; где:
a - угол поверхности осыпи,
j - угол естественного откоса материала, слагающего осыпь.
Чем меньше K, тем устойчивее осыпь.
По степени устойчивости осыпи разделяются на:
I тип - подвижные неустойчивые «живые» осыпи с рыхлым сложением интенсивно поступающего материала и большим уклоном поверхности. Коэффициент подвижности (K) равен единице или более единицы. Признаков затухания нет.
II тип - Слабо подвижные, малоустойчивые осыпи с рыхлым или слабо уплотненным сложением материала. Питание слабое. Коэффициент подвижности от 0,5 до 1,0.
III тип - Неподвижные, относительно устойчивые осыпи с плотным сложением материала, небольшим уклоном поверхности и наличием на ней растительности Коэффициент подвижности (K) - менее 0,5.
Поступление нового материала не наблюдается.
По преобладающему составу обломков осыпи разделяются на:
а) крупнообломочные глыбовые осыпи, состоящие в основном из массивных кристаллических пород с преобладающим размером обломков более 100 мм. Средним угол естественного откоса - 37°;
б) среднеобломочные щебеночные осыпи, состояние из обломков изверженных и прочных осадочных пород с преобладающим размером обломков 20 - 100 мм. Средний угол естественного откоса - 35°;
в) мелкообломочные щебеночные осыпи, состоящие в основном из обломков размером 20 - 2 мм (сильно выветрелые прочные породы) j, в среднем, 32°;
г) разнообломочные осыпи, состоящие из плитчатых или пластинчатых обломков с гладкой поверхностью. Средняя величина j - 30°.
5.61. При инженерно-геологическом обследовании должно быть установлено: границы распространения осыпи, ее мощность с выделением рыхлой подвижном части, формы залегания осыпи (по основанию и контакту прислонения), петрографический состав и гранулометрический состав осыпного материала, петрографический состав и состояние горных пород, слагающих район питания и переноса, стадия развития склона, питающего осыпь.
Инженерно-геологическое обследование осыпи заключается в инженерно-геологической съемке участка осыпи в масштабе 1:1000, 1:2000 с применением горно-буровых и геофизических работ.
Съемкой охватывается площадь распространения осыпи, район ее питания и переноса, прилегающая к нему водосборная площадь, а также полоса шириной по 50 метров, прилегающая к подошве осыпей.
Мощность осыпи и ее устойчивость определяются геофизическими методами разведки, которые являются основными. Горно-буровые работы имеют контрольное значение и назначаются для установления геофизических параметров и отбора проб грунта на анализ и лабораторные испытания.
При крупноблочном материале применяется микросейсморазведка, при более мелком материале, кроме того, успешно может быть применено электрозондирование.
Геофизические поперечники обычно располагаются через 50 - 100 метров в зависимости от протяжения осыпи, но не менее трех поперечников на объект. Поперечники закладываются нормально к осыпному склону.
Контрольные шурфы или скважины задаются на характерных участках осыпи на 1 - 2-х поперечниках на объект протяжением до 150 - 200 метров. При большем протяжении осыпи разведочные поперечники располагаются через 200 - 300 м. Количество выработок и точек зондирования на поперечнике не должно быть менее 3-х.
Разведку предпочтительнее производить шурфами. При обнаружении грунтовых вод в теле осыпи количество выработок увеличивается для оконтуривания водоносного горизонта.
Угол откоса осыпного склона определяется при помощи эклиметра или другого угломерного инструмента.
При определении угла естественного откоса, свойственного данному обломочному материалу, действующей осыпи необходимо заложить крутизну откоса на ближайшем, уже задерновавшемся участке осыпи, сложенным таким же обломочным материалом.
5.62. При документации выработок отмечается петрографический состав обломков, степень их выветрелости, размер и форма составляющих отдельностей (глыбы, обломки, щебень, мелочь и т.д.), определяется гранулометрический состав методом грохочения или же масштабной зарисовки 1-го кв. метра горной выработки. Дается характеристика заполнителя и степени цементации материала осыпи.
Для мелкозема, заполняющего пустоты, определяется в лаборатории естественная влажность, объемный вес, пределы пластичности.
В случаях, когда мелкозем является средой осыпи (мелкозема > 50 %), для него определяется j и С - угол внутреннего трения и сцепление по образцам с ненарушенной структурой. При наличии грунтовой воды отбирается проба для определения агрессивности к бетону.
При обследовании осыпи собираются данные об эксплуатации существующих дорог, пересекающих экологические осыпи и, в частности, об объеме убираемого материала с полотна дороги.
5.63. В результате произведенных работ составляется паспорт осыпного участка, состоящий из инженерно-геологической карты с контурами осыпи, указанием источников питания и мощности осыпного слоя, геолого-литологических резервов, данных анализов грунтов и пояснительной записки с рекомендациями по строительству дороги. На стадии рабочей документации производят контрольные замеры площади и мощности осыпи.
Инженерно-геологическое обследование мест, подверженных скальным обвалам
5.64. Инженерно-геологические работы в районах, где распространены скальные обвалы, должны быть выполнены в объеме, достаточном для обоснования оптимального проложения трассы и проектируемых защитных и укрепительных сооружений.
При изысканиях производится инженерно-геологическая съемка в масштабе 1:5000 - 1:10000, топографической основой для съемки служит план в горизонталях М 1:2000 - 1:5000. Съемкой устанавливается характер обвальных линий (скальное, земляное смещения), их сосредоточенность по участкам, направленность, а также примерный объем отдельных глыб и камней, которые должны быть убраны до начала строительных работ. Съемкой должны быть оконтурены выступы скальных пород среди делювиального покрова.
Особое внимание должно быть обращено на потенциальные условия возможного отчленения и обрушения глыб, блоков или пачек горных пород с учетом техногенных и природных процессов при строительстве дороги и ее эксплуатации.
Геологоразведочные поперечники закладываются по характерным местам через 50 - 100 метров от подошвы до бровки склона, по поперечникам производится детальное описание обнаженных горных пород с расчистками и широким применением электрозондирования и микросейсмики. В результате должна быть получена характеристика выветриваемости и трещиноватости горных пород по глубине. Геофизические точки наблюдения располагаются на поперечниках через 20 - 30 м.
В процессе работ составляются полевые геологические разрезы, которые дают возможность увязывать особенности рельефа склона с инженерно-геологическими условиями. Трещины, показанные на разрезах с учетом элементов залегания пород, дают возможность уже в поле наметить необходимые защитные и укрепительные сооружения.
По трассам намеченных сооружений производится электрозондирование с расположением точек через 25 - 30 метров и закладываются по 1 - 2 шурфа до скальных пород или до прочных устойчивых грунтов.
5.65. В результате работ представляются:
а) инженерно-геологическая карта с указанием мест расположения наиболее опасных участков с устройством противообвальных сооружений;
б) геолого-литологические разрезы;
в) пояснительная записка с характеристикой обвального участка, прогнозами направления развития обвальных явлений и рекомендации по защите дороги, с учетом нарушения устойчивости обвальных участков и изменения прочности и устойчивости скального массива после завершения взрывных работ по окончанию строительства.
Инженерно-геологические обследования в районах развития снежных обвалов (лавин)
5.66. Для оценки лавинной опасности при изысканиях дороги используют данные наблюдений снеголавинной станции, а при ее отсутствии в обследуемом районе выполнение наблюдений поручается соответствующим организациям по договору.
Собираются и изучаются материалы по климату, геологическому строению, гидрологии, геоморфологии, растительности и данные наблюдений и исследований снега снеголавинной станцией.
По аэрофотоснимкам 1:50000 или более мелкого масштаба дешифрируются и оконтуриваются места снегосборов, пути схода лавин, конуса их выноса, размещение различных типов растительности. В поле эти контуры уточняются.
