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 не менее 30 см, если меньше, то это заболоченные земли.
Задачами обследования являются:
1. определение вида болота и условий питания его водой;
2. выявление глубины и рельефа дна болота в полосе перехода через него;
3. определение вида и физико-механических свойств торфа (по слоям), сапропеля и минерального дна;
4. выбор наилучшего варианта перехода через болото.
( Виды болот:
Низинные — расположены в низких местах, характерная растительность — ольха, берёза, осока, тростник, рогоз.
Переходные — характерны берёза, сосна, осоки, сфагновые мхи.
Верховые — расположены на водоразделах, вода в них резко кислая, растительность — лиственница, багульник, кассандра, клюква, пушица, шейхцерия. В свою очередь они делятся на два типа:
Лесные — покрыты низкой сосной, вересковыми кустарниками, сфагнумом.
Грядово-мочажинные — похожи на лесные, но покрыты торфяными кочками и деревья на них практически не встречаются.
Сапропель – пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков.)
Работы по обследованию болот включают в себя составление плана болота в месте перехода, зондировку болота, лабораторные исследования, камеральную обработку материалов. План болота составляют путем простейшей инструментальной съемки.
На план болота наносятся контуры болота, растительность, незаросшие водные пространства («окнища»), места заложения буровых скважин.
Зондировка болота проводится с целью определения его глубины, мощности, состава торфа и сапропеля, а также отбора их проб для лабораторных испытаний. Зондировку скважины располагают по поперечникам так, чтобы среднее из них лежали на оси дорожной трассы. Это позволяет проследить изменения глубины болота и в продольном и в поперечном направлениях. Расстояние между скважинами в поперечнике и между поперечниками не должно быть больше 20-30м
При этом, если между соседними скважинами глубина болота более 1 м, закладывают дополнительную промежуточную скважину.
При пересечении большого однородного болотного массива, расстояние между скважинами может быть увеличено. Бурение скважин ведется специальными болотными бурами с отбором проб грунта нарушенного сложения и монолитов через каждые 0,5-1 м.
В результате полевых обследований болота составляют не только план болота на участке пересечения его дорожной трассой, но и продольный и поперечные разрезы.
Рисунок – Схематический продольный разрез через болото
Лабораторные исследования отобранных проб торфа и сапропеля уточняют полевые характеристики в отношении вида, степени разложения, растекаемости и влажности. Кроме того при необходимости в лаборатории определяют зольность и сжимаемость торфа.
Общая оценка болота делается исходя из способности торфяной залежи воспринимать внешнюю нагрузку (несущая способность). В соответствии с несущей способностью устанавливают высот насыпи на болоте и способ ее возведения.
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.
Рисунок – Схема установки AMNB
AB – питающие электроды, соединенные с генераторной группой, на них подается электрический ток, который проходит через грунт.
MN – приемные электроды, соединенные с регистрирующей аппаратурой, измеряющей разность потенциалов.
Зная силу токаи разность потенциалов находят удельное сопротивление, а по нему и определяют породу
Электроды относительно нулевой точки постепенно раздвигают в разные стороны с шагом 15-25 м
При этом глубина проникновения тока увеличивается, составляя при этом 0,1 расстояния АВ. Если на пути движения электрического тока будут встречаться породы с различным удельным сопротивлением, то будет происходить неравномерное изменение потенциала между измерительными электродами.
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.