривающего использование в качестве основания земляного полотна толщи слабых грунтов. Второй этап изысканий (для проекта) назначается лишь в том случае, когда на первом этапе изысканий установлена целесообразность проработки варианта с использованием в основании земляного полотна слабой толщи. По принятому к проектированию варианту производят в этом случае подробное обследование в соответствии с конкретными инженерно-геологическими условиями и составленной индивидуальной программой. 5.19. При инженерно-геологическом обследовании толщи слабых глинистых грунтов и торфов закладываются буровые скважины и применяются геофизические методы разводки. Шурфы применяют лишь в отдельных случаях, в основном для отбора монолитов грунта. 5.20. Буровые скважины разделяются на зондировочные и опорные. Зондировочные скважины предназначаются для определения мощности слабых грунтов, их расчленения на однородные по составу и свойствам слои (инженерно-геологические элементы), выявления водоносных горизонтов и характера поверхности пород, подстилающих слабые грунты, в том числе и уклонов минерального дна болот. При бурении этих скважин отмечается плотность грунтов (по проходке), их влажность, а для торфов (дополнительно) степень разложения, пнистость. Зондировочные скважины углубляются в грунты минерального дна болота или в подстилающие плотные грунты на 0,5 метра. Значительную помощь для выделения инженерно-геологических элементов дает применение полевых методов испытания грунтов. 5.21. Полевые испытания торфов и слабых глинистых грунтов выполняются для получения прочностных характеристик грунтов в условиях их естественного залегания. Эти испытания не исключают лабораторных исследований, а дополняют их и сокращают. Грунты слабой толщи испытывают на сдвиг в условиях естественного залегания с помощью приборов типа крыльчатки, что дает возможность выделить однородные по прочности слои. Сопротивляемость сдвигу замеряет на характерных поперечниках не менее, чем по трем скважинам, на остальных поперечниках - по одной скважине. Замеры по глубине производят, как правило, через 0,5 метра слабой толщи, причем для каждого расчетного слоя на опорном поперечнике должно быть на менее шести определений сопротивления сдвигу. В целях получения дополнительных данных и более полного изучения физико-механических свойств слабых грунтов используют методы статической и динамической пенетрации. График изменения сопротивлению вдавливанию по глубине дает возможность выявить границы отдельных, различных по плотности и прочности слоев слабых грунтов. В дополнение к полевым методам испытаний прочности грунтов в условиях естественного залегания для выделения инженерно-геологических элементов (расчетных слоев) следует определять основные показатели состава и состояния грунтов (влажность, естественную плотность), пределы пластичности - для глинистых грунтов. Содержание органических примесей, степень разложения и ботанический состав - только для торфов. 5.22. Зондировочные скважины рекомендуется располагать по поперечникам. Осевые скважины следует проходить комплектом 127/115 мм с обсадкой. Скважины в стороне от оси проходятся буром геолога, буром Гикторфа или 2-х дюймовым (60/50 мм) ручным или механизированным комплектом без обсадки. При небольших по протяжению участках (до 100 м) поперечники закладываются через 25 м с обязательным расположением по одному поперечнику у границ участка распространения слабых грунтов, при большем протяжении через 50 метров. Количество скважин на поперечнике может быть от 3 до 7 в зависимости от конкретных условий. На участках болот с уклоном минерального дна более 10 % поперечники закладываются через 25 м. То же касается долин, староречий и других углублений, заполненных слабыми грунтами. Ширину обследуемой полосы принимают не менее двух ширин земляного полотна понизу. 5.23. При значительной мощности слабых грунтов (более 10 м) и большом их протяжении вдоль трассы рекомендуется часть зондировочных скважин (до 30 - 40 %) заменять электрозондированием. 