Карстовые процессы происходят в толще растворимых горных пород (гипса, известняка, доломита, каменной соли). В результате деятельности грунтовых и проникающих поверхностных вод такие горные породы растворяются и уносятся подземными водами. В толще земли образуются пустоты, а на поверхности углубления, вызванные проседанием грунта, часто имеющие округлую форму. Диаметр карстовых воронок до 50 м, а глубина до 20 м. Строительство дорог в кастовых районах сопряжено с опасностью разрушения дорог при развитии карстовых процессов. При инженерных изысканиях дорог должна быть установлена интенсивности карстовых явлений, которая зависит от состава горной породы, степени её трещиноватости, растворимости, химического состава грунтовых вод и от рельефа местности. По степени опасности для строительства карст делят на два типа: 1) карст в легкорастворимых породах (гипс, каменная соль), где ежегодно могут возникать воронки и просадки; 2) карст в труднорастворимых породах (известняки, доломиты, мел), развитие карста протекает медленно, и новых элементы карстового ландшафта часто не появляются десятилетиями. Для относительно безопасного проложения трассы необходимо, чтобы малопроницаемый для воды поверхностный грунтовый слой имел толщину не менее 8-10 м; водорастворимая горная порода была малой толщины; грунтовая вода была малоагресивна, а её расход небольшой. При проложении трассы в карстовых районах предусматривают следующих мероприятия, направленных к уменьшению количества воды, поступающих в подземных трещины: 1) планировка придорожной полосы и отвод воды; 2) укрепление русел воронок и отводных канав; 3)засыпка карстовых воронок водонепроницаемым грунтом; 4) заполнение через буровые скважины карстовых полостей песчано-глинистыми и песчано-цементными растворами; 5) устройство глубокого дренажа, прерывающего движение грунтовых вод; 6) пересечение участков карстовой полости эстакадой с опорами, заложенными ниже толщи, подверженной карстовым процессам.
Тема: Проектирование дорог в заболоченных районах.
Болотами называют излишне увлажнённые участки земляной поверхности, на которых большую часть года застаивается вода. Участки, на которых происходит систематическое переувлажнение, а травяной покров отсутствут, называется заболеченным. Болота распространены в районах, где количество выпадающих осадков превышает испарение, а средние температуры летних месяцев невелики. По условиям расположения и питания водой различают верховых и низинные болота. Образование верховых болот начинается с появления в лесу мха, удерживающего в себе воду. Начинается торфообразовательный процесс. По мере зарастания и утолщение слоя торфа условия жизни деревьев ухудшаются, они начинают гибнуть. Заключительной фазой образование верхового болота является появление белого мха, которых обладает чрезвычайно большой водоудерживающей способностью. Нижние слои белого мха отмирают, образуя торф. В дальнейшем на верховых болотах могут возникать застои воды – мочажины. Низинные болота образуются в результате зарастания водоёма. Зарастание идёт от берегов к середине, у берегов появляется осока, камыш, плавающая растительность. Их отмирающие остатки повышают дно водоёма и постепенно растительность продвигается к его середине. Дно также повышается за счёт образования ила, оседающих глинистых частиц, а также за счёт сапропеля – отложений, образующихся в водоёмах из остатков, обитающих в них микроскопических животных, растений и продуктов их жизнедеятельности. К середине водоёма появляются плавающие растения, затягивающие всю поверхность сплошным ковром – сплавиной, образованной корневищем и мхом. Сплавина постепенно утолщается за счёт нарастания растений, пока не соединится с отложениями на дне водоёма. Со временем на сплавине появляется травянистая растительность и кустарники. Остатки болотной растительности, подвергшиеся неполному разложению, образуют торф. Инженерная классификация болот делит их на три типа: 1) заполненные торфом и другими болотными отложениями, устойчивой консистенции, сжимающиеся под весом трехметровые насыпи; 2) заполненные торфом и другими болотными отложениями разной консистенции, выдавливающиеся под весом трехметровой насыпи; 3) заполненные илом и водой, часто имеющие на поверхности сплавину. На участках пересечения болот должны быть сняты план, продольный и поперечный профили, проведено бурение, отбор и изучение образцов торфа. Бурят с проникновением в минеральное дно