Инженерно-геологические изыскания. 2.12. Состав и объем работ при инженерно-геологических изысканиях определяются стадией

2.12. Состав и объем работ при инженерно-геологических изысканиях определяются стадией проектирования, сложностью мерзлотно-грунтовых условий, степенью их изученности и устанавливаются программой работ, составленной на основе задания заказчика.

2.13. По сложности мерзлотно-грунтовых условий выделяют участки:

простые - с однородной ландшафтной обстановкой; с простым микрорельефом; без мерзлотных процессов и явлений, торфяников, марей и озер; с преобладающим однородным грунтовым разрезом при глубоком расположении грунтовых вод или их отсутствии;

сложные - с однородной ландшафтной обстановкой; с усложненным микрорельефом; с болотами, торфяниками, марями и озерами; с преобладающим неоднородным грунтовым разрезом и переменным уровнем водоносных горизонтов;

особо сложные - с неоднородной ландшафтной обстановкой; со сложным микрорельефом; с торфяниками, марями, озерами, сильнольдистыми грунтами и подземными льдами в верхних слоях грунтового разреза и широким развитием мерзлотных процессов и явлений.

2.14. При выборе направления трассы автомобильной дороги осуществляют:

сбор, анализ и обобщение данных о природных условиях района строительства из материалов ранее выполненных изысканий или литературных источников;

инженерно-теокриологическую рекогносцировку или мелкомасштабную инженерно-геологическую съемку;

поисково-оценочные работы по выявлению грунтовых карьеров и резервов.

2.15. Аэрофотоматериалы дешифрируют на основе ландшафтно-индикационного метода. По результатам дешифрирования составляют предварительную карту природно-территориальных комплексов (ПТК), ландшафтно-индикационные таблицы и предварительную инженерно-геокриологическую карту-схему в масштабе 1:25000 с контурами перспективных участков притрассовых карьеров.

2.16. Полевые работы для выбора направления трассы не производят, если на район строительства имеются материалы инженерно-геологических съемок прошлых лет в масштабе не менее чем 1:200000.

2.17. В тех случаях, когда имеющиеся материалы не позволяют выбрать оптимальную трассу или возникает необходимость уточнения вариантов, следует выполнить инженерно-геологическую рекогносцировку или мелкомасштабную мерзлотную съемку.

2.18. В результате мерзлотной съемки должны быть установлены:

участки распространения мерзлых и талых грунтов, марей, озер, мерзлотных процессов и явлений;

литологические разрезы; типы грунтов по литологическим видам и строительным свойствам; генезис, состав, криогенное строение, суммарная влажность, льдистость, плотность, засоленность грунтов; сжимаемость грунтов сезоннооттаивающего слоя; просадочность мерзлых грунтов при оттаивании;

уровень поверхностных и подземных вод, их агрессивность и коррозионная активность;

тип местности по увлажнению и мерзлотно-грунтовым условиям;

карьеры месторождений грунтов, применяемых для сооружения земляного полотна;

данные для общего геокриологического прогноза.

2.19. Оптимальный вариант трассы необходимо выбирать по карте НТК или инженерно-геокриологической карте-схеме с учетом топографических и геокриологических условий, мерзлотного прогноза, рекомендуемого принципа использования вечномерзлых грунтов, принятых конструктивных решений и технико-экономических показателей.

2.20. Для выбранного варианта трассы составляют продольный профиль с инженерно-геологическими данными, выделяют участки индивидуального проектирования, а также фиксируют местоположение искусственных сооружений.

2.21. При изысканиях на выбранном варианте необходимо выполнять: мерзлотную съемку в комплексе с инженерно-геологическими и гидрологическими исследованиями; детальную инженерно-геологическую разведку; инженерно-геологическое опробование; разведку грунтов для земляного полотна и материалов для дорожных одежд.

2.22. В процессе мерзлотной съемки следует при необходимости проводить аэровизуальные наблюдения, геофизические исследования, проходку горных выработок и опробование грунтов.

2.23. Масштаб съемки следует устанавливать 1:5000, на топографической основе также 1:5000; в особо сложных условиях масштаб может быть 1:2000.

2.24. Аэрофотоснимки должны быть выполнены в масштабе 1:4000 - 1:10000. По результатам дешифрирования аэрофотоматериалов составляют карту инженерно-геологических условий трассы в масштабе 1:5000.