5.67. Инженерно-геологическая съемка лавиноопасных мест захватывает полосу от водораздела до места схода лавин и производится в масштабе 1:25000. Как правило, при съемке используют аэрофотоснимки и данные инженерно-геологического дешифрирования.
При съемке картируются и описываются: крутизна склонов, их экспозиция, характер поверхности (гладкая, глыбовая и т.д.), наличие террас, площадок, эрозионных борозд, ледниковые цирки (кары) и денидационные воронки, характер водораздела (плоский, острые гребни), форма долин в поперечном и продольном направлениях, лавинные конусы, лавинные бугры, ямы выбивания и пр.
Описываются преобладающие формы растительности, породы, высота деревьев и кустарников, их возраст, густота, отмечается время и характер снеготаяния, поступление и стока под снегом талых и дождевых вод, родниковое заболачивание на склонах.
В результате произведенной съемки составляется детальная лавинная карта установленного образца, уточненный кадастр лавин и карта оценки лавинной опасности данной территории.
5.68. Разведочные выработки проходят при проведении инженерно-геологической съемки и для характеристики грунтов оснований противолавинных сооружений (галереи, подпорные стены). Количество выработок назначается в зависимости от длины сооружения и выдержанности геологического разреза. При однородной толще и незначительной длине сооружения выработки задаются через 50 метров. Глубина выработок при благоприятных условиях 5 - 6 метров при близком залегании от поверхности скальных пород выработки, в них углубляются на 0,5 - 1,0 метра.
5.69. При связных грунтах отбираются пробы на естественную влажность через 1,0 метра и на пластичность, удельный вес грунта (плотность), угол внутреннего трения, сцепление из каждой разновидности грунтов.
При песчаных грунтах определяется гранулометрический состав, угол естественного откоса, удельный вес в уплотненном и рыхлом состоянии.
5.70. Для оконтуривания лавиносборов и каналов стока лавин производится фототеодолитная съемка масштаба 1:100000 - 1:25000. По окончании полевых исследований составляется пояснительная записка, где рассматривается режим лавинной деятельности по принятому варианту и приводятся рекомендации по борьбе с лавинами.
5.71. Для оценки лавинной опасности и правильного назначения противолавинных мероприятий на время выполнения изысканий привлекаются специалисты лавинных станций. На стадии рабочей документации уточняют полученные при изысканиях для проекта сведения.
Инженерно-геологическое обследование участков селевых выносов
5.72. К признакам селеносности относятся:
1. Наличие скоплений каменного и щебеночного материала на склонах и в руслах водотоков.
2. Малая связность почв, слагающих склоны, способствующая процессам эрозии.
3. Следы предыдущих селевых паводков, конусы выносов, повреждения имеющихся в данном месте сооружений.
5.73. Инженерно-геологические изыскания в селеопасных районах проводятся с целью:
а) определение степени селеопасности для проектируемой дороги;
б) определение путей движения, времени появления, объемов, динамики и структуры селевых потоков возможных в районе трассы;
в) выявление наиболее благоприятных мест пересечения селеопасных участков;
г) составление рекомендаций по проектированию защитных противооползневых мероприятий.
Инженерно-геологические изыскания в селеопасных районах следует проводить совместно с гидрометеорологическими и инженерно-геодезическими изысканиями.
5.74. По условиям возникновения селевые потоки делятся на:
I. Региональные
а) ливневые,
б) ледниковые (образующиеся при быстром таянии ледников)
II. Локальные
а) водосливные, образующиеся в результате прорыва озер и искусственных водохранилищ.
По объему выносимого материала селевые потоки делятся на:
а) большие (с объемом выносимого твердого материала более 1-го млн. м3);
б) средние (с объемом выносимого твердого материала, измеряемого тысячами м3);
в) малые (с объемом выносимого материала, измеряемого сотнями кубометров).
По характеру движения селевые потоки делятся на связные или структурные и несвязные или турбулентные. Связные (структурные) сели содержат ориентировочно твердого стека от 20 до 50 % от объема всего потока, текучие - менее 20 %, связные потоки представляют собой густую, вязкую массу.
5.75. Для решения поставленных задач необходимо установить очаги зарождения селей, закономерности накопления в них обломочного материала и его транспортировки к руслам водотоков; роль в формировании селей геологического строения, геоморфологических особенностей и гидрогеологических условий бассейна; влияние на их формирование физико-геологических процессов; роль почвенно-растительного покрова в защите склонов от денудации и в регулировании поверхностного стока; наиболее вероятные типы селевых потоков по составу, характеру движения и причине зарождения, пути их движения; наличие противоселевых сооружений, их состояние и эффективность работы; в очагах зарождения селей - состав, структурно-текстурные особенности и водно-физические и физико-механические свойства коренных пород и рыхлых накоплений, объемы рыхлого материала, которые могут быть вовлечены в селевой поток.
Особое внимание при инженерно-геологическом обследовании должно быть обращено на состав и свойства горных пород, вовлекаемых в поток. Несвязные текучие потоки представляют собой слив воды и камня с незначительным количеством мелкозема. Проявляются они в районах, где селесборные бассейны сложены слаборазмываемыми горными породами.
5.76. Изучению при инженерно-геологическом обследовании подлежат: а) селесборный бассейн, б) транзитная зона, в) конус выноса.
При изысканиях для предпроектной документации оценку селевой опасности территории следует устанавливать на основе изучения косвенных признаков селевой опасности, анализа топографических и инженерно-геологических карт, материалов аэрофото и космической съемки, а также на основе обязательного выполнения маршрутных наблюдений, в процессе которых проводят полевое дешифрирование аэрофотоснимков, опрос местных жителей для выяснения особенностей прохождения селей и времени их возникновения.
При изысканиях для проекта, для обследования селеносного бассейна разрешается ограничиться дешифрированием аэрофотоснимков и аэровизуальными наблюдениями, а при отсутствии аэрофотоматериалов производят инженерно-геологическую съемку. Масштаб и размеры съемки обосновывают в программе работ. При всех случаях он не может быть мельче 1:50000.
5.77. При обследовании селеносных бассейнов определяется тип почв, гранулометрический состав, границы участков рыхлых, малосвязных грунтов, участок накопления каменного, щебеночного и другого материала, способных к перемещению, устанавливается также характер растительности.
Для разработки противоселевых мероприятий обследует транзитный канал стока и конус выноса вверх по склону от места пересечения его трассой. Производят инженерно-геологическую съемку в масштабе 1:10000.
На путях движения селевых потоков при проведении съемки определяются продольные и поперечные профили постоянных и временных водотоков. Определяются объемы рыхлого материала, которые могут быть вовлечены в селевой поток, выявляются места возможных заторов и участки временного затухания селевых потоков, намечаются места размещения противоселевых сооружений.
5.78. При изучении очагов зарождения селей и путей их движения используются главным образом шурфы и расчистки, располагаемые в пределах очага - равномерно по его площади, а по пути движения селей - на продольном профиле.
На участках возможного строительства противоселевых сооружений выработки закладываются по поперечникам.
Исследование оснований селеспусков осуществляют разведочными выработками глубиной от 6 до 15 м и в зависимости от прочности пород, располагаемыми по оси проектируемого сооружения на расстоянии 25 - 50 м одна от другой (но не менее трех выработок на сооружение) так, чтобы были охарактеризованы все геоморфологические элементы участка, в пределах которого проектируется сооружение.
5.79. При обследовании конуса выноса устанавливаются границы распространения, выпуклое или вогнутое очертание, мощность и состав материала. По линии совпадающей с направлением селевого потока закладывают точки геофизических наблюдений, шурфы и скважины. Из шурфов отбираются образцы для определения гранулометрического состава и пластичности мелкозема.