5.24. По результатам бурения, визуального описания, полевым испытаниям и анализам грунтов выделяют расчетные слои и определяют расчетные значения основных показателей состава и состояния грунтов в пределах каждого слоя. По этим данным уточняют границы расчетных участков. 5.25. Опорные скважины предназначаются для детального послойного описания торфов и слабых глинистых грунтов, отбора монолитов для лабораторных исследований, проведения гидрогеологических наблюдений и опытных полевых испытаний грунтов. Опорные скважины углубляются в грунт минерального дна болота, или при слабых глинистых грунтах, в плотные грунты на 2 - 3 метра. При большой мощности слабых грунтов (более 10 метров) глубина опорных скважин определяется индивидуальной программой, в зависимости от глубины активной зоны (обычно эта глубина составляет 1 - 1,5 ширины земляного полотна понизу). 5.26. Опорные скважины закладываются по оси трассы из расчета 1 - 2 скважины на участок протяжением до 100 метров. При большом протяжении участка и однородных условиях опорные скважины закладываются через 100 - 150 м. Как правило, на каждом участке с относительно однородными условиями должно быть не менее 1 скважины. Опорные скважины рекомендуется проходить станками БУКС-ЛГТ, поскольку ударно-канатное бурение, если соблюдать осторожность при проходке, менее нарушает сложение вскрываемых слабых пород. При проходке слабых пород буровой снаряд (стакан, желонку) следует не забивать, а осторожно вдавливать в забой при нагружении ударными штангами. Скважины обязательно обсаживаются трубами диаметром не менее 127/115 мм. В трудно доступных районах может применяться ручное бурение скважин того же диаметра. Бурение рекомендуется производить следующим образом: после взятия очередного монолита обсаживаются обсадные трубы до забоя, производится очистка скважины путем осторожного задавливания желонки, грунт извлекается медленным подъемом (без резкого отрыва), затем производится последующее углубление скважины грунтоносом на глубину 0,5 - 0,7 м в зависимости от длины грунтоносов. 5.27. Места расположения опорных скважин и места отбора монолитов определяют на основании обобщения результатов зондировочного бурения с таким расчетом, чтобы основные показатели состава и состояния отбираемых монолитов в возможно большей степени отвечали расчетным значениям этих показателей для выделенных слоев в пределах расчетных участков. Количество отбираемых монолитов зависит от состава испытаний, определяемого типом основания по устойчивости (или строительным типом болот), но не должно быть для несущих слоев менее шести. При основаниях на болотах первого типа определяют удельный вес (плотность) грунта и выполняет компрессионные и консолидационные испытания (не менее шести образцов). При основаниях на болотах II и III типов, кроме компрессионных и консолидационных испытаний, производят испытания грунта на сдвиг из наиболее слабого слоя (за исключением грунтов, которые заведомо будут выдавлены или удалены другим способом). Количество монолитов, отбираемых для сдвиговых испытаний, должно обеспечить не менее 9 - 12 образцов для каждого выделенного слоя. Требуемое количество монолитов должно быть увеличено при отборе на 15 - 20 % на случаи порчи их при транспортировке и проведении испытаний. 5.28. Для отбора монолитов слабых глинистых грунтов следует применять тонкостенные задавливаемые грунтоносы типа Игумнова, фурса с бумажными многослойными керноприемными гильзами и подсекателями в виде серповидных ножей. Для взятия монолитов торфа - обуривающие или поршневые грунтоносы. Опробованием должен быть охвачен каждый горизонт изучаемой толщи в 6 - 10 точках по площади для участков протяжением до 1 км. Размер монолитов должен быть не менее 20 см длиной из скважин и 20´20´20 см из шурфов. Для массовых определений влажности, плотности, пластичности содержания органических примесей, степени разложения, ботанического состава и др. можно пользоваться цилиндрами, вырезаемыми буровыми станками в интервалах между монолитами. Из слоев слабой плотности такие образцы отбираются через 0,5 м, а для более плотных разностей - через 0,5 - 1,0 метра. При сильной изменчивости слабых грунтов, в случаях если намеченных опорных скважин не хватает для отбора монолитов, следует закладывать дополнительные выработки. 