2.25. Инженерно-геологическую съемку вдоль трассы необходимо выполнять в пределах полосы шириной 200 м на простых и сложных участках; в особо сложных условиях ширину полосы следует увеличить до 500 м. Участки проявления неблагоприятных инженерно-геологических и мерзлотных процессов должны быть оконтурены полностью, даже если выходят за рекомендуемые границы полосы съемки.

2.26. При плохой проходимости местности съемку допускается производить методом ключевых участков. Ключевые участки следует назначать так, чтобы они охватывали все типы ПТК, районы залегания наиболее распространенных типов мерзлых и талых грунтов, зоны проявления основных физико-геологических и мерзлотных явлений и процессов. Количество ключевых участков определяют индивидуально, но каждый тип ПТК должен быть изучен не менее чем на двух ключевых участках. Размер ключевых участков принимают 0,1 - 0,3 км², масштаб съемки на них - 1:2000. На ключевых участках выполняют все виды работ, входящие в мерзлотную съемку.

2.27. Выявление и оконтуривание мест распространения мерзлых пород, таликов, подземных льдов, а также измерение температуры грунтов осуществляют геофизическими методами - электропрофилированием (ЭП) вертикальным электрическим зондированием (ВЭЗ), термокаротажем.

Электропрофилирование проводят по оси трассы на сложных и особо сложных участках; вертикальное электрическое зондирование и термокаротаж грунтов в скважинах предусматривают на всех ключевых участках, а также на мостовых переходах, в районах расположения водопропускных труб, в местах индивидуального проектирования.

Толщину снежных отложений и запасы влаги в бассейнах водосбора определяют радиолокационным зондированием территории в пределах полосы аэрофотосъемки. Полученные данные используют для выбора и назначения типов водопропускных сооружений.

2.28. Горные выработки располагают по выбранному направлению, трассы на всех характерных участках с учетом результатов электропрофилирования и вертикального электрического зондирования. Глубину выработок, назначают следующим образом: шурфов - в зависимости от глубины сезонного оттаивания - 1 - 3 м; зондировочных скважин - до минерального дна торфяников и марей плюс 1 м, но не менее 3 м; опорных и контрольных скважин - до глубины нулевых годовых амплитуд, но не менее 10 м.

2.29. Количество горных выработок при мерзлотной съемке назначают в зависимости от сложности мерзлотно-грунтовых условий и масштаба съемки, руководствуясь данными табл.4.

20. созранение вечномерзлых гр

. на участках прогнозируемых наледей в районах островного распространения вечномерзлых грунтов и глубокого сезонного промерзания земляное полотно должно быть запроектировано так, чтобы глубина промерзания основания насыпи не превышала промерзания грунтовой толщи в естественных условиях. При сплошном распространении вечномерзлых грунтов земляное полотно необходимо проектировать совместно с противоналедными устройствами (мерзлотным грунтовым поясом, водонепроницаемым экраном и др.), активизирующими наледный процесс в удалении от полотна дороги.

6.56. Выемки допускается предусматривать на участках местности с благоприятными мерзлотно-грунтовыми и гидрогеологическими условиями (скальные и щебенистые грунты) при отсутствии линз и прослоек льда. В случае необходимости проектирования выемок в сложных мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условиях (напластование грунтов неоднородного состава, переменный уровень водоносных горизонтов, проявление мерзлотных процессов, сильнопросадочные грунты) должны быть предусмотрены теплоизоляция откосов, слои из геотекстиля, замена переувлажненных пылеватых глинистых грунтов песчаными или другими качественными материалами, морозозащитные слои в основании дорожной одежды и обеспечен надежный отвод воды из выемки. Принимаемые решения следует обосновывать расчетами. Мелкие выемки следует раскрывать или разделывать под насыпи.

6.57. В зависимости от рельефа, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые надмерзлотные воды необходимо отводить от дорожного полотна за счет водоотводных канав, нагорных мерзлотных валиков и приоткосных берм, параметры которых устанавливают расчетом.

6.58. Проектирование земляного полотна (включая защитные, подпорные и удерживающие конструкции) на оползневых и оползнеопасных участках, а также в районах распространения селей, осыпей, лавин, карста, слабых грунтов, просадочных и набухающих грунтов и на участках влияния абразии и речной эрозии следует осуществлять на основе специальных нормативных документов.

