Осыпи и обвалы

Образовавшиеся на крутых склонах гор (косогорах) продукты геологического выветривания горных пород в виде мелкого щебня или дресвы под действием силы тяжести перемещаются к подножиям склонов, где образуют конические накопления получившие название осыпей. Дресва - рыхлые осадочные горные породы, образовавшиеся в результате механического разрушения самых разных горных пород (обломочные). Они представляют собой скопление крупных (200−20 мм — щебень, 20−2 мм — дресва) угловатых обломков. Если таких обломков в составе грунта содержится более 50%, то грунт называют щебенистым, либо дресвяным. Осыпи бывают действующие, т.е. обнаженные, не заросшие растительностью, весьма подвижные, и затухшие, т.е. задерненные, неподвижные. Действующие осыпи создают опасность при проложении и эксплуатации автомобильной дороги в горах, так как легко могут придти в движение, т.е. сползти и засыпать дорогу. Сползание действующих осыпей происходит при их увлажнении и сопровождается смещением всей осыпи или некоторой ее части. Наклон поверхности смещенной осыпи обычно соответствует естественному углу откоса породы в насыщенном водой состоянии.

 

Обвалом называют внезапный отрыв от массива больших масс горных пород, которые устремляются вниз, опрокидывая и разрушая встретившиеся на пути скалистые выступы. Обвалы происходят из-за неравномерного физико-химического выветривания пород на вершинах гор или на крутых скалистых склонах у щелевидных долин горных рек. Больше это относится к сильно трещиноватым породам – известнякам, песчаникам, базальтам, порфирам, диабазам, реже к глубинным изверженным горным породам. В местах заложения глубоких выемок оползневые участки и косогоры подвергаются особенно тщательному обследованию.

Задачами обследования являются:

 

1. установление порядка напластований и характер грунтов залегающих на участке будущих работ, определение степени трудности их разработки,

 

2. выявление условий залегания грунтов (горизонтальное, наклонное, складкообразное и др.)

 

3. выявление водоносности отдельных пластов, направления, скорости, расхода грунтового потока и фильтрующих свойств водоносных пород,

 

4. установление степени устойчивости откосов выемки и грунтов основания, наметка мероприятий по их укреплению,

 

5. определение способов разработки и путей использования грунтов выемки.

Для размещения этих задач на изучаемом участке закладываются шурфы или скважины, которые размещаются так, чтобы в дальнейшем через них можно было провести продольный разрез по оси трассы и один или несколько, в зависимости от длины выемки, поперечных разрезов.  

1. план расположений скважин (шурфов) на изученном участке с показанием оси трассы, привязкой к пикетажу и нанесением ситуации местности,

 

2. геологические колонки по всем шурфам (скважинам), заложенным на участке,

 

3. продольный и поперечный грунтовые разрезы,

 

4. пояснительная записка с подробным изложением геологических условий и их оценкой.

Обследование мостовых переходов

Основными задачами обследования мест постройки моста являются:

 

1. изучение геологического строения местности: установление характера грунтов, их состава, плотности, влажности, последовательности и условий залегания.

 

2. изучение гидрогеологических условий мостового перехода: водоносности грунтов, агрессивности подземных вод, уровня их залегания.

 

Наиболее устойчивым естественным основание являются скальные грунты, если они не размываются водой, малотрещиноваты, имеют достаточную мощность слоя и не подверглись сбросовым явлениям. Устойчивым основанием могут быть моренные (ледниковые) глины и суглинки, а так же аллювиальные отложения (речные), гравийные и крупнопесчаные отложения при их достаточной мощности. Наиболее неблагоприятными для опор мостов являются торф, сапропель, плывуны и иловатые грунты, насыщенные водой. Неблагоприятными основаниями могут быть и другие грунты, если они маломощны и чередуются с другими малоустойчивыми грунтами. Большинство мостов возводится при пересечении дорожной трассой речных долин, где на некоторой глубине залегают коренные породы или ледниковые отложения, перекрытые сверху аллювиальными (гравий, песок, ил) или органогенными (торф) образованиями различной мощности. Для получения конкретных данных проводится инженерно-геологическая съемка (описание) района мостового перехода и разведочное бурение по оси намечаемого моста как в русле реки, так и на пойменных подходах к мосту.

Количество скважин и их глубина зависят от размера моста и сложности геологических условий:

 

1. для малых мостов и больших труб 1-2 скважины глубиной 6-8м,

 

2. для средних мостов 3-5 скважин глубиной 10-15 м

 

3. для больших мостов 6 и более скважин глубиной от 15 до 30 м.

