МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

С С С Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ всесоюзный дорожный НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ )

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ИНЖЕНЕРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКОМУ ОБСЛЕДОВАНИЮ БОЛОТ ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Москва 1973

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

(СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ИНЖЕНЕРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКОМУ ОБСЛЕДОВАНИЮ БОЛОТ ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Москва 1973

Таблица 4

Физико-механические свойства болотного мергеля (П< 10%)

Разновидность		Со дер жа-	Сопротивляемость сдвигу по крыльчатке Суел. кгс/см2		Сжимаемость
Наиме нование	природная влажность, Wnp %	ние Ъ	в природ- юкмг-	после уплотнения под нагрузкой Р- 0,5 кгс/см2	модуль дефор-J мадии 2 Е> кгс/см“ при нагрузке 0 />=0,5кгс/см^	иоду ль осадки Ср ,м.ч/м при нагруз- ^-О^ях/см^
Мало- влаж ный	35-70		0,35-0,12	0,45-0,18	>3	<.200
Сред ней влаж ности	70-150	25-50	0,20-0,07	0,3-0,15	<3	>200
Очень влаж ный	>150		<0,07	<0,15

2.7. Механические свойства илов зависят от структурных особенностей, природной влажности и глинистости (числа пластичности). Ориентировочно значения показателей механических свойств пресновод н ы х илов можно установить по табл.5.

3. Типы оснований по устойчивости, строительные типы болот и болотных грунтов

3.1.    Конструкция и технология сооружения земляного полотна на болоте в значительной мере зависят от типа основания по устойчивости, к которому может быть отнесена слабая толша болота. Тип основания по устойчивости определяется расчетом с использованием сдвиговых и компрессионных характеристик в соответ -ствии с "Методическими указаниями по проектированию земляного полотна на слабых грунтах" (Оргтрансстрой, 1968).

Различают три основных типа основания п о устойчивости:

I    - основания, не требующие специальных мероприя

тий по обеспечению устойчивости;

II    - основания, для обеспечения устойчивости кото

рых достаточно применение только мер техно -логического характера;

III    - основания, которые требуют специальных кон

структивных мер по обеспечению устойчивости (изменение конструкции насыпи или удаление слабого слоя).

3.2.    Если расчетная нагрузка на основание насыпи не превышает 0,55 кгс/см при учете эффекта взвеши -вания нижней части насыпи и 0,75 кгс/см без уч е т а взвешивания, при глубине болота не более 6-8 м и простом (трапецеидальном) поперечном профиле насыпи,допускается тип основания определять по строительному типу болота.

Таблица 5 Физико-механические свойства пресноводных илов

Виды ила Природ- Объемный вес г/см3 Модуль Сопротив - Наиме-нова -ние Опреде ляющий признак ная влаж ность Wap Л дефор мации кгс/см^ ляемость сдвигу(по крыльчатке) Сус л , кгс/см^ Супес чаный 1* W< 7 30-45 1,88-1,76 57-29 0,35-0,17 Сугли нистый 30-60 1,89-1,65 32-12 0,27-0,13 Глинис тый \Ц„Ы7 60-120 1,00-1,40 32- 4 0,20-0,02

Строительный тип болота устанавливают с учетом строительного типа грунтов, слагающих слабую толщу.

3.3. Строительный тип болотного грунта определяется характером его деформации под нагрузкой в основании насыпи при условиях, указанных в п.3.2.

Следует различать три строительных типа болотных грунтов:

I    - грунты, которые обладают достаточной проч -ностью в природном состоянии и при передаче на них нагрузки от насыпи могут только сжиматься, независимо от скорости передачи нагрузки;

II    - грунты, не обладающие в природном состоянии достаточной прочностью, вследствие чего при быстрой передаче на них нагрузки от насыпи они выдавливают -ся, при медленной же передаче нагрузки они успевают уплотниться настолько, что не выдавливаются, а лишь сжимаются;

Ш - грунты, которые при передаче на них нагрузки в любом случае выдавливаются из-за недостаточной прочности в природном состоянии и недостаточной упроч-няемости при уплотнении.