5.80. Инженерно-геологические данные для проектирования земляного полотна и сооружений устанавливаются для каждой селеопасной долины в отдельности, так как условия возникновения каждого селевого потока имеют свои индивидуальные особенности.
Для выбора наиболее безопасного пересечения селеносной долины используются показания старожилов об условиях возникновения селевого потока, величине, частоте проявления структуры потока, площади распространения двигающихся масс, характере и интенсивности движения на отдельных участках долины, даты прохождения селевых потоков и паводков.
Наиболее рациональным решением является прокладка трассы через низовой участок транзитной зоны (до развертывания склонов оврага и резкого уположения профиля дна русла) в узком месте лога ущелья, позволяющим по возможности пересечь его одним мостовым пролетом. Такое пересечение имеет ряд преимуществ - трасса соприкасается с селевым потоком на наименьшем участке, земляное полотно не может быть разрушено за счет переформирования русла, поскольку оно здесь жестко фиксировано, исключается опасность завала полотна наносами.
5.81. Пересечение трассой селевого участка в зоне конуса выноса обычно приводит к наихудшим эксплуатационным условиям работы земляного полотна и искусственных сооружений при прохождении селевого потока, вследствие обычной неопределенности в распределении расчетного расхода между намечаемыми мостовыми отверстиями. Пересечение в зоне конуса выноса вызывает частые разрушения и повреждения полотна и мостовых опор, засорами - отверстия, завалы полотна и подмостового русла и т.д.
В тех случаях, когда пересечение в транзитной зоне невозможно, наиболее целесообразным является проложение трассы на участке за нижней границей конуса выноса. Если же конус выноса заминает всю ширину долины, то лучше осуществить его пересечение не в вершине, а в низовой его зоне. В этом случае несколько увеличивается ширина участка, подверженная действию селевого потока, но зато значительно уменьшается его разрушительное действие из-за уменьшения скорости потока, его распластывания или потери способностей к дальнейшему продвижению на малых уклонах.
Пересечение в вершине конуса выноса у подножья склонов оврага может иметь место: для относительно слабоселеносных бассейнов при возможности пропуска селевых потоков или под полотном (селеспуском), однопролетным мостом с обеспечением устойчивости его опор или лотком с перебросом селевой массы через дорогу.
5.82. При изысканиях для проекта должны выполняться, как правило, стационарные наблюдения. Для районов, где ранее производились исследования селей, допускается на средних селях ограничиться наблюдением в течение одного года. При их отсутствии продолжительность стационарных наблюдений должна быть не менее трех лет.
5.83. В результате инженерно-геологических исследований селевого участка представляются:
1. Инженерно-геологическая карта конуса выноса с заходом в селевую долину на 200 - 300 метров, а также поперечные геолого-литологические разрезы.
2. Карта селевого бассейна с нанесением растительного покрова, устойчивых и неустойчивых пород.
3. Детальная схема возможного движения селя с указанием на ней максимальных параметров селевого потока - скорости, глубины, ширины и расхода, зон селевого затопления и влияния селевого потока на устойчивость склонов, контуров проектируемых сооружений.
4. Пояснительная записка с характеристикой селеносной долины и конуса выноса с рекомендациями по проложению трассы и устройству регуляционных сооружений.
5.84. На стадии рабочей документации уточняют и дополняют сведения, полученные ранее, с целью совершенствования намеченных противоселевых мероприятий.
Инженерно-геологические исследования в карстовых районах
5.85. При обследовании закарстованного участка необходимо установить геологические, гидрологические и геоморфологические условия проявления и развития карста, распространение, характер и интенсивность проявления, историю и закономерность его развития. Отмечается количество, расположение, характер и размеры карстовых пустот, направление тектонических трещин. Дается оценка развития карста под влиянием природных и техногенных факторов в период строительства и эксплуатации объектов.
5.86. Состав инженерно-геологических работ на предпроектной стадии входят маршрутные наблюдения с карстологическим обследованием местности, заложением отдельных выработок и геофизическими исследованиями с широким использованием аэрофотоматериалов, на ширину до 1 км. Устанавливается наличие провалов, оседаний, воронок и других проявлений карста на земной поверхности, гидрогеологические условия развития карста, границы участков различной степени закарстованности.
Дается предварительная оценка карста и его опасности для строительства дороги.
5.87. При изысканиях для проекта выполняется инженерно-геологическая съемка с использованием геофизических методов, сопровождаемых параметрическим и контрольным бурением скважин в количестве до 20 % от числа геофизических точек. Выработки должны пройти всю закарстованную зону, но, как правило, не должны быть глубже 50 метров. Бурение должно производиться по наиболее безопасному варианту пересечения карста.
Съемкой должна быть охвачена полоса вдоль трассы с видимыми признаками развития карста на ширину до 1 км. Очень желательно использовать материалы аэрофотосъемки и инженерно-геологического дешифрирования. Масштаб съемки зависит от величины участка, но не должен быть менее 1:10000.
При долинном ходе снимается весь склон долины, по которому укладывается трасса, включая притрассовую часть в сторону водораздела, надпойменную террасу и полосу, прилегающую к подошве склона.
При производстве инженерно-геологической съемки должны быть изучены:
а) состав и условия залегания карстующих пород, глубина залегания и характер кровли, мощность зоны, охваченной процессами карстообразования, характер трещиноватости пород (направление и размеры трещин, открытые или закрытые трещины и т.д.), наличие сильно трещиноватых зон, связанных с тектоническими разрушениями горных пород. Выделяются участки с устойчивыми породами и карстовым процессом;
б) состав покрывающих пород, установление площади с различной степенью водопроницаемости, исходя из литологического состава покрывающих пород, их мощности и характера растительного покрова;
в) рельеф местности с детальным описанием форм карстового ландшафта, зарисовкой в полевом журнале и картированием характерных карстовых форм. Картируются: воронки, колодцы, слепые лога, провалы, расщелины, пещеры и пр., описывается форма воронок - конусовидная, чашеобразная, блюдцеобразная, возраст воронок - свежие, недавние, древние.
При изучении подземных вод должны быть выяснены источники питания, формирования и залегания, взаимосвязь отдельных горизонтов. Изучается их режим и химический состав, места выхода на поверхность, явления ухода под землю поверхностных водотоков.
5.88. При изучении закарстованных участков широко применяются геофизические методы исследования, которые являются основным видом исследования закарстованности территории.
При помощи геофизических методов могут быть выявлены глубина залегания и мощность карстующейся толщи, глубины залегания грунтовых вод, преобладающее направление трещин и изменение трещиноватости на различных глубинах, направления и скорости движения подземных вод, крупные карстовые полости. Может быть также уточнен литологический разрез и дана оценка минерализации воды.
Из геофизических методов преимущественно применяются методы электроразведки и сейсморазведки.
5.89. Горнопроходческие и буровые работы выполняются в том объеме, который необходим для установления геофизических параметров горных пород, слагающих закарстованные участки, а также для контроля выявленных геофизических аномалий, которые могут быть связаны с карстовыми пустотами. Выполнять горнопроходческие и буровые работы ввиду их трудоемкости следует только по выбранному на основании предварительной обработки наиболее благоприятному и рекомендуемому варианту.
Количество, размещение и глубину скважин, способы и объемы геофизических работ, расположение и густоту точек наблюдения определяют в каждом отдельном случае, исходя из конкретной геологической обстановки и указывают в программе работ. Отдельные скважины должны, как правило, проходить всю зону активного развития карста и заглубиться не менее 5 метров в подстилающие незатребованные породы.
Конструкция, технология бурения и документация скважин должны обеспечивать получение полной характеристики геологического строения и гидрогеологических условий, состояния и свойств горных пород, их трещиноватости и закарстованности. Безкерновое бурение не допускается.