 

Кроме того закладывается несколько скважина пойменных подходах к мосту. В среднем на каждые 300-400 м поймы закладывается 1 скважина глубиной 4-6 м. В первую очередь скважины закладываются у намечаемых опор мостов с последующим уточнением, если это необходимо, геологического строения дополнительными скважинами.При наличии ненадежных грунтов в пойме тоже закладываются дополнительные скважины. Иногда их располагают по поперечникам. Буровые работы в русле реки ведутся по возможности зимой со льда. При необходимости проведения их летом бурение ведется с плота или понтона. При наличии на небольшой глубине скальных грунтов, скважину углубляют в них не менее чем на 1-2 м, чтобы убедиться в том, что это не одиночный валун, а массив. При проходке связных или несвязных грунтов бурение останавливают только в том случае, когда намечаемый в качестве грунтового основания пласт пройден на глубину не менее 3 м.

В процессе бурения скважин составляется буровой журнал и отбираются пробы грунтов для описания и лабораторных испытаний.

В итоге проведенных работ составляются следующие документы:

 

1. план мостового перехода с нанесением на него данных инженерно-геологической съемки и мест заложения буровых скважин;

 

2. геологические колонки по всем скважинам;

 

3. инженерно-геологический разрез по оси мостового перехода;

 

4. пояснительная записка с данными лабораторных испытаний грунтов с общей оценкой условий мостового перехода.

Обследование болот

 

При изыскании дорог болота стремятся обходить. Если же по условиям проектирования этого сделать нельзя, то их тщательно обследуют с целью выбора того или иного способа возведения на них насыпи, а в определенных случаях и с целью выбора наилучшего варианта перехода через болото. Болото — участок суши (или ландшафта), характеризующийся избыточным увлажнением, сточными или проточными водами, но без постоянного слоя воды на поверхности. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах н

Геофизические и другие методы исследования грунтов

В целях ускорения производства разведочных работ, уменьшения их стоимости и возможности оценки свойств и состава грунта в больших массивах в условиях их естественного залегания в последнее время широко применяют геофизические, радиометрические и другие методы исследования свойств грунтов.

 

Геофизические методы основаны на изучении искусственно создаваемых в толще грунта физических полей (электрических, магнитных, сейсмических). Применение геофизических методов в сочетании с буровыми работами позволяет сократить объем последних и повысить качество (достоверность) проводимых исследований. Особую ценность геофизические методы разведки приобретают при изысканиях в труднодоступных районах, а также в районах, где имеются оползни, осыпи, карсты, поскольку в этих случаях решить все вопросы традиционными методами нельзя. Исходя из этих положений разработаны сейсмический, магнитометрический и электрический методы разведки. Из них наиболее широко на практике применяют метод электроразведки.

Горные породы в поверхностной толще земной коры имеют различную электропроводность, характеризуемую удельным сопротивлением прохождения электрического тока. Так, например, удельное сопротивление сухого известняка 5∙10⁷ Ом∙см, влажного песка от 2∙10⁵ до 4∙10⁶ Ом∙см, сухой глины от 10³ до 10⁶ Ом∙см, влажной глины от 10² до 5∙10³ Ом∙см. На этой особенности горных пород и основывается метод электроразведки. Для получения необходимых вычислительных показателей обычно измеряют силу тока в цепи и разность потенциалов между измерительными электродами, устанавливаемыми на изучаемом участке.

Разработанные способы обработки данных электрозондирования позволяют определить мощность и механический состав каждого слоя, а значит исследовать геологический разрез вдоль трассы автомобильной дороги.

Особенно хорошие результаты получаются при исследовании скальных пород (погрешность не превышает 8,5% при изучении толщи до 10м). При разведке рыхлых пород параллельно с электроразведкой в небольшом объеме желательно проводить бурение.

Сейсморазведка основана на изменении характера распространения упругих волн. В результате удара кувалдой или молотом (источник колебания), взрыва горных пород возникают упругие колебания регистрирующиеся сейсмостанцией. При этом механические колебания с поверхности грунта преобразуются сейсмоприемником в электрические сигналы.

Для определения фильтрационных свойств пород, однородности пластов, выявления опасных трещиноватых зон в основании сооружений может применяться метод радиоизотопных индикаторов и другие индикаторные методы.Сущность их состоит в определении местонахождения и количества введенного через скважины в поток подземных вод индикатора.

 

В последнее время в дорожных изысканиях широко применяются радары. Радарный передатчик излучает радиоволны, которые после отражения фиксируются принимающим устройством. Обработка информации и создание изображения осуществляется при помощи компьютера. Глубина изучения геологического строения зависит от принимающей антенны.

Детальное изучение грунтов осуществляется в лабораторных условиях в соответствии с ГОСТ 30.416-96. Уточнение механического состава и мощности грунтов в полевых условиях может осуществляться и при помощи статического зондирования фиксации величин бокового и лобового давления вдавливания специального зонда.