3.4. Строительный тип болотного грунта можно установить:

а)    по основным показателям состава и состояния грунта, используя таблицы 6-9;

б)    по величине сопротивляемости сдвигу, устанавливаемой путем испытаний с помощью "крыльчаток* в условиях природного залегания; для определения строительного типа болотного грунта в этом случае можно использовать табл. 10.

3.5. В зависимости от строительных типов грунтов, слагающих слабую толщу, различают три строительных типа болот:

I    - болота, слабая толща которых представлена только грунтами 1 строительного типа;

II    - болота, слабая толща которых представлена грунтами 1 и П типа;

Ш - болота, слабая толща которых включает хотя бы один слой грунтов Ш строительного типа.

Примочани е* „Если толщина наиболее слабого плас -та не превышает э% от обшей мощности слабой толщи, его наличие при определении типа болота не учитывают.

Тип болота соответствует типу основания по устойчивоста

15

Таблица 7 Определение строительного типа сапропелевых грунтов

Разновидность Природная влажность, % Строительный тип органичес кий органо-минеральный Маловлажный Средней влажности Сильно влажный Избыточно-влажный <350 350-600 600-1200 :>1200 ^ 150 150-400 400-900 :> 900 I- Пх> II- 1Ихх) II]

^х Для уточнения типа необходимы лабораторные испы -тания на сдвиг и компрессию. К 1 типу относить орган и -ческий сапропель при V/ла* 200% и органо-минеральный при У/яр^< 50%. хх)

К Ш типу относить органический сапропель при VJnp^> 1000% и органо-минеральный при Wnp ^у 550%.

Т аблица 8 Определение строительного типа илов

Наименование Природная влажность, % Строительный тип грунта Супесчаный < 40 1 > 40 II Суглинистый < 40 1 > 40 II Г линистый < 80 II > 80 III

Т аблица 9 Определение строительного типа болотного мергеля

Разновидность грунта Природная л/ влажность,% Строительный тип грунта .Мало влажный < 70 l-llxl Средней влажности 70-150 II Очень влажный >150 111

х) К 1 типу относить при W<60%.

Т аб лид а 10 Опрецепение типа болотных грунтов по сопротивляемости сдвигу в природном залегании

Сопротивление сдвигу по крыльчатке, кгс/см^ Вид болотных грунтов торф сапропель, ил, мергель > С,2 1 1 0,2-0,1 1_НХ) 11 * О о 8 п Н_Шпх' < 0,03 III III

^х^ К I типу относить при£<25%.

^хх^ Для уточнения типа необходимы лабораторные испытания на сдвиг и компрессию.

4. Общие задачи инженерно - геологического обследования болот при изысканиях дорог. Состав работ . Отчетная документация

4.1.    Целью инженерно-геологического обследования болот при изысканиях дорог является получение дан -пых, необходимых для обоснования окончательного лро-ложения трассы и назначения конструкции и технологии сооружения земляного полотна.

4.2,    При инженерно-геологическом обследовании болота необходимо:

а)    установить границы болота в пределах зоны возможного расположения трассы;

б)    выявить строение слабой толщи (ее стратиграфические особенности ) и характер дна болота (вид по -род и рельеф);

17

УДК 625.111:826.871 (083)

Предисловие

'Методические указания по инженерно-геологическому оС следованию болот при изысканиях автомобильных и железных дорог' предназначены для практического руководства при обследовании торфяных болот в процессе инженерно-геологических изысканий автомобильных и железных дорог, выполняемых проектно-изыскательскими организациями.

При составлении настоящих 'Методических указаний* учтены основные положения "Методических указаний по проектированию земляного полотна на слабых грунтах", результаты специальных исследований, выполненных авторами в последние годы, а также опубликованные результаты соответствующих исследований, проведенных в Калининском политехническом институте, Омском филиале Союздорнии, Белорусском научно-исследователь ском институте мелиорации и водного хозяйства, ВСЕ-ГИНГЕО, Гидропроекте и других организациях.Кроме того, учтен опыт инженерно-геологических изысканий ведущих проектно-изыскательских организаций (Союздор-проект, Ленгипротранс, Сибгипротранс и др.).

".Методические указания" составили кандидаты тех -кических наук В.Д.Казарновский,Э.К.Кузахметова (Союэ-дорнии), И.Е.Езгеньев и В.Н.Яромко (Белдорнии), инж. Л .И.Кузнецова, канд.техн.наук Е.А.Яковлева и канд. биол наук Н.Г.Несветайлова (ЦНИИС).

