Физико-механические свойства грунтов тоннеля

В соответствии с ГОСТ 25100-85* с учетом возраста, генезиса, номенклатуры вида грунтов, слагабщих участок, в пределах рассматриваемой глубины, на основе статической обработки лабораторных данных, выделено 11 инженерно-геологических элементов (слоёв).

Техногенные отложения (tIV)

ИГЭ-1 – Насыпные пески пылеватые в соответствии с табл. Б27 ГОСТ 25100-95 относятся к практически непучинистым, в период сезонного переувлажнения – к слабопучинистым.

Озёрно-ледниковые отложения (lgIIIb)

ИГЭ-2 – пески пылеватые плотные, насыщенные водой, в соответствии с табл. Б27 ГОСТ 25100-95 относятся к среднепучинистым.

ИГЭ-3 – пески мелкие плотные, насыщенные водой, в соответствии с табл. Б27 ГОСТ 25100-95 относятся к среднепучинистым.

ИГЭ-4 – супеси пылеватые пластичной консистенции, тиксотропные. Грунт обладает неравномерной плотностью и сильной неравномерной сжимаемостью. При воздействии динамических нагрузок и нарушения естественного сложения, могут переходить в текучее состояние.

ИГЭ-5 - суглинки, лёгкие пылеватые текучепластичной консистенции. Грунт обладает неравномерной плотностью и сильной неравномерной сжимаемостью.

Озёрно-ледниковые отложения (lgIII)

ИГЭ-6 – пески пылеватые, с галькой, гравием плотные насыщенные водой.

ИГЭ-7 – пески мелкие с гравием, галькой плотные насыщенные водой.

ИГЭ-8 – пески средней крупности, с галькой, гравием плотные насыщенные водой.

ИГЭ-9 – пески крупные, с гравием, галькой плотные насыщенные водой.

Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия района работ характеризуются наличием двух гидравлических связанных водоносных горизонтов.

Грунтовые воды приурочены к озерно-ледниковым пескам и прослоям линз песков в толщах озерно-ледниковых отложений lgIIIb и lgIII. 1-ый водоносный горизонт зафиксирован на глубине от 0.6м до 2.6м, на абс. отметках от 17.3 до 22.3м, воды безнапорные.

2-ой водоносный горизонт вскрыт на глубине от 9.8 до 20.8м на абс. отметках от 2.8 до 9.4м., пьезометрический уровень напорных вод находится на абс. отметках от 16.9 до 21.5м (величина напора от 8.0м до 18.7м). За расчётный уровень грунтовых вод принимается поверхность земли. Максимальные уровни следует ожидать близкие к дневной поверхности. Питание 1-го водоносного горизонта производится за счёт атмосферных осадков, напорный водоносный горизонт питается за счёт инфильтрации грунтовых вод 1-го горизонта. Разгрузка происходит в Суздальские озера.

Заключение

1. Район работ, согласно приложению 1 СНиП 2.05.02-85*, находится во II дорожно-климатической зоне, относится ко 2 типу местности.

2. Нормативная глубина сезонного промерзания для супесей - 1,62м, песков от средней крупности до гравелистых – 1,74м, песков пылеватых, мелких – 1,75м (принята по СНиП 23-01-99* и СНиП 2.02.01-83*).

3. В геологическом строении исследуемой территории принимают участие: отложения четвертичной системы голоценового раздела техногенные (tIV) образования; и верхнеплейстоценового раздела, озёрно-ледниковые (lgIIIb) Балтийского ледникового озера и озерно-ледниковые (lgIII) образования, представленные песками, супесями и суглинками.

4. Грунтовые воды приурочены к озерно-ледниковым пескам и прослоям из линз песков в толщах озерно-ледниковых отложений. Вскрыты два водоносных горизонта: 1-й – безнапорный и 2-й напорный водоносные горизонты.

5. Проектируемый тоннель располагается в грунтах ИГЭ-1, ИГЭ-2, ИГЭ-3, ИГЭ-4. Наиболее ответственный участок тоннеля, расположенный под путями железнодорожных путей располагается в ИГЭ-3, однако расстояние до нижележащего грунта ИГЭ-4 крайне мало. Исходя из этого, следует, что конструкция будет опираться на тиксотропную супесь, характеризуемую низкими прочностными характеристиками, с расчётным сопротивлением R=0,3 МПа. Сама же конструкция будет находиться под слоями грунтов ИГЭ-1, ИГЭ-2, ИГЭ-3, характеризующихся водонасыщенностью и низкими прочностными характеристика.

6. Исходя из сложных условий строительства и необходимости обеспечения минимизации просадок при проходке тоннеля из-за расположения над ним железнодорожных путей, необходимо применение методов по укреплению грунта по периметру конструкции.

Величину необходимого укрепления грунта можно получить путём сравнения прочностных характеристик грунтов с величиной, действующей на него нагрузок, полученных в результате сбора всех действующих на него нагрузок в эксплуатационном режиме работы конструкции.

7. В связи с тем, что расчётный уровень грунтовых вод принят от поверхности земли, а так же что все грунты участка строительства являются водоносащенными, необходимо предусмотреть мероприятия по гидроизоляции конструкции тоннеля, а так же конструкций, при помощи которых он будет возводиться.

Нормативные расчётные значения характеристик грунтов
Геологи-ческий индекс	Номенклатурное наименование грунтов	Хар-ка	Число пласти-чности Ip	Прир.Влаж-ность W	Плотн. грунта ρ, т/м3	Коэфф. Порис-тости е	Показатели консистенции	Показатели прочности		Модуль дефор-мации Е, МПА
							IL	, град.	с, кПа
tg IV	Насыпные грунты: пески пылеватые плотные	ХН	R0 < 0.1 МПа
		ХI
		ХII
lg IIIb	Пески пылеватые желтые плотные насыщенные водой	ХН		0.21	1.99	0.587		33**	5**	25**
		ХI			1.99±0.01			30	3
		ХII			1.99±0.01			33	5
lg IIIb	Пески мелкие желтые плотные насыщенные водой	ХН		0.22	2.02	0.579		35**	4**	36**
		ХI			2.02±0.02			32	2
		ХII			2.02±0.02			35	4
lg IIIb	Супеси пылеватые серые пластичные тиксотропные	ХН	0.06	0.20	2.07	0.551	0.67	26***	19***	6***
		ХI			2.07±0.01			22	13
		ХII			2.07±0.01			26	19
lg III	Суглинки легкие пылеватые серые текучепластичные	ХН	0.09	0.23	2.02	0.653	0.96	19***	23***	7***
		ХI			2.02±0.01			16	14
		ХII			2.02±0.01			19	21
lg III	Пески пылеватые серые с галькой, гравием плотные насыщенные водой	ХН		0.20	2.00	0.596		32**	5**	23***
		ХI			2.00±0.02			29	3
		ХII			2.00±0.01			32	5

lg III	Пески мелкие серые с гравием, галькой плотные насыщенные водой	ХН		0.20	2.01	0.576		35**	4**	36**
		ХI			2.01±0.00			32	2
		ХII			2.01±0.00			35	4
lg III	Пески средней крупности серые плотные насыщенные водой	ХН		0.19	2.03	0.550		38**	2**	40**
		ХI			2.03±0.01			34	1
		ХII			2.03±0.01			38	2
lg III	Пески крупные серые с гравием, галькой плотные насыщенные водой	ХН		0.17	2.04	0.513		41**	1**	42**
		ХI			2.04±0.02			32	0.6
		ХII			2.04±0.01			41	1