5.29. Гранулометрический состав грунта определяется по 2 - 3-м пробам для каждого слоя грунта, а минералогический - по одной пробе для каждого вида грунта на участок. Для определения пределов пластичности глинистых грунтов отбирается по 2 - 3 образца из каждого горизонта грунта на участок. Образцы, во избежание необратимого свертывания (коагуляции) коллоидов не рекомендуется высушивать. 5.30. По монолитам определяется: 1. Угол внутреннего трения и сцепления: методом быстрого сдвига - 70 - 90 % монолитов, 10 - 30 % монолитов - методом выдержанного сдвига. 2. Пористость, сжимаемость, модуль осадки и деформации. Компрессионные испытания производятся для расчета полной осадки насыпи, по 50 - 70 % монолитов из верхней активной зоны грунтов (до глубины 5 - 7 метров). 5.31. Компрессию торфа рекомендуется производить методом сокращенных испытаний. Определение коэффициента консолидации для расчета хода осадки сооружения во времени выполняется методом компрессии на 30 - 50 % монолитов. Определение коэффициента фильтрации по напластованию и нормально к напластованию производится прямым методом (на приборах по замеру времени фильтрации воды) и для сравнения косвенным методом (вычислениями при компрессионном испытании). Коэффициент фильтрации определяется для расчета осадки сооружения во времени и расчета дренажных устройств (свай, дрен, прорезей) на 30 - 50 монолитов. Кроме этого определяются: а) ботанический состав торфа; б) зольность торфа; в) содержание органических примесей в глинистых грунтах; г) удельный вес частиц грунта. 5.32. При проведении компрессионных испытаний всех грунтов, во избежание преждевременного выпора образца из щелей прибора, следует принимать малые ступени приращения нагрузок: 0,05 кг/см2, далее по 0,1 кг/см2 и до 1-го кг/см2. Сопротивляемость сдвигу рекомендуется производить по методике быстрого сдвига под водой, с учетом нестабилизированного состояния грунта. 5.33. В результате обследования болота или участка со слабыми грунтами представляется инженерно-геологический паспорт болота или участка, состоящий из инженерно-геологической карты с нанесенными выработками, изолиниями мощности слабой толщи, геолого-литологическими разрезами основной трассы и вариантов с выделением расчетных слоев одинаковых по своим физико-механическим свойствам, данных лабораторных и полевых испытаний грунтов, воды с указанием физико-механических показателей грунтов в пределах каждого слоя, пояснительной записки, где дается описание участка, техническая характеристика слабых грунтов и заключение о необходимых мероприятиях для обеспечения устойчивости земляного полотна (см. образцы оформления материалов инженерно-геологических изысканий, Союздорпроект, 1991 г.). 5.34. При изысканиях для разработки рабочей документации производятся дополнительные исследования грунтов по специальным программам в зависимости от принятого в проекте способа возведения земляного полотна. Закладывают контрольные скважины и производят опытные работы с целью выработки окончательных и более прогрессивных и надежных решений. 5.35. Полевые испытания грунтов должны обеспечить получение правильных расчетных характеристик для каждого слоя, выделенного в толще слабых грунтов. Количество испытаний для каждого слоя должно быть не менее шести. Полевые испытания контролируются и дополняются испытанием и анализом проб грунтов с нарушенной и ненарушенной структурой. Для увязки с данными контрольных испытаний монолитов полевые испытания должны производиться в выработках, закладываемых рядом с опорными скважинами при производстве изыскательских работ для рабочего проекта. Они выполняются с учетом требований п.