5.90. Лабораторные исследования должны включать определение состава, состояния и физико-механических свойств как растворимых, так и нерастворимых пород, входящих в состав карстующейся толщи и покрывающих их отложений, в том числе изучение заполнителя карстовых полостей и трещин.
Устанавливается химический состав подземных и поверхностных вод и определяется их агрессивность к карстующимся породам.
При изысканиях определяют тип карста: карбонатный (известняк, доломит, мел), сульфатный (гипс, ангидрит) и соляной (каменная соль).
5.91. В результате обследований представляются:
1. Инженерно-геологическая карта с выделением опасных мест в отношении карстовых провалов.
2. Карта поверхности карстующихся пород.
3. Карта гидроизогипс.
4. Продольный и поперечный геолого-литологические разрезы.
5. Описание опыта строительства и эксплуатации зданий и сооружений и применения противокарстовых мероприятий.
6. Пояснительная записка с оценкой инженерно-геологических условий по проработанным вариантам трассы и изменений природных условий при строительстве и эксплуатации проектируемых объектов.
5.92. При изысканиях для рабочей документации уточняют степень и характер закарстованности, проверяется необходимость в выполнении мероприятий, предусмотренных проектом.
Инженерно-геологические изыскания в районах распространения лессов и лессовидных просадочных грунтов
5.93. К просадочным грунтам относятся глинистые грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса, при замачивании водой дают дополнительную осадку (просадку). К таким грунтам относятся лессы и лессовидные грунты.
5.94. Лессовым грунтом согласно ГОСТ 25100-82 является пылевато-глинистый однородный, преимущественно макропористый грунт, содержащий по гранулометрическому составу более 50 % пылеватых частиц, легко и среднерастворимые соли и карбонаты кальция; в маловлажном состоянии способен держать вертикальный откос; при замачивании маловлажный лессовый грунт дает просадку, легко размокает и размывается, а при полном водонасыщении может переходить с плывунное состояние. х)
х) Более подробная классификация для автодорожного строительства лессовых грунтов приведена в РСН-89, Баку, 1989 г.
Лессы имеют палевый, желтый или желтовато-серый цвет, однородный состав, низкую влажность. Характерной для них является столбчатая или призматическая структура.
Грунты, которые частично утратили эти признаки или приобрели их в той или иной мере, называются лессовидными грунтами. Они обычно не способны долго удерживать отвесные откосы и без приложения нагрузки при замачивании непросадочны. Лессовидные грунты отличаются большим разнообразием по прочности, степени уплотнения, гранулометрическому составу (пылеватые супеси, суглинки). Окраска их от палевых до коричневато-бурых; они могут обладать теми или иными особенностями лессов, но не совокупностью признаков, характерных для лессов.
5.95. К числу признаков вероятности дополнительных осадок при увлажнении относятся:
а) наличие просадочных форм рельефа - как естественных, так и искусственно вызванных, а также наличие просадочных деформаций зданий и сооружений;
б) мощность сухой дренированной толщи грунтов - более 5-ти метров;
в) малая естественная плотность грунта (удельный вес 1,5 г/см2);
г) пористость более 40 %;
д) малая влажность (менее 18 - 20 %) и непластичное состояние грунта.
5.96. При производстве изысканий в районах распространения просадочных грунтов, указанных на схематической карте СНиП 2.01.01-82 (строительная климатология и геофизика), а также при наличии внешних признаков просадочности, грунты должны быть проверены на просадочность.
5.97. Грунтовые условия территорий, пересекаемых трассой автодороги, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса разделяются на два типа:
I тип - грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, просадка грунтов от собственного веса практически отсутствует или не превышает 5 см;
II тип - грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна просадка их от собственного веса, размер ее превышает 5 см.
Методы оценки просадочных грунтов разделяются на косвенные и прямые. Косвенные методы дают ориентировочные указания на возможность просадочности грунтов и основаны на учете вышеуказанных признаков (п. 5.95). Прямые методы оценки просадочности дают возможность получать количественную характеристику величины ожидаемой просадочной деформации. Основаны эти методы на лабораторных исследованиях.
5.98. Основными характеристиками просадочности грунтов являются относительная просадочность esl, начальное просадочное давление psl и начальная просадочная влажность wsl.
а) Относительная просадочность esl представляет отношение изменения толщины слоя грунта при его замачивании под заданным давлением к его первоначальной толщине в природном залегании и равняется
 где:
h - высота образца природной или заданной влажности, обжатого без возможности бокового расширения давления pi, равным давлению от собственного веса вышележащего грунта или суммарному давлению от нагрузки сооружения и собственного веса грунта;
h¢ - высота того же образца грунта после пропуска через него воды при сохранении давления pi;
h0 - высота того же образца грунта природной или заданной влажности, обжатого давлением, равным природному, без возможности бокового расширения. Относительная просадочность грунтов определяется при испытании образцов в компрессионных приборах в соответствии с ГОСТ 2316-78 и «Руководством по лабораторным определениям деформационных и прочностных характеристик просадочных грунтов» (М., Истройиздат, 1976 г.);
б) Начальное просадочное давление psl представляет собой минимальное давление от сооружения или собственного веса грунта, при котором начинает проявляться при полном водонасыщении просадка грунта. По своей сущности это давление нарушает природную структурную прочность грунта в водо-насыщенном состоянии, в результате чего фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки, сопровождающуюся перестройкой структуры грунта и интенсивным уплотнением. Начальное просадочное давление psl в лабораторных условиях определяется при испытании образцов грунтов в компрессионных приборах и уточняется в полевых условиях испытанием штампами. Определение pst в лабораторных условиях выполняется в соответствии о ГОСТ 23161-78 и «Руководством по лабораторному определению деформационных и прочностных характеристик просадочных грунтов» (М., Стройиздат, 1975 г.), а в полевых условиях в соответствии с ГОСТ 20276-85 и «Рекомендациями по испытанию просадочных грунтов статическими нагрузками» (М., Стройиздат, 1974);
в) начальная просадочная влажность wsl - это влажность, при которой просадочные лессовые грунты, находящиеся в напряженном состоянии от внешней нагрузки сооружений или собственного веса грунта, начинают проявлять просадочные свойства, начальная просадочная влажность определяется в лабораторных и полевых условиях по методике, приведенной в книге Крутова В.И. «Основания и фундаменты на просадочных грунтах» («Будивельник», 1982 г.).
5.99. При изысканиях для предпроектной документации в районах распространения просадочных грунтов должны быть установлены: распространение и приуроченность просадочных грунтов к определенным геоморфологическим элементам или формам рельефа; мощность просадочной толщи; результаты исследований просадочных свойств грунтов и опытного замачивания; просадочные свойства грунтов; тип грунтовых условий по просадочности; наличие орошения и замачивания, источника замачивания; характер деформации существующих сооружений.
Эти задачи решаются инженерно-геологической съемкой масштаба 1:2000 - 1:5000 на полосе возможного варьирования трассы.
Просадочные свойства грунтов следует устанавливать на основе лабораторных исследований. На каждом геоморфологическом элементе следует проходить шурфы (дудки) и отбирать не менее трех монолитов из каждого литологического слоя для определения просадочных свойств грунтов.
5.100. При изысканиях для проекта производится инженерно-геологическая съемка в масштабе 1:1000 - 1:5000 по трассе выбранного варианта, на полосе шириной 400 м (по 200 м в ту и другую сторону от трассы). При съемке необходимо установить:
- характер микрорельефа - развитие просадочных процессов и явлений (размер и формы воронок, просадочных блюдец, слепых ложбин, трещин, псевдокарста и др.);
- мощность лессовых отложений и их изменения по площади.