Замечания и пожелания по "Методическим указали -ям" следует направлять по адресу: 143900 г.Балашиха, Московской обл., Союздорнии.

ГЛАВНЫЙ ИНЖЕНЕР    ДИРЕКТОР СОЮЗДОРНИИ

ГЛАВТРАНСПРОЕКТА доктор технических наук,

профессор

И,Розанов    В.Михайлов

@ СОЮЗДОРНИИ, 1973г.

I.Основные понятия

1.1.    Болотом называется участок суши, характеризующийся избытком влаги на поверхности или в верхних слоях грунтовой толши и наличием в геологнчес -ком разрезе специфичных болотных отложений (болот -ных грунтов). При наличии слоя торфяных отложе н и й болото называется торфяником или торфяным болотом.

В настоящих 'Методических указаниях*' рассматри -ваются преимущественно торфяные болота,

1.2.    В пределах геологического разреза болота различают растительно-корневой слой, слабую толщу и дно болота.

1*3. Слабая толща включает в себя пласты слабых болотных грунтов, иногда переслаивающихся с пласта -ми наносных более прочных грунтов. Слабая толща может включать в себя горизонты с остатками пней, а также слои жидких образований.

По стратиграфическим особенностям различают однослойные болота, слабая толща которых представлена одной породой, и многослойные болота, в пределах ела -бой толщи которых имеются слои различных пород.

1.4.    В зависимости от суммарной мощности растительно-корневого слоя и слабой толщи болота делят на мелкие - при помощи слабых отложений менее 2м,сред-ние - от 2 до 4 м и глубокие - более 4 м.

1.5.    Дно болота моиет быть сложено глинис т ы м ъ, песчаными или скальными породами и в зависимости от этого может быть водопроницаемым или водонепроницаемым.

1.8. По степени минерализации воды, идущей на увлажнение верхнего слоя грунтовой толщи, в предел а х которого располагается корневая система растений(рао-тительно-корневой слой), различают низинные и верхо -вые болота.

К низинным относят болота, поверхность которых увлажняют воды, богатые минеральными слоями.

К верховым - болота, увлажняемые водой, бедной минеральными солями.

Степень минерализации зависит от источника водного питания болота (грунтовые, атмосферные воды) и предо феделяет различие в растительности, произрастающей на поверхности низинных и верховых болот,что в конечном итоге отражается на величине зольности грунтовой толши.

Примечание. В болотоведении выделяют еше переходные болота как промежуточный тип между верхо -вымя и низинными. В строительных целях выделять переходные болота не требуется.

2. Болотные грунты

2.1.    Грунты, входящие в комплекс болотных грунтов, подразделяют на группы и подгруппы в соответствии с табл Л.

2.2.    Торф - своеобразное, относительно молодое геологическое образование, формирующееся в результате отмирания болотной растительности при избыточном количестве влаги и недостаточном доступе воздуха.

Для торфа характерна высокая влагоемкость и влажность в естественном состоянии (обычно в пределах 150-3000%}. Твердое вещество высушенного торфа состоит из не вполне разложившихся растительных остат -ков - растительного волокна, продуктов разложения растительных остатков - темного бесструктурного вещества (гумуса) и неорганических примесей.

Волокнистая часть торфа при достаточном ее содержании может образовывать своеобразный структурный каркас, ячейки которого заполнены аморфной массой из продуктов разложения и неорганических примесей.

2.3.    Механические свойства торфов зависят от их структурных особенностей, определяемых степенью во -локнистости, плотности (влажности) и состава торфооб-разователей, косвенно отражаемого величиной зольное -ти торфа.