п. 5.16 - 5.34. Инженерно-геологические изыскания в местах выемок, сооружаемых по индивидуальным проектам 5.35. Условия отнесения выемок к сооружаемым по индивидуальным проектам, изложены в п. 5.1. Целью инженерно-геологических изысканий является выявление характера грунтов и гидрогеологических условий в объеме, достаточном для разработки правильных проектных решений, обеспечивающих устойчивость откосов выемки верхней части земляного полотна дороги. Устанавливается группа грунта по трудности разработки. Выявляются грунтовые воды, их дебит, направление потока, возможное колебание уровня. Устанавливается пригодность грунтов выемки для основания дорожной одежды и возведения насыпей. Полученные данные должны быть достаточны для составления проекта противодеформационных мероприятий, если таковые потребуются, и проекта организации производства строительных работ. 5.37. Инженерно-геологическое обследование мест устройства выемок, сооружаемых по индивидуальным проектам, заключается в инженерно-геологической съемке и разведке места устройства выемки. Места устройства выемок подлежат обязательной топографической съемке. Масштаб плана в зависимости от сложности рельефа участка принимается от 1:500 до 1:2000. Ширина полосы, подлежащей съемке, должна быть не менее 200 м (по 100 м в каждую сторону от оси трассы). Количество выработок, закладываемых при разведке выемки, а также глубина выработок определяются геологическим строением и гидрогеологическими условиями места устройства выемки, ее глубиной и протяженностью. 5.38. Разведочные работы заключаются в проходке шурфов и буровых скважин по оси и в обе стороны от нее (на поперечниках) в расстоянии 20 - 30 и от оси - в пределах проектируемой выемки. Густота намечаемых разведочных поперечников зависит от разнообразия литологического состава грунтов и гидрогеологических условий. При однородных грунтах расстояние между поперечниками должно быть 50 - 100 метров. При разнородных грунтах поперечники располагаются более часто. 5.39. Глубина выработок должна быть не менее, чем на 2,0 м ниже нормативной глубины промерзания грунтов с учетом положения проектных отметок (красной линии) или дренажных и водопонижающих устройств. При наличии скальных пород выше дна проектируемой выемки выработка должна пройти их разрушенную зону с заглублением в крепкую скалу не менее, чем на 0,5 метра. При благоприятных условиях до 30 - 40 % выработок может быть заменено в этом случае точками геофизических наблюдений. 5.40. Во время проходки скважины производятся гидрогеологические наблюдения, отбор образцов и монолитов из каждой разновидности грунтов. На первом этапе инженерно-геологической разведки отбираются образцы грунта с нарушенной структурой для определения основных показателей состава и состояния грунта в пределах каждого слоя: естественной влажности; оптимальной влажности и плотности; числа пластичности и показателя консистенции; гранулометрического состава и коэффициента фильтрации (для песчаных грунтов). Последний необходим для суждения о их дренажных свойствах. При глинистых грунтах применяет микропенетрацию. Для определения состава и состояния глинистых грунтов на каждом поперечнике из каждого слоя рекомендуется отобрать не менее шести образцов. На втором этапе отбираются монолиты грунтов для определения кроме состава и состояния, естественной влажности, плотности и сопротивления сдвигу, необходимые для расчета устойчивости откосов выемки. Места отбора монолитов назначаются с таким расчетом, чтобы показатели состава и состояния грунта их, возможно больше соответствовали расчетным значениям этих показателей, установленным по результатам первого этапа изысканий для слоя в целом. В качестве основной исходной характеристики для глинистых грунтов принимаются число пластичности и коэффициент консистенции. 5.41. При обследовании мокрых выемок, задаваемые выработки которые должны быть 3 - 5 на каждом поперечнике, проходятся до водоупора или слоя плотных пород при залегании их не ниже 6 метров от проектной отметки. Определяется направление движения грунтовых вод всех горизонтов, для чего производится одновременный замер уровня воды во всех выработках, вскрывших водоносные горизонты или применяются геофизические методы. В том месте, где наблюдается наиболее сильный приток воды в выработки, производится опытная откачка для определения водоотдачи и уточнения коэффициента фильтрации водовмещающей породы, что необходимо для проектирования дренажных устройств. Если водоприток слабый, производят кратковременную откачку и отмечают скорость восстановления уровня воды в скважине после откачки для всех горизонтов. 5.42. При обследовании скальных выемок следует иметь в виду, что крутизна устойчивого откоса зависит здесь от направления и угла падения слоев, трещин. Для осадочных и метаморфических пород требуются замеры элементов залегания пластов (простирания и угла падения) и изучение их трещиноватости, а для изверженных пород - изучение трещиноватости и тектонической раздробленности. Нарушение откосов выемки может произойти вследствие неблагоприятного залегания пластов, когда угол их падения меньший, чем принятая крутизна откосов выемки. Во всех горных породах при наличии сильной раздробленности и выветрелости, даже и при благоприятном падении слоев, при вскрытии выемки могут возникнуть обвалы и осыпи. Поэтому для определения крутизны откосов очень важно знать (возможно более точно) мощность выветрелой зоны, для чего могут быть успешно применены в дополнение к выработкам географические методы разведки. Обрушения откосов могут произойти также при разделении трещинами горного массива на отдельные блоки, неблагоприятном падении пластов или расположения трещин. 5.43. При обследовании скальных выемок изучаются: петрографический состав пород, степень выветривания, элементы залегания слоев, направление и углы падения, трещины. Особенно важным является изучение трещиноватости, часто определяющей крутизну откоса выемки. Трещины при описании и съемке должны быть разделены в соответствии с их генезисом на: 1. Трещины первичной отдельности и трещины напластования. 2. Трещины тектонические и трещины кливажа. 3. Трещины разгрузки. 4. Трещины выветривания и трещины от взрывных работ. Подробно изучаются элементы залегания, протяженность, ширина и глубина трещин, заполнение. Следует давать количественную характеристику трещиноватости (количество трещин на единицу площади). 5.44. Разведочные работы сопутствует инженерно-геологической съемке и заключаются в проходке шурфов, расчисток и буровых скважин. Широко применяются также геофизические методы (электрозондирование, микросейсмика, магнитометрия) с расположением точек на поперечниках через 50 - 100 метров. Количество скважин может быть на этом уменьшено на 30 - 40 % в зависимости от длины выемки и условий залегания пород. В плотных и однородных скальных породах глубокие выработки, как правило, не закладываются. Исключение представляют участки, где имеет место чередование различных пород, наличие зон разрушения на больших глубинах, обводненность. 5.45. В результате обследования выемок представляется паспорт выемки, включающий в себя: - инженерно-геологическую карту или схему с нанесением на нее (если имеются грунтовые воды) гидроизогипс, всех пройденных выработок и точек в местах применения геофизических методов разведки; - геолого-литологические разрезы по оси трассы и по поперечникам, данные лабораторных испытаний грунтов и их расчетные характеристики, пояснительную записку, в которой характеризуются природные условия участка в целом и даются рекомендации: а) о допускаемой крутизне откосов выемки и способов их укрепления; б) о способах возведения земляного полотна (необходимость замены грунтов выемки) морозостойким грунтом; в) о дренажных устройствах и отводе грунтовых и поверхностных вод. 5.46. На стадии рабочей документации производится контрольное бурение для уточнения влажности грунтов, уровня и дебита грунтовых вод. Производятся опытные работы. Объем работ устанавливается специальной программой. При рабочем проекте объем и состав работ выполняется по п.п. 5.36 - 5.45. Инженерно-геологическое обследование оползневых участков 5.47. Оползнями называют скользящее смещение горных пород, слагающих склон, под действием их веса. Причиной возникновения таких смещений могут быть потеря устойчивости пород подошвы массива склона, потеря породой упора у основания склона, ослабление связи пород на склоне. Оползни возникают вследствие несоответствия крутизны склона характеру и состоянию слагающих его пород. Для оползнеопасных склонов должны быть установлены: - формы рельефа, углы наклона морфологических элементов; - история развития, генезис и возраст склонов; - условия залегания в массиве грунта поверхностей и зон ослабления (в том числе поверхностей смещения активных и старых оползней) и физико-механические свойства пород по этим поверхностям и зонам; - тектоническая нарушенность горных пород, возраст, генезис, условия залегания, литологические и текстурные особенности и их влияние на развитие оползневых процессов, сейсмичность; режим уровня и напора горизонтов подземных вод и их влияние; - особенности эрозии и переработки берегов; - опыт противооползневых мероприятий. Программа полевых обследований оползней разрабатывается применительно к каждому конкретному оползневому участку. В сложных случаях, при значительных объемах оползневых смещений к составлению программы обследования следует привлекать работников местных противооползневых станций и других специалистов по оползням. В программу включаются: а) топографическая съемка; б) инженерно-геологическая съемка оползня и прилегающей к нему площади, с использованием материалов аэрофотосъемки и необходимыми геолого-разведочными и геофизическими работами; в) полевые и лабораторные испытания грунтов, анализы воды. При описании оползней следует руководствоваться классификацией оползней, приведенной в приложении № 11. 5.48. Инженерно-геологическая съемка в сложных случаях производится в двух масштабах - мелком (но не мельче 1:50000) и крупном - 1:2000 и крупнее. Основой для инженерно-геологической съемки должен служить топографический план такого же масштаба или крупнее. Съемкой захватывается как оползневой участок, так и прилегающая к чему площадь. В бортовых частях эта площадь захватывает полосу до 50 - 100 метров склона до 100 метров за его бровку, в нижней части до 50 м дальше языка оползня. При небольшом протяжении оползневого участка в простом строении можно ограничиться только крупномасштабной съемкой. Мелкомасштабная съемка должна осветить оползневый склон и прилегающую к нему площадь. Съемкой желательно охватить область питания водоносных горизонтов (если она близко расположена), речные террасы, что может помочь установить возраст оползней. В результате мелкомасштабной съемки выясняются основные черты геологии и геоморфологии местности, гидрогеологические условия, пути поступления воды в оползневый склон, область ее питания. Крупномасштабная инженерно-геологическая съемка производится в масштабе 1:1000, 1:2000 с сечением горизонталей 1,0 - 0,5 м. Топографическая съемка является по существу составной частью инженерно-геологической съемки и производится под наблюдением и с участием инженера-геолога. На топографическом плане должны быть показаны и описаны геологом: выходы маркирующих горизонтов (слоев как смещенных, так и несмещенных) с указанием абсолютной высоты залегания, все выходы и скопления воды с указанием их характера, границы оползневой зоны, промоины, овраги, западины, валы выпирания, оползневые ступени, все виды трещин, искусственные сооружения, в том числе и противооползневые (насыпи, выемки должны быть вычерчены в горизонталях); разведочные выработки и точки геофизических наблюдений; оползневые репера. Съемка должна производиться в одной системе с трассой дороги При съемке производится описание рельефа склона и всех мест, отмеченных выше. Определяется генезис и возраст отдельных элементов рельефа. 5.49. По обнажениям и выработкам изучается характер пород, слагающих оползневой склон, как нарушенных, так и ненарушенных. Для ненарушенных пород определяется порядок напластования, литологический состав, распространенность, элементы залегания, направление и углы падения пластов (плоскостей напластования и трещин отдельностей). Наличие тектонических нарушений и их характер. Устанавливаются состав, мощность и условия залегания покровных грунтов и оползневых накоплений. Особое внимание уделяется изучению подземных вод, определяется дебит источников, причины заболоченности. Определяется наличие водоносных горизонтов в коренных породах, их характер, глубина залегания, мощность, область питания, связь с поверхностными водами, изучается характер влияния на развитие оползней подмыва, волноприбоя, поверхностных вод, суффозии. Устанавливаются основные причины оползания. 5.50. Закладываемые при изучении оползня разведочные выработки и точки геофизических наблюдений должны быть расположены с таким расчетом, чтобы можно было составить разрезы по линии, совпадающей с направлением движения оползня, и по линиям, перпендикулярным к этому направлению, а также по другим характерным линиям. Количество створов определяется в каждом отдельном случае и индивидуальной программой. Часть створов должна обязательно пересекать оползневое тело, а другие устанавливаться на прилегающих участках склонов, не затронутых оползнем. 5.51. Точки геофизических наблюдений по намеченным створам располагаются через 15 - 25 метров. Длина стволов должна захватывать полосы за границей оползневого срыва на 100 метров. Расстояние между створами обычно составляет 50 - 100 метров. Геофизическими методами можно выявить: 1. Литологический разрез. 2. Поверхность скольжения. 3. Глубину залегания грунтовых вод. 4. Трещиноватость пород (преобладающее направление трещин). 5. Изменение упругих свойств пород вблизи зоны смещения. Для решения указанных задач рекомендуются следующие методы: I. Электроразведка постоянным током: а) вертикальное электрическое зондирование; б) электропрофилирование; в) метод кругового вертикального зондирования и кругового электропрофилирования для определения трещиноватости; г) метод вызванных потенциалов; д) метод заряда (для решения задачи 6). II. Электроразведка переменным током. III. Сейсморазведка переломленными волнами аппаратурой для малых глубин (АСН-1, ОСУ-2 и др.). Наибольший эффект для решения поставленных задач может дать не один какой-либо метод, а комплексное применение ряда методов, при котором один метод дополняет и уточняет другой. Геофизические методы применяются в сочетании с горно-буровыми работами. 5.52. Буровые и шурфовочные работы при изучении оползневого склона производятся для изучения геологического строения склона, получения детальной литологической и инженерно-геологической характеристики слагающих склон пород, изучения особенностей их залегания, гидрогеологических условий, отбора образцов грунта и воды для лабораторных исследований, проведения различных опытных работ. Кроме того, буровые скважины и шурфы служат для получения параметрических характеристик грунтов, необходимых для выполнения геофизических работ. 5.53. Количество и глубина разведочных выработок зависят от величины оползневого участка и сложности инженерно-геологических условий. В каждом отдельном случае они определяются индивидуальной программой. Разведка, как правило, производится скважинами. Отдельные шурфы задаются при необходимости наблюдения площади скольжения, состояния грунтов и циркуляции грунтовой воды. Несмотря на трудность проходки шурфов, заложение некоторого количества их при обследовании оползневых участков, следует считать обязательным, так как шурфы дают возможность с большой полнотой и точностью охарактеризовать оползневые грунты и установить границу смещенных грунтов. Выработки, проходимые в оползневом теле, должны войти в несмещенную породу на 3 - 5 метров. При благоприятных условиях до 30 % выработок может быть заменено точками геофизических наблюдений. Буровые скважины проходятся наконечниками большого диаметра (не менее 127 мм), чтобы иметь возможность взять монолиты нужного размера. 5.54. Отбор образцов грунта и монолитов с ненарушенной структурой производится для всех разновидностей грунтов из выработок, располагаемых на центральном створе, а при значительной длине участка - из выработок через 1 - 2 створа. При однородной толще образцы берутся через 1 - 2 метра. Консистенция и механическая прочность грунтов определяются также методами микропенетрации керна и глубиною зондирования для определения прочностных и деформативных характеристик грунтов в зоне скольжения. Образцы с нарушенной структурой и монолиты должны быть отобраны из всех слабых грунтов и приконтактных зон глинистых грунтов с водовмещающими грунтами. 