При изучении обнажений лессовых грунтов отмечается высота и крутизна откоса, степень его устойчивости в зависимости от экспозиции, температуры, поверхностных вод, подмыва и др. В толще лессовой породы отмечается окраска, влажность, структура, текстура, толщина отдельных слоев, наличие прослоев и различных включений, описываются ходы червей, корнеходы, кротовины, трещины, пустоты.
При наличии у подошвы обнажения водоема определяется высота капиллярного поднятия. Для выяснения влияния поверхностных и грунтовых вод на наблюдаемые явления суффозии и просадки обследуются естественные и искусственные водоемы и водотоки, а также места, где задерживаются поверхностные воды. Обследуется берега рек, балок, оврагов.
5.101. В задачу инженерно-геологических обследований лессовидных грунтов входит в дополнение к общим исследованиям:
а) определение условий увлажнения грунта и прогнозирование этих условий;
б) изучение возможности возникновения просадочных явлений под влиянием естественного и искусственного замачивания, количественная оценка просадочности лессовых грунтов при состояниях, соответствующих давлению от проектируемых сооружений и замачиваемых толщ;
в) выявление участков возможного развития процессов размыва, суффозии и глинистого карста. Оценка влияния этих процессов на устойчивость земляного полотна и других сооружений;
г) установление наличия орошения, его давности и интенсивности;
д) установление крутизны откосов выемок, неразмывающих уклонов водоотводных сооружений и высоты капиллярного поднятия;
е) обследование откосов выемок и насыпей существующих дорог.
Определение уклонов и обмер водоотводов и растущих оврагов позволяют установить размывающие скорости для различных типов лессовых грунтов и определить для них допустимые уклоны.
5.102. Объекты, на которых производятся разведочные работы, разделяются на два типа:
а) к I-му типу относятся неподтопляемые насыпи, неглубокие выемки (до 6 метров), искусственные сооружения на постоянных и временных водотоках, суммарная просадка оснований которых при увлажнении не превысит 5 см.
Под эти сооружения, а также и тех случаях, когда уровень грунтовых вод находится на отметке менее 5 м от проектной отметки низа сооружения, разведочные работы выполняются как для обычных условий.
б) ко II-му типу относятся выемки >6 м, подтопляемые насыпи, мосты на вновь сооружаемых каналах, а также сооружения, осадка оснований которых при увлажнении может превысить 5 см.
Для этих сооружений необходимо специальное изучение толщины лессовых грунтов, для чего в дополнение к скважинам необходимо проходить шурфы и дудки.
5.103. В результате разведочных работ должны быть установлены: изменение влажности и пластичность грунтов по глубине; характеристики состава и свойств грунтов и количественная оценка их просадочности; фильтрационные свойства просадочных грунтов; тип грунтовых условий по просадочности; нормативные значения характеристик просадочности, прочностных и деформационных свойств просадочных грунтов, природной влажности и в водонасыщенном состоянии выделенных инженерно-геологических элементов; глубину залегания подстилающих непросадочных грунтов.
5.104. Глубина выработок должна определяться необходимостью проходки всей просадочной толщи лессовых грунтов. При высоком уровне грунтовых вод выработки углубляются в водоносную толщу лессовых грунтов на 1,0 м или на всю мощность активной зоны оснований фундаментов, если эта зона не охватывает водоносный горизонт.
Для лессовидных грунтов непросадочных и незначительно просадочных при дополнительных нагрузках (Ssl - 5 - 7 м) глубина выработок применяется такая же, как и для обычных глинистых грунтов.
Для проектирования глубоких выемок необходимо изучить особенности строения лессовых грунтов, цвет, структуру, характер сложения, установить наличие вертикально ориентированной текстуры, различных прослоев и горизонтов погребенных почв, которые могут явиться потенциальными поверхностями скольжения, наличие включений (конкреций, галек и т.д.) скоплений гипса, вскипание от 10 % раств. HCl. Поэтому на каждом участке, где проектируется выемка, следует задать 1 - 2 шурфа или дудки. Остальное обследование может производиться скважинами.
При однородной толще лессовых грунтов и отсутствии грунтовых вод для обследования выемок через 50 - 100 м закладываются поперечники из трех выработок. Выработки на поперечниках закладываются в пределах проектируемой выемки. Глубина выработки должна быть на 2 м ниже проектной отметки от дна выемки с учетом толщины дорожной одежды (0,5 - 1,0 м).
Выработки, закладываемые в точках, где проектная глубина выемки достигает максимума, и в местах, где можно ожидать неглубокое залегание грунтовых вод, проходятся на 3 - 5 метров ниже проектной отметки дна выемки. Это делается для того, чтобы пройти возможную зону капиллярного поднятия воды в лессовой породе (1 - 4 м) и зону вероятного колебания грунтовых вод в годовом цикле (1 - 2 м). Скважины используются для изучения состава, плотности, влажности и пластичности грунтов.
5.105. Обследование участков, подтопляемых насыпей производится поперечниками из 3-х скважин, закладываемых на оси трассы и в 15 - 20 м в сторону от нее. Скважина проходится до уровня грунтовых вод или до подошвы лессовых грунтов.
При длине участка до 150 м закладывается один поперечник и по одной скважине у концов участка. При большем протяжении участка поперечники закладываются через 50 - 100 метров. Для изучения толщи лессовых пород на каждом участке взамен скважин проходится 1 - 2 шурфа или дудки до уровня грунтовых вод.
В результате должно быть выполнено расчленение разреза на горизонты и слои одинакового литологического состава, цвета, плотности, влажности и т.д. При документации шурфов стенки их должны быть зарисованы (показывается литологический состав, условия залегания слоев, мощность, ископаемые почвы, следы корнеходных явлений, включения и т.п.).
5.106. Лессовые грунты характеризуются слабой водоотдачей, а потому часто бывает трудно установить в них уровень грунтовых вод, при быстрой проходке можно занизить уровень воды или даже пропустить водоносный горизонт.
При замере уровня грунтовых вод в выработках, вскрывших водоносные лессовые грунты, следует иметь в виду, что установление уровня происходит обычно за 1 - 1,5 суток и более. Контролем могут служить данные о естественной влажности грунтов. Отмечается, что водоносные лессовые грунты имеют влажность более 25 %. Рекомендуется наблюдать за окраской и состоянием образцов грунта, извлекаемых из выработок. Если извлеченный образец за несколько минут пребывания на воздухе в тени «потеет», т.е. покрывается капельками воды, проходку скважины нужно приостановить максимум на 8 часов для установления уровня грунтовых вод. Для быстрого и точного определения содержания влаги (в том числе и определения уровня водоносного горизонта) в настоящее время начинают использовать нейтронные влагомеры.
5.107. Лабораторные исследования физико-механических свойств просадочных грунтов следует проводить для определения:
- относительной просадочности при давлении от собственного веса грунта и суммарного давления от собственного веса и внешней нагрузки; начального просадочного давления; начальной просадочной влажности, модуля деформации при естественной влажности и в водонасыщенном состоянии; степени изменчивости просадочных свойств грунтов в плане и по глубине; удельного сцепления и угла внутреннего трения при естественной влажности и водонасыщенном состоянии; водорастворимых солей; физических свойств грунтов.
5.108. Из осевых скважин с каждого метра проходки, а при изменениях цвета, состава и консистенции породы чаще отбираются пробы пород для определения влажности и объемного веса. Взвешивание проб осуществляется немедленно.
Монолит для определения пористости и просадочности отбирается из каждого горизонта, но не реже, чем через 1 - 2 метра, в зависимости от мощности горизонта. В дополнение к обычным лабораторным испытаниям для лессовых пород определяют относительную просадочность при заданном давлении, содержание газовой фазы, объем макропор, микро агрегатный состав и валовое содержание углекислоты. Для каждого генетического типа лессовых грунтов должен быть произведен полный комплекс испытаний, включающий и эти определения.