6.59. При соответствующем технико-экономическом обосновании в конструкциях земляного полотна могут использоваться прослойки из геотекстильных материалов, выполняющих армирующую, дренирующую, фильтрующую или разделяющую роль.

 

21.!!!!!!!!!! Как правило, земляное полотно следует проектировать на основе теплотехнических расчетов исходя из принципов направленного регулирования уровня залегания верхнего горизонта вечномерзлых грунтов (ВГВМГ) в основании насыпи в период эксплуатации дороги.

6.48. Земляное полотно на участках залегания вечномерзлых грунтов необходимо проектировать, руководствуясь одним из следующих принципов:

первый - обеспечения поднятия ВГВМГ не ниже подошвы насыпи и сохранение ого на этом уровне в течении всего периода эксплуатации дороги;

второй - допущение оттаивания грунта деятельного слоя в основании насыпи в период эксплуатации дороги при условии ограничения осадок допустимыми пределами для конкретного типа покрытия;

третий - обеспечение предварительного оттаивания вечномерзлых грунтов и осушения дорожной полосы до возведения земляного полотна.

6.49. По первому принципу следует проектировать на участках низкотемпературной вечной мерзлоты, сложенной сильнопросадочными грунтами и глинистыми грунтами с влажностью ниже границы текучести в деятельном слое при капитальном типе дорожных одежд.

6.50. Второй принцип следует применять в качестве основного из конкурирующих вариантов проектирования, оцениваемых по технико-экономическим показателям.

6.51. Третий принцип следует использовать на участках высокотемпературной вечной мерзлоты островного распространения, когда возможны заблаговременное оттаивание вечномерзлых грунтов и осушение дорожной полосы.

6.52. На участке со скальными крупнообломочными и песчаными породами, не содержащими прослоек и линз льда, с том числе с высокотемпературной вечной мерзлотой (как правило, островного распространения), а также на участках сезонного промерзания (без наличия вечномерзлых грунтов) земляное полотно следует проектировать по нормам II дорожно-климатической зоны.

6.53. При проектировании по первому принципу положение ВГВМГ в основании следует обеспечивать назначением соответствующей высоты насыпи при применении традиционных дорожно-строительных материалов и устройством специальных прослоек из теплоизолирующих материалов (торфа, пенопласта, шлака и т.п.) в основании.

6.54. При проектировании по второму принципу высоту насыпи следует устанавливать по результатам теплофизических расчетов и расчета суммарной осадки основания и нестабильных слоев насыпи (см. справочное приложение 6).

,

22. Речные наледи образуются при выходе речных вод на поверхность ледяного покрова и намерзании здесь больших масс льда. Высота речных наледей достигает 4 ж и более. Смерзаясь с опорами мостов и всплывая вместе с ледяным покровом при повышении уровня воды в водотоке во время весенних и летних паводков, наледи в ряде случаев могут приводить к выдергиванию свай, деформации опор и даже разрушению мостов. [1]

Образование грунтовых и речных наледей происходит обычно в южных районах вечной мерзлоты. [2]

Различают: речные наледи, возникающие на участках перехода через водотоки в долинах и логах и имеющие преимущественно поверхностное питание, и наледи косогорные, возникающие на склонах ( чаще при подрезке их выемкой) и питающиеся в основном подземными водами. [3]

Механизм образования речных наледей примерно такой же. Под воздействием гидростатического давления вода разрушает лед и вместе с ним с большой скоростью движется по замерзшему руслу, повреждая и даже разрушая мосты и гидротехнические сооружения. [4]

Процесс образования речной наледи ( см. рис. 7.15, а) протекает следующим образом. На отмели ( перекате) русло промерзает значительно быстрее, в результате резко сокращается сечение речного потока и создается дополнительный напор, приводящий к вытеснению воды через трещины на поверхность льда и последующему ее замерзанию. На небольших речках и ручьях часто встречаются наледи смешанного характера, в которых сначала формирование происходит за счет поверхностных вод, водотока, далее за счет грунтовых вод подруслового талика, а к концу зимнего и началу весеннего периода - за счет вод от таяния снега. [5]