5.55. По отобранным пробам грунта определяются: естественная влажность и плотность в природном залегании, пределы пластичности, величина набухания, гранулометрический и минералогический состав. Для сыпучих грунтов определяется объемный вес, гранулометрический состав, угол естественного откоса, коэффициент фильтрации. Пробы для определения естественной влажности отбираются из всех выработок через 0,5 - 1,0 метр. Для определения сопротивления сдвигу и величины сцепления отбираются монолиты. Монолиты отбираются из каждой разновидности грунтов не менее, чем по 6 штук. Кроме этого, в полевых условиях производится также определение сопротивления грунта сдвигу крыльчатками в шурфах и скважинах. 5.56. Определение сдвигающих усилий может производиться на одноплоскостных приборах при вертикальных нагрузках 0,5 Рб, 1,0 Рб и 1,5 Рб (Рб - бытовая нагрузка). Для получения правильных результатов при Рб менее 1 кг/см2 первая нагрузка берется 0,5 кг/см2. Сдвиг производится быстрый (закрытая система) и под каждой вертикальной нагрузкой осуществляется 3 раза: а) в монолите, т.е. с естественной структурой; б) после первого сдвига образец составляется и сдвиг вторично производится по уже срезанной поверхности; в) после второго сдвига третий сдвиг производится по подготовленной (т.е. срезанной вторично) поверхности, но увлажненной. Для расчета используются данные произведенного сдвига по подготовленной увлажненной поверхности. 5.57. При описании оползня надлежит руководствоваться терминологией, характеризующей отдельные элементы оползня. Вся смещенная масса пород называется телом оползня. Поверхность несмещенных пород, на которой лежит тело оползня, называется поверхностью скольжения оползня. Верхняя граница оползня называется бровкой срыва. Линию, ограничивающую оползание массы, называют границей оползня. Полосы, окаймляющие оползень справа и слева в направлении движения оползня, называются бортами оползня. Образующиеся на смещенном массиве грунта уступы, называются оползневыми ступенями. В верхней части оползня располагаются трещины разрыва. Они смещены по вертикали, часто открыты (зияющие трещины). В нижней части оползня могут иметь место трещины вспучивания. Параллельно направлению движения оползня располагаются трещины скольжения. Вал, образовавшийся в подножье оползневого склона за счет выдавливания пород при оползневых подвижках, называется валом выпирания. 5.58. В результате обследования оползневого участка составляется следующая документация: Инженерно-геологическая карта масштаба 1:2000 и крупнее, в соответствии с требованием п.п. 2.3 и 2.4. На карте показываются геолого-литологические разрезы по оползневой зоне и прилегающей территории с гидрогеологическими данными, в том числе по трассам проектируемых противооползневых сооружений. Таблицы и графики определения физико-механических свойств грунта и анализов воды. Таблица расчетных показателей по выделенным слоям (инженерно-геологическим элементам). Пояснительная записка с описанием геологического строения, геоморфологических особенностей и гидрогеологических условий оползневого склона с подробным описанием инженерно-геологических условий устройства противооползневых сооружений, расчетными характеристиками грунтов. Заключение о возможности проложения по оползневому склону автомобильной дороги и о необходимых противооползневых мероприятиях, обеспечивающих ее устойчивость. 5.59. По сравнению с данными изысканий на предыдущих стадиях, на стадии рабочей документации уточняются инженерно-геологические данные, состояния оползня и учета особенностей природной обстановки, необходимость которых диктуется совершенствованием проектных решений или сокращением стоимости противооползневых мероприятий. Инженерно-геологические обследования в местах образования осыпей 5.60. Осыпи образуются на горных склонах, сложенных обнаженными породами, при выветривании которых образуется обломочный материал, скапливающийся в нижней части склона, который характеризуется рыхлым сложением и находится в подвижном, неустойчивом состоянии. Степень подвижности и устойчивости осыпи определяется плотностью материала, слагающего осыпь, и интенсивностью поступления продуктов выветривания на поверхность осыпи, а также крутизной склонов. По П.И. Пушкину устойчивость осыпи определяется коэффициентом подвижности осыпи: |