4

Т «блица 2

свойства торфяных грунтов

Фвэхко-мсхаиичесхво Рал коп иди ость В и a Поя- Сопротнвляо Наиме- Прирол- иая влаж ность Стопой! Степень воло*- ?5fTr. % груд— по крыльчатке НОВИ - яяо рыло -женин < .% па в природном залегании Осу- р- [или Jjn.TOT- НЫ&Г «25 >75 *43 СЗ >0.49 >0.42 <300 25-40 75-00 М3 СЗ >0,30 >0.33 мз >0.19 >40 «60 сэ >0.20 «25 >78 мз 0.49-0,20 Мало- СЗ 0.42-0,22 плаж- *43 0.30-0.17 мый 300-800 25-40 75-00 СЭ 0,33-0.10 >40 <00 М3 сэ 0,10-0,08 0.20-0,13 <25 >75 М3 0.20-0,10 С род- сэ 0,22-0.10 мая влаж- 900-000 25-40 75-00 М3 сэ 0,17-0,10 0,10-0,11 мости >40 <00 М3 сэ 0,08-0,06 0,13-0,08 Очонь вллж- <25 >75 М3 сэ 0,10-0,11 0,10-0.11 КЫЙ *00-1200 25-40 75-00 мэ 0,10-0,00 сэ ~ >40 <00 М3 0.05-0,03 сэ в

мость сдвигу Сжимаемость после уплотнении поД нагрузкой -С -0,5кгс/см при нагрузке/*, кгс/см* Мэвуль осадки Ч*. мм/м при нагрузке /> , кгс/см2 0,5 1.0 0.3 1.0 >2.50 >    1,72 >    1,25 >    1.05 >0,80 >0,73 >2.5 >3.3 «200 «<100) <300 (<200) 2.50-1,30 1,72-0,90 1,25-0,00 1,05-0,50 0,80-0,38 0.73-0,30 2.5-1.5 3,3-2,3 200-350 (100-250) 300-420 (200-370) 1,30-0,87 0,90-0,00 0,00-0,42 1.5-1,1 2,3-1,90 (8Ш> ,Ш88) 0,50 -U, 35 0.38-0.21 0.30-0.22 ООО ш 1,1-0,90 1,90-1,70 <ЯШ> т% 0,21-0,15 7

---

Сопротивляе по крыльчатке

в природном залегании

0,11-0,07

0,11-0,06

Примечания: 1. В скобках даны средние значения 2.* "мз" - малозольный торф (потеря при прокалива /^95%* 80%).

6. Величины показателей механических свойств при полицией.

2.4. Сапропели - представляют собой озерные отложения, образующиеся в водоемах в результате отми -рания животных и растительных организмов и оседания минеральных частиц, заносимых водой и ветром.

Механические свойства сапропелей зависят от их структурных особенностей, состава и плотности (влажности) в природном состоянии. Значения показателей механических свойств ориентировочно можно устано -вить по табл. 3.

2.о. Болотный мергель - представляет собой сог ременную рыхлую осадочную породу, образовавшуюся в озерно-болотных условиях при поступлении в водоемы вод, содержащих j растворенном виде кислый углекис -лый кальций Сс (HC0_s)₂ . По мере испарения воды и удаления из нее С0₂ из раствора выпадает углекислый кальций СаС0₃ . Болотный мергель может подстилать

8

Продолжение табл. 2

мость сдвигу, С*ся У кгс/см^ после уплотнения под наг -рузкой Р =0,5кгс/см^ Сжимаемость Модуль деформации £ .КГС/бм2, при нагрузке Р , кгс/см^ Модуль осадки €р у мм/м, при нагрузке р кгс/см^ 0,5 1,0 0,5 1.0 0,62-0,38 0,46-0,20 0,90-0,85 1,70-1,50 550-600 (470-490) 600-650 (550-570)

модулей осадки, без скобок - максимальные.

нии Л * 95%), *сз^г - торф средней зольности

промежуточных значениях влажности определяются интер

торфяную толщу или переслаиваться с торфяными плас -теми.

Мергель содержит от 25 до 50% карбоната кальция. Остальная часть состоит из песчаных, глинистых и илистых частиц и растительных остатков различной степе -ни разложения.

Механические свойства мергеля в зависимости от величины природной влажности ориентировочно можно определить по табл. 4.

2.6. Пресноводные илы. Илами называются глинистые грунты в начальной стадии формирования, которые образовались как структурный осадок в воде.

Илы в природном залегании характеризуются текучей консистенцией, наличием необратимых структурных связей и способностью к тиксотропным превращениям.

9

N |1 I г

• t

sS

К ₀ 1| Ji

ей с

о

:*

Г2

> К

-;

а х

с?