Для I-го типа сооружений производится определение влажности, пластичности, естественной плотности и гранулометрического состава, а при использовании грунта для отсыпки насыпей еще и стандартного уплотнения.
Для II-го типа сооружений производится полный комплекс испытаний. Отбор монолитов для определения относительной просадочности производится из стенки шурфов или дудок через 1 - 2 метра. По всей мощности просадочной толщи или до уровня грунтовых вод.
В шурфах монолиты вырезаются в виде куба или параллелепипеда с ребрами 15 - 20 см, либо отбираются специальными гильзами. Из скважин монолиты можно отбирать обуривающим грунтоносом. Общее количество монолитов из каждой разновидности грунта должно быть не менее шести.
5.109. Для суждения о стратиграфии лессовых грунтов и особенностей их строения следует использовать естественные обнажения и шурфы или дудки.
Дудки диаметром до 0,8 м могут проходиться вращательным или ударным способом стенками ЗИВ-150, или УГБ-50М, УГБ-1-ВС при наличии соответствующих приспособлений.
При описании лессовых грунтов в обнажениях отмечается форма и приблизительный диаметр макропор. На различных глубинах и в различных стратиграфических горизонтах должно быть подсчитано количество макропор на 1 кв. см. Подсчет их производится посредством транспаранта - куска картона или фанеры с несколькими вырезанными квадратными окошечками площадью 1 см2 каждое. При подсчете транспарант накладывают на зачищенный горизонтальный срез грунта или его ориентированного образца. Подсчет макропор на 1 см2 ведут по нескольким окошечкам (3 - 5), а затем берут среднее число макропор. Подсчет макропор позволяет расчленить внешне однородные толщи и пласты лессовых пород на слои и горизонты различного строения.
5.110. Геофизические методы в районах распространения лессовых грунтов применяются для определения мощности толщ, уровня залегания грунтовых вод, влажности и плотности. Для этих целей используется электроразведка и сейсморазведка. Кроме этого, с помощью геофизических методов могут быть обнаружены скрытые и погребенные суффозионные провалы.
5.111. В результате произведенных работ должна составляться инженерно-геологическая карта притрассовой полосы с выделением в ней участков с различной степенью просадочности. Кроме того, на карту наносят участки местного увлажнения, места развития просадок, размыва, суффозии, глинистого карста, связанные с этими явлениями формы рельефа, водоемы, водотоки и источники. На отдельные объекты, глубокие выемки, подтопляемые объекты составляют паспорта, куда включаются инженерно-геологическая карта участка, геолого-литологические разрезы, данные анализов и испытания грунтов, пояснительная записка с характеристикой просадочности и ожидаемых величин просадок для каждого слоя, данные наблюдений над состоянием существующих сооружений.
5.112. На стадии рабочей документации уточняют полученные ранее данные по просадочности грунтов. Выполняют опытные работы по испытанию грунтов штампом при замачивании в соответствии с ГОСТ 20270-85. Уточняют рекомендации по выбору противопросадочных мероприятий.
Инженерно-геологические работы в местах развития оврагов
5.113. Инженерно-геологические обследования оврагов, пересекаемых трассой, или близко (ближе 100 м) к ней расположенных, заключается в инженерно-геологической съемке прилегающего к дороге участка в границах возможного влияния оврага на устойчивость земляного полотна проектируемой дороги, выполнении лабораторных анализов и испытаний грунтов и последующей камеральной обработки материалов.
При производстве обследования устанавливается интенсивность роста оврага. Для этого опрашивают старожилов и сравнивают конфигурацию оврага на старых планах с данными, полученными при новой съемке.
Основой для инженерно-геологической съемки должен служить план места пересечения оврага возможно более крупного масштаба - 1:1000, 1:2000, на плане отмечаются участки разрушения бортов оврага, места выходов грунтовых вод, оползневые явления и т.д.
5.114. Шурфование и бурение производится в объеме, достаточном для составления геологических разрезов по оси трассы дороги и поперечникам.
При простом геологическом строении ограничиваются одной-двумя скважинами на дне и расчистками склонов оврага. При сложном - закладывается несколько поперечников (2 - 4) из трех - пяти выработок.
Скважины углубляются ниже дна оврага на 5 - 6 метров. Из пройденных выработок отбираются образцы грунтов для лабораторных определений пластичности, естественной влажности, плотности и содержания солей, агрессивности воды по отношению к бетону, угла внутреннего трения и сцепления.
Инженерно-геологическое обследование, необходимое для проектирования укреплений на оврагах, производится в той части оврага, которая может повлиять на устойчивость дороги.
Должны быть изучены местные древесные и кустарниковые породы, которые могли бы быть использованы при посадке для укрепления.
5.115. В результате обработки материалов инженерно-геологических обследований представляются:
1. Инженерно-геологическая карта масштаба 1:1000, 1:2000 с показанием участков активного роста оврага, закрепившихся участков, мест выхода грунтовых вод, мест глубокого размыва дна, оползней склонов, а также всех выработок, пройденных при обследовании оврага.
2. Геолого-литологические разрезы.
3. Пояснительная записка с данными лабораторных испытаний грунтов, характеристикой инженерно-геологических условий места пересечения и рекомендуемыми мероприятиями по обеспечению устойчивости склонов (бортов) оврага и его закреплению.
Инженерно-геологические исследования в местах распространения засоленных грунтов
5.116. Засоленными называются грунты, содержащие в пределах верхней метровой толщи в среднее более 0,3 % легкорастворимых солей (NaCl, CaCl2, MgCl2, Na2SO4, MgSO4, Na2CO3, NaHCO3). В засоленных грунтах могут встречаться труднорастворимый сернокислый кальций или гипс CaSO4 и нерастворимый практически углекислый кальций CaCO3.
Заселенные грунты обычно приурочены к понижениям в рельефе и выявляются по налету солей, наличию белого слоя на поверхности грунта или по темному цвету этой поверхности при увлажнении.
Основными типами засоленных грунтов являются солончаки, солонцы и такыры.
Солончаками называются грунты, содержание более 1 % легкорастворимых солей по всему вертикальному профилю до глубины 1 - 2 м и более. Они образуются в условиях засушливого климата, при высоком залегании грунтовых вод или в замкнутых бессточных положениях в котловинах степей и пустынь при испарении периодически скапливающихся в них поверхностных вод. В засушливые периоды на поверхности солончаков образуются выцветы солей и солевые корки. При сульфатном засолении на поверхности солончака образуется малосвязный пухлый слой («пухляк»).
Различает солончаки корковые, пухлые, мокрые, черные и луговые. На луговых солончаках, содержащих малое количество солей, может развиваться луговая растительность.
Солонцы характеризуются наличием рыхлого верхнего слоя (15 - 25 см), не содержащего водно-растворимых солей совсем, или содержащего их в небольшом количестве.
Средний горизонт мощностью 20 - 30 см - очень плотный, столбчатый или призматической структуры, с малым содержанием легкорастворимых солей.
На глубине 40 - 60 см залегает горизонт, содержащий большое количество водорастворимых солей, а также скопления карбонатов кальция и гипса.
Такыры представляют собой глинистые образования, лишенные растительности, с гладкой поверхностью, разделенной трещинами на паркетообразные отдельности. Такыры обычно содержат в сравнительно небольшом количестве легкорастворимые соли по всему вертикальному профилю.
5.117. Засоленные грунты при увлажнении снижают свою прочность, поэтому возможность использования их в качестве основания земляного полотна и возведения насыпей устанавливается в зависимости от степени и качественного характера засоления. Степень засоления грунтов характеризуется средним суммарным содержанием легкорастворимых солей в слое грунта, подлежащего перемещению в насыпь, выраженному в процентах от веса сухого грунта.