Наиболее распространенными формами мерзлотных процессов в регионе являются наледи различных генетических типов, пучение грунтов и термокарст. Речные наледиформируются на малых и средних реках, где создается наибольшее стеснение руслового потока ледяным покровом. Географическое распространение наледей подземного питания в Забайкалье, по данным И. М. Осокина ( 1969), не подтверждает общепринятого мнения о том, что они свойственны только районам распространения многолетнемерзлых пород. В рассматриваемом регионе они образуются повсеместно в местах выхода истоиников, где в результате постепенного наращивания льда возникают бугры самой разнообразной формы и размеров. Все наледи в регионе однолетние. Большинство из них стаивает в мае - июне, наиболее яоздний срок их исчезновения август - сентябрь. [6]

Речные наледи образуются при выходе речных вод на поверхность ледяного покрова и намерзании здесь больших масс льда. Высота речных наледей достигает 4 ж и более. Смерзаясь с опорами мостов и всплывая вместе с ледяным покровом при повышении уровня воды в водотоке во время весенних и летних паводков, наледи в ряде случаев могут приводить к выдергиванию свай, деформации опор и даже разрушению мостов. [7]

В прикладном аспекте представляет интерес оценить силовое воздействие наледей на инженерные сооружения, в том числе и на газопроводы. Опишем кратко механизм образования речных наледей, необходимый для понимания сути явления. [8]

Широкое распространение многолетней мерзлоты и суровые климатические условия регионов обусловливают разнообразные мерзлотные процессы: наледи, пучение грунтов, термокарст и др. Особенно широко распространены наледи различных генетических типов: речные, ключевые и грунтовые. Максимальные размеры и наибольшее распространение имеют речные наледи. Подавляющее их большинство располагается в расширенных участках русла или долины, по отмелям и перекатам, где речной поток охлаждается наиболее интенсивно, а ледяной покров резко уменьшает живое сечение реки. Образование наледей происходит с ноября по апрель, наиболее интенсивно в январе - феврале. Разрушение льда начинается в мае. Мощность наледного слоя колеблется от 0 5 до 8 м, протяженность - до нескольких километров. [11]

Устройство мерзлотных поясов вызывает образование наледей на пути притекающей веды в стороне от дороги на безопасном для нее расстоянии. Мерзлотные пояса размещают поперек течения подземных вод, они должны несколько выходить за пределы подземного потока. Мерзлотные пояса в виде канав применяют и для борьбы сречными наледями. Их прокладывают поперек всей речной долины на расстоянии 80 - 100м выше искусственного сооружения. [12]

Грунтовые наледи - наиболее яркий представитель прерывистого распространения многолетней мерзлоты. Они образуются зимой за счёт грунтовых вод, выходящих из слоя между многолетнемерзлым и сезонно-мёрзлым горизонтами. Вытекающая вода при 30 - 40°С быстро замерзает, образует бугристый панцирь льда, внутри которого нарастает давление, достигающее подчас десятков атмосфер. Грунтовые наледи что образуются под толщей грунта. Они представляют собой бугор с ледяным ядром, не оттаивающим за короткое (1 мес.) полярное лето. Они часто разрушают сооружения, построенные на их площади.

Крупнейшие наледи - тарыны - достигают площади 30 км2 при толщине льда 10 - 12 м. Общая площадь наледей - до 3 - 5% площади территории, длина некоторых наледей, протянувшихся вдоль рек, - до 100 км.

Речные наледи возникают в результате резкого сужения сечения реки из-за образования толстого льда. 1932 г., на реке Зея речная наледь длиной 2,5 км и шириной более 100 м взорвалась с такой силой, что погиб находившийся на ней караван из нескольких десятков людей. Наледи развиты слабее в более холодных районах из-за уменьшения объёма грунтовых вод, в более тёплых из-за редкости возникновения условий выдавливания грунтовых вод на поверхность. Взрываются наледи в основном ближе к весне, когда они достигают максимальных размеров. На реке Ергалак около Норильска при взрыве 7 километровой наледи были выброшены глыбы льда по 2 - 3 т на расстояние до 30 - 40 м.

23. Болотами называют избыточно увлажнённые участки местности, на которых большую часть года застаивается вода. Отмирающая болотная растительность разлагается при избытке влаги и недостатке воздуха и образует в болотах отложения торфа.

Если толщина торфа более 0,5 м, болото называют торфяником . Участки, на которых торфяной покров отсутствует, но происходит застой поверхностных вод или систематическое переувлажнение грунтовыми водами, называют заболоченными .

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: