3.2 Земляное полотно
Инженерно-геологическое обследование грунтов I главного пути на участке от 330 км ПК 1 до 350 км ПК 8 участок Тешемля - Бабаево линии Волховстрой - Череповец Октябрьской ж.д. произведено в сентябре 2013 г.
Изыскания проводились по поперечникам из расчета три поперечных профиля на 1 километр, а также по оси I главного пути на стрелочных переводах, по оси водопропускных труб и мостов дополнительно проходились шурфы для определения мощности щебня и степени его загрязненности. Результаты обследования нанесены на продольный профиль I пути, поперечные профили земляного полотна и на продольный профиль водоотвода.
Геоморфология
Участок работ расположен в западной части Вологодской области и административно принадлежит Бабаевскому району Вологодской области.
В геоморфологическом отношении обследованный участок представляет собой слабо рассеченную равнину с абсолютными отметками поверхности в пределах 114,21 – 124,13 м.
Абсолютные отметки головок рельсов I главного пути на обследованном участке меняются в пределах от 134.04 до 156.69 м.
Железнодорожный путь на обследуемом участке располагаются на насыпи.
|
|
|
Геологическое строение |
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Бабаевский район расположен на северо-западном крыле Московской |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
синеклизы Русской плиты. Московская синеклиза заполнена породами рифея, |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
кембрия, ордовика, силура, девона, карбона, перми, юры, мела, представленными, |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
главным образом, известняками, доломитами, мергелями, песчаниками, песчано- |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
глинистыми образованиями. Верхняя часть комплекса дочетвертичных пород, |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
залегающего под рыхлыми четвертичными отложениями, представлена породами |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
палеозоя (девонской и каменноугольной систем). |
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Четвертичные отложения распространены повсеместно. Их строение и |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
мощность в значительной степени зависят от особенностей рельефа |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
подстилающей |
|
поверхности, |
сформированной |
в |
течение |
длительного этапа |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
№ |
континентального развития и преобразованной затем процессами ледникового |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
инв. |
выпахивания и размыва. |
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Взам. |
|
В |
зоне |
|
воздействия |
исследуемого |
сооружения |
находятся |
только |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
четвертичные отложения, представленные в районе работ только современными |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
техногенными образованиями и ледниковыми отложениями позднего |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
дата |
плейстоцена. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Четвертичные |
отложения распространены |
повсеместно. Их строение и |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
и |
мощность |
|
в |
значительной |
степени зависят |
от особенностей |
рельефа |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Подп. |
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
подстилающей |
|
поверхности, |
сформированной в течение длительного этапа |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
континентального развития и преобразованной затем процессами ледникового |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
№ подл. |
выпахивания и размыва. |
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Инв. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0086/34-2013-ПЗ |
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Изм. |
Кол.уч. |
Лист |
|
№ док. |
|
Подп. |
|
Дата |
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Согласовано |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
| |||||||||||||||||||
|
|
|
В зоне воздействия исследуемого сооружения находятся только |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
четвертичные отложения, представленные в районе работ только современными |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
техногенными образованиями и ледниковыми отложениями позднего плейстоцен |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Путь уложен на щебне изверженных пород (41а), мощность которого |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
изменяется от 0,40 до 0,61 м (под шпалой 0,25- 0,46 м). Количество частиц |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
фракции менее 25 мм |
в слое щебня колеблется от 33 до 36 % |
(Приложение Р). |
| ||||||||||||||||||||||||||
|
|
Загрязненность щебня определялась в интервале глубин 0,2-0,5м. |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Насыпь |
в пределах |
разведанной глубины состоит из песка средней |
| |||||||||||||||||||||||||
|
|
крупности (29в), коричневого, средней плотности сложения, влажного, с |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
содержанием гравия и гальки до 25%. Содержание частиц диаметром менее 0,1 м |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
меняется от 12 до 20% и в среднем составляет около 14%. Коэффициент |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
фильтрации песков насыпи в уплотненном состоянии при плотности 1,78 т/м3 |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
составляет 2,95 м/сутки, в рыхлом состоянии при плотности 1,60 т/м3 составляет |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
12,44 м/сутки. Мощность песка в насыпи под I путем составляет от 90 до >1,60 м. |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Откосы насыпи задернованы на глубину 0,1-0,2м (9б). |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Разведочные скважины по подошве насыпи проходились только слева. В |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
геологическом разрезе |
|
под |
почвенно-растительным слоем |
(9б), участвуют |
| ||||||||||||||||||||||||
|
|
верхнечетвертичные отложения. |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Современные отложения на исследуемом участке представлены |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
техногенными (tQIV): |
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||
|
|
|
Техногенные грунты слагают насыпь дороги и представлены щебнем |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
изверженных пород и песком средней крупности. |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Четвертичные отложения. |
|
|
| |||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Самое широкое распространение из четвертичных пород на территории |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
района работ имеют ледниковые отложения. На исследуемом участке помимо |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
техногенных образований встречены четвертичные отложения только этого |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
генезиса. |
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||
|
|
|
В районе работ верхнечетвертичные ледниковые отложения представлены |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
песками мелкими и супесями пластичными. |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Полная мощность отложений данного генезиса не определена, |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
определенная мощность составляет 5 м и ограничена глубиной выработок. |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Грунты данного генезиса повсеместно перекрыты современными отложениями. |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Гидрогеологические условия |
|
|
| |||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Грунтовые воды на период производства работ (сентябрь 2013 г) были |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
№ |
вскрыты только |
на участках |
развития болот и вблизи водотоков. На всем |
| ||||||||||||||||||||||||||
|
инв. |
| |||||||||||||||||||||||||||||
|
остальном участке грунтовые воды на момент производства изыскательских работ |
| |||||||||||||||||||||||||||||
|
Взам. |
| |||||||||||||||||||||||||||||
|
вскрыты не были. |
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||
|
|
В соответствии со СНиП 23-01-99 рассчитанная нормативная глубина |
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
|
сезонного промерзания грунтов составляет: |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
и дата |
|
- для песков средней крупности – 1,90 м; |
|
|
| |||||||||||||||||||||||||
|
|
- для супесей и песков мелких – 1,70 м; |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
Подп. |
|
Физико-механические свойства грунтов |
|
|
| |||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||
|
№ подл. |
|
По составу и физико-механическим свойствам на исследуемом участке в |
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
| |||||||||||||||||||
|
Инв. |
|
|
|
|
|
|
|
|
0086/34-2013-ПЗ |
|
|
| ||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
| ||||||||||||||||||||
|
|
Изм. |
Кол.уч. |
Лист |
№ док. |
Подп. |
|
Дата |
|
|
|
| |||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
13
соответствии с ГОСТ 20522-96 выделено 5 инженерно-геологических элементов
(ИГЭ).
Четвертичная система – Q. Современные отложения – QIV. Техногенные грунты – tIV.
ИГЭ 1 – Щебень изверженных пород (41а) слагает балластную призму насыпи железной дороги. Мощность щебня встреченного на описываемом участке изменяется от 30 до 60 см;
ИГЭ 2 – Насыпной песок средней крупности, влажный и насыщенный водой, средней плотности сложения, с гравием и галькой до 25% (29в).
Верхнечетвертичные отложения – QIII Биогенные образования blQIV
ИГЭ-3 – торф коричневый, среднеразложившийся, насыщенный водой. Ледниковые отложения – gQIII
ИГЭ 4 – супесь пластичная, коричневая, с гравием и галькой до 5-10%. ИГЭ 5 – песок мелкий, светло-коричневый, влажный и насыщенный водй,
средней плотности сложения, с гравием и галькой до 5-10%.
Нормативные и расчетные значения физико-механических характеристик грунтов, представлены в таблице 4.
|
Взам. инв. № Согласовано |
|
Подп. и дата |
|
| |||||||||||
|
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
Изм. |
|
Кол.уч. |
|
Лист |
|
№ док. |
|
Подп. |
Дата |
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
Лист
|
0086/34-2013-ПЗ |
9 |
|
|
|
|
|
Согласовано |
14
Таблица 4
|
|
№ ИГЭ |
1 |
2 |
4 |
5 |
|
|
|
Наименование грунта |
| ||||
|
№ |
Индекс |
Щ |
Пс |
Сп |
Пм |
|
|
|
|
tIV |
tIV |
gQIII |
gQIII |
|
|
|
Наименование характеристик |
| ||||
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Влажность природная, д.е. |
|
0.15 |
0.22 |
0.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Влажность на границе |
|
|
0.25 |
|
|
|
текучести |
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
| |
|
3 |
Влажность на границе |
|
|
0.20 |
|
|
|
|
раскатывания |
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| |
|
4 |
Относительная влажность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Число пластичности, д. е |
|
|
0.04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Показатель текучести, д.е. |
|
|
0.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Коэффициент пористости, д.е. |
|
0.700 |
0.630 |
0.650 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Плотность грунта, г/см3 |
|
1.79 |
2.02 |
1.83 |
|
|
|
а) при =0.95 |
|
1.79 |
1.99 |
1.79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) при =0.85 |
|
1.79 |
2.00 |
1.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Удельное сцепление, МПа |
|
1 |
13 |
2 |
|
|
|
а) при =0.95 |
|
- |
9 |
1 |
|
|
|
б) при =0.85 |
|
1 |
13 |
2 |
|
|
10 |
Угол внутреннего трения, град |
|
35 |
24 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) при =0.95 |
|
32 |
21 |
29 |
|
|
|
б) при =0.85 |
|
35 |
24 |
32 |
|
|
11 |
Модуль деформации, МПа |
|
30 |
16 |
28 |
|
|
12 |
Коэффициент фильтрации, |
10 |
5 |
0.01 |
5 |
|
|
|
м/сут |
|
|
|
|
|
|
13 |
Расчетное сопротивление |
500* |
400* |
220* |
200* |
|
|
|
грунта, кПа |
|
|
|
|
|
|
14 |
Нормативная глубина |
1.89 |
1.90 |
1.70 |
1.70 |
|
|
промерзания, м |
| |||||
|
15 |
Пункт по т. 1-1 |
41а |
29в |
36а |
29а |
|
|
ФЕР 81-02-01-2001 |
|
Примечание: Т.к.данная железная дорога построена более 3 лет назад, пески насыпи завершили процесс самоуплотнения до состояния естественного
|
№ |
сложения и, следовательно, механические свойства грунтов насыпи приводятся по |
| ||||||||||||||
|
инв. |
| |||||||||||||||
|
таблице 1 |
приложения 1 |
СП 22.13330.2011. |
|
| ||||||||||||
|
Взам. |
|
| ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||
|
№ подл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
| ||||||
|
Инв. |
|
|
|
|
|
|
|
|
0086/34-2013-ПЗ |
|
| |||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
| |||||||
|
|
Изм. |
Кол.уч. |
Лист |
№ док. |
Подп. |
|
Дата |
|
| |||||||
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||
15
Специфические грунты
|
Подп. и дата Взам. инв. № Согласовано |
К специфическим грунтам на исследуемой территории относится техногенные грунты и торф. Техногенные грунты слагают планомерно возведенную насыпь железнодорожных путей, сложенную щебнем, в основном, изверженных пород, мощностью от 0,4 до 0,6 м и песком средней крупности, влажным и водонасыщенным, средней плотности сложения, с гравием и галькой до 25%.
Торф среднеразложившийся, насыщенный водой имеет ограниченное распростанение на исследуемом участке (от ПК3443 до ПК3446). Мощность торфа составляет 0,5 м.
Опасные геологические процессы
Из опасных геологических процессов на участке работ можно отметить процессы морозного пучения грунтов.
По степени морозоопасности (по ГОСТ 25100, таб. Б.27) насыпные пески являются практически непучинистыми, грунты основания ИГЭ-4 и ИГЭ-5 при высоком положении грунтовых вод являются среднепучинистыми, при низком - слабопучинистыми, грунты основания ИГЭ-3 - сильнопучинистыми.