5.118. Качественный характер, степень и вид засоления грунтов определяются по результатам химического анализа водных вытяжек из средних проб, которые должны характеризовать тот слой грунта, который используется при устройстве данного дорожного сооружения или в качестве грунта для земляного полотна. Солонцовые, солонцеватые или тыкырные грунты, а также грунты, содержащие более 0,25 % Na2SO4 + MgSO4 или более 0,05 % NaHCl2 + Na2CO3 при среднем суммарном содержании солей менее 0,3 %, относятся к слабозасоленным грунтам.
Классификация грунтов по видам и степени их засоления представлена в табл. 6.
Таблица 6
Наименование грунтов по степени засоления
|
Суммарное содержание легкорастворимых солей в % от массы сухого грунта
|
Хлоридное и сульфатно-хлоридное засоление
|
Сульфатное, хлоридно-сульфатное и содовое засоление
|
Слабозасоленные
|
0,5 - 2,0
0,8 - 1
|
0,5 - 1,0
0,3 - 0,5
|
Среднезасоленные
|
2,0 - 5,0
1 - 5
|
1,0 - 3,0
0,5 - 2
|
Сильнозасоленные
|
5,0 - 10,0
5 - 8
|
3 - 8
2 - 5
|
Избыточно-засоленные
|
свыше 8
свыше 10
|
Свыше 8
свыше 5
|
Примечание. Над чертой даны значения для V дорожно-климатической зоны; под чертой - для остальных зон.
5.119. Инженерно-геологические исследования имеют целью изучить грунты как материалы для возведения земляного полотна и как основание земляного полотна, а также собрать данные для разработки мероприятий, обеспечивающих устойчивость земляного полотна проектируемой дороги.
При проведении изысканий в районах распространения засоленных грунтов должны быть установлены критические (максимальные) значения их естественной влажности и степени засоления.
Уровень грунтовых вод и влажность грунтов должны быть определены в период наибольшего увлажнения, наблюдаемого в данной местности, а степень и качественный характер засоления в период наибольшего соленакопления в верхних горизонтах.
Наибольшее увлажнение наблюдается обычно весной, а максимальное содержание солей - осенью. Поэтому если основные изыскания не охватывают этот период нужно производить дополнительные обследования. При выполнении инженерно-геологической съемки притрассовой полосы (см. п. 4.12) картируются места стока атмосферных вод, водораздельные гребни, участки с длительным застоем воды в холодные периоды года, замкнутые бассейны, границы распространения грунтов с разной степенью засоления.
5.120. Разведочные работы на сухих солончаках при высоте насыпей менее 6 метров заключаются в проходке шурфов глубиной до 2,0 м, закладываемых по оси через 50 - 100 м на характерных участках.
На участках, где проектируются насыпи выше 6,0 м и на мокрых солончаках, закладываются поперечники из трех выработок, располагаемых по оси трассы и 10 - 15 м в стороны от нее. При длине участка до 150 м приходится один поперечник и по одной выработке у концов участка. При большем протяжении участка поперечники закладываются через 50 - 100 м.
На сухих солончаках шурфы проходятся на глубину до 2 - 3 м, а на мокрых - скважины глубиной на 1,0 м ниже мокрого слоя.
Количество и глубина выработок в каждом отдельном случае устанавливаются индивидуальной программой в зависимости от конкретных условий.
5.121. Образцы грунтов для определения степени и качественного состава засоления отбираются послойно по генетическим горизонтам, но не реже, чем через 0,2 м, опробуются осевые шурфы. Химический состав засоления определяют выборочно для 10 % отобранных образцов. Для всех остальных проб устанавливают только суммарное содержание солей. Отбор средней пробы в шурфе производится бороздой или путем квартования смесей послойных проб. Грунты резервов, кроме того, опробываются для определения естественной влажности, пределов пластичности, скорости размокания, плотности и оптимальной влажности при максимальной плотности (стандартное уплотнение).
Для грунтов, рекомендуемых для возведения насыпей более 6,0 м и на мокрых солончаках должны быть также определены угол внутреннего трения и удельное сцепление. Испытание на сопротивление сдвигу производится при оптимальном объемном весе грунта, полученном при стандартном уплотнении из грунтов резервов, разведанных при изысканиях.
Для грунтов с засоленностью менее 10 %, оставляемых в основании насыпей, определяются естественная плотность, влажность, пределы пластичности, сопротивление сдвигу и компрессионные свойства для расчета устойчивости и величины осадки.
5.122. При изысканиях для предпроектной документации должны быть установлены и отражены в отчете границы распространения и условия залегания засоленных грунтов; особенности геоморфологических, гидрогеологических условий, хозяйственной деятельности, влияющих на процессы засоления; состав и свойства засоленных грунтов, характерные формы микрорельефа, связанные с засолением грунтов.
При изысканиях для проекта работы выполняются в соответствии с п.п. 5.119 - 5.121. В результате произведенных работ представляются: инженерно-геологическая карта притрассовой полосы, продольный профиль с нанесенными грунтами, поперечные геолого-литологические разрезы в характерных местах, пояснительная записка с рекомендациями по проектированию земляного полотна.
5.123. При изысканиях для рабочей документации дополнительно изучают изменения физико-химических и химических свойств грунтов в процессе их засоления и выщелачивания солей; оценку влияния хозяйственной деятельности на процесс засоления и рассоления грунтов.
Инженерно-геологические исследования в местах распространения набухающих грунтов
5.124. К набухающим относятся глинистые грунты, способные к набуханию после разрушения их структурных связей в результате выветривания (промерзания и оттаивания, увлажнения и высыхания на откосах выемок, природных склонах и котлованах под фундаменты зданий и сооружений).
Особенно подвержены набуханию при выветривании плотные третичные глины, распространенные на юге (Молдова, Украина, Северный Кавказ, Казахстан, Ср. Азия).
5.125. В сильно набухающих грунтах земляное полотно сооружается по индивидуальным проектам. Для отнесения глинистых грунтов в ту или иную группу по набухаемости, определяют коэффициент набухания и усадки, представляющие собой отношение приращения высоты набухающего образца в кольцах к его первоначальной высоте до увлажнения. Определяют естественную плотность грунта, удельный вес твердых частиц, пределы пластичности и влажности.
По ГОСТ 25100-82 набухающие грунты классифицируются по относительному набуханию без нагрузки esw. Кроме того, они должны характеризоваться давлением набухания psw, влажностью набухания wsw и относительной усадкой при высыхании esh.
Величина относительного набухания в условиях свободного набухания (без нагрузки) определяется по формуле:
 где:
hsw - высота образца после его свободного набухания в результате замачивания;
h - начальная высота образца природной влажности.
Набухающие грунты в зависимости от величины относительного набухания без нагрузки подразделяют на:
ненабухающие esw < 0,04
слабо набухающие 0,04 £ esw £ 0,08
средне набухающие 0,08 < esw £ 0,12
сильно набухающие esw > 0,12
5.126. При изысканиях для предпроектной документации устанавливают границы распространения, мощность, литологический и минеральный составы; мощность зоны трещиноватости; наличие характерных форм рельефа, процессов и явлений, связанных с набухающими грунтами; относительно свободное набухание и усадку; классифицирование грунтов по набуханию.
При изысканиях для проекта уточняют процессы и явления, связанные с набухающими грунтами; условия залегания набухающих грунтов, их мощность, минеральный состав, структурно-текстурные особенности; величину раскрытия, глубину и направление распространения усадочных трещин - мощность трещиноватой зоны; относительное свободное набухание; влажность грунта после набухания, давление набухания; относительное набухание под нагрузкой; линейная и объемная усадка грунта; оценку изменения набухающих свойств при эксплуатации объектов.
5.127. Изучение свойств набухающих грунтов следует проводить, как правило, по монолитам, отобранных из шурфов и дудок. Число определений для каждого инженерно-геологического элемента должно быть не менее шести по каждой характеристике.
5.178. В результате работ составляется продольный и поперечные профили с нанесенными грунтами и указанием степени набухания, характерные геолого-литологические разрезы, пояснительная записка с характеристикой свойств грунтов, их состава, рекомендациями по возведению земляного полотна.
5.129. При изысканиях для рабочей документации уточняют инженерно-геологические условия на участках распространения набухающих грунтов с целью выработки более эффективных и дешевых проектных решений.
Инженерно-геологические исследования в районах распространения подвижных песков
5.130. На стадии предпроектной документации намечается основной (рекомендуемый) вариант трассы дороги, удачный выбор которого является главным условием успешного строительства и эксплуатации дороги. Выбор рекомендуемого варианта должен быть основан на тщательном изучении рельефа песков в районе будущей дороги, особенно их движения, условий пескопереноса, степени зарощенности, возможности фитомелиорации. Для обеспечения широкого сравнения различных вариантов трассы и выбора оптимального варианта, при котором дорога меньше будет подвержена песчаным заносам и ветровой эрозии, нельзя ограничиваться изучением одной узкой полосы местности. После того, как намечено ориентировочное направление трассы, изучается полоса возможного варьирования шириной не менее 5 - 6 км. Особое внимание при этом уделяется зонам переноса песка, а также созданию условий для строительства, исключающих нарушение растительного покрова в зоне 250 - 300 м в каждую сторону от трассы.
Следует широко использовать аэрометоды - аэровизуальное наблюдение, аэрофотоснимки и материалы их инженерно-геологического дешифрирования.
Подвижность песков зависит от их зернового состава, влажности, скорости ветра, наличия и состояния растительного покрова. По степени подвижности пески делятся на подвижные, средней подвижности, закрепленные (см. приложение № 9). Степень подвижности песков отражается на составляемой инженерно-геологической карте-схеме. Даются рекомендации по оптимальному варианту и проложению трассы в обход движущихся песков.
5.131. При изысканиях для проекта инженерно-геологические исследования имеют целью: уточнить границы участков с различной степенью подвижности песков, установить крутизну откосов насыпей и выемок, рекомендовать мероприятия для укрепления земляного полотна и защиты прилегающей к нему полосы от выдувания песков и песчаных заносов. Для этого необходимо выявить годовой ход активных ветров для пескопереноса и движения песков; обследовать грунты как основание земляного полотна и как материал для возведения насыпей; определить засоленность песков, ее источники; выявить глубину залегания и минерализацию грунтовых вод; мощность слоя песка в понижениях; водопроницаемость и засоленность подстилающих грунтов; распространение и ориентировку подвижных форм рельефа; естественную влажность песков, наличие горизонта подвешенной влаги (на глубине 0,7 - 1,0 м); возрастной состав кустарников и травянистой растительности; срок, способ и результаты ранее проводившихся работ по закреплению песков.
Произвести поиски и разведку месторождений песчано-гравийного материала или связного грунта для ветрозащитных мероприятий, а также выявить и обследовать заросли камыша. Выявить источники водоснабжения для увлажнения песков при возведении насыпей и связных грунтов для покрытия ими откосов.
5.132. При производстве инженерно-геологических обследований в районах развития подвижных песков выполняются следующие работы:
1. Инженерно-геологические съемки.
2. Разведочные буровые и шурфовочные работы.
3. Поиски и разведка месторождений строительных материалов и связных грунтов для земляного полотна с учетом требований охраны окружающей природной среды.
4. Лабораторные анализы грунтов для определения их строительных свойств.
5. Обследование (изучение) существующих железных и автомобильных дорог в целях изучения эффективности тех или иных осуществленных мероприятий по укреплению земляного полотна и придорожной зоны от развевания и переноса песков.
При выполнении инженерно-геологической съемки используют аэрометоды, применение которых в песчаных пустынях является особенно эффективным.
Разведочные работы выполняют по выбранному в ТЭО варианту трассы и намеченным по тем или иным причинам частичным его изменениям.
Инженерно-геологическая съемка должна охватывать притрассовую полосу шириной не менее 500 метров. Масштаб съемки принимается 1:2000 - 1:5000. Для составления инженерно-геологической карты используются материалы аэрофотосъемки. На карте фиксируются:
а) местоположение, размеры, рельеф территорий, являющихся пескосборными бассейнами, характер рельефа подвижных песков (барханные, бугристые, грядовые, ячеистые, дюнные, песчано-глинистые равнины), места выдувания и наносов, такыры, солончаки, глинистые равнины;
б) мощность толщи песков, глубина залегания коренных пород;
в) виды растительности, границы их распространения, контуры наиболее хорошо произрастающей на тех или иных морфологических формах растительности, которую можно было бы использовать для закрепления песков на откосах земляного полотна и прилегающей территории;
г) границы почвенных разностей, их гранулометрический состав, влажность, степень и характер засоленности;
д) участки невыдуваемых песков для заложения резервов, обычно приуроченные к межбарханным и ячеистым понижениям;
е) источники водоснабжения для увлажнения грунтов при возведении земляного полотна и укрепления откосов. Поскольку для увлажнения грунтов могут быть использованы и минерализованные воды, при производстве анализов для определения оптимальной влажности грунтов следует применять ту воду, которая будет применена для их увлажнения.
5.133. Выработки по трассе закладываются с учетом материалов инженерно-геологической съемки.
В однородных условиях достаточно закладывать одну выработку на 1 - 1,5 км трассы глубиной 2,0 - 1,5 м, предпочтительно закладывать шурфы. На участках, где могут быть выемки, закладываются 1 - 3 выработки по оси трассы, в зависимости от длины выемки.
При залегании коренных пород выше проектной отметки дна выемки закладываются поперечники из трех выработок по 2 - 3 поперечника на выемку. Расстояния между выработками на поперечнике определяются в зависимости от глубины выемки. Выработка заглубляется на 2,0 метра ниже проектной отметки от низа дорожной одежды. При наличии скальных пород эта величина может быть уменьшена.
5.134. Поиски и разведка месторождений и резервов связных грунтов для укрепления откосов земляного полотна производится по общепринятой методике. При назначении резервов следует учитывать наиболее благоприятные условия транспортировки материала к трассе без устройства специальных подъездных путей. При наличии рек и водоемов следует выявлять заросли камыша, который может быть использован для укрепления земляного полотна.
5.135. При грунтовом обследовании отбираются образцы песков до 5 - 6 штук из каждой разновидности песка для определения естественной влажности, естественной плотности, коэффициента фильтрации, угла естественного откоса и оптимальной плотности и влажности.
При разведке месторождений связного грунта образцы отбираются для определения степени и характера засоления, естественной влажности, пределов пластичности, естественной плотности и оптимальной плотности и влажности.
Песчано-гравийный материал, предназначенный для укрепления откосов, опробуется на гранулометрический состав.
Следует изыскать и предусмотреть в проекте временные подъездные пути от карьеров к строящейся дороге или базам. При изучении гидрогеологических условий местности организуют поиски воды как пресной, так и засоленной, пригодной для искусственного увлажнения грунтов и материалов основания.
В результате произведенных работ представляются: инженерно-геологическая карта, на которой отражены формы песчаного рельефа, контуры закрепленных и подвижных песков, розы активных ветров для разных периодов года, характерные геолого-литологические разрезы, пояснительная записка с рекомендациями рациональных мероприятий для обеспечения нормальной службы эксплуатации и строительства дороги.
5.136. На стадии рабочей документации уточняют полученные ранее данные исследований для внесения, при необходимости, изменений в сторону совершенствования и удешевления проектных решений.
|
Скачать 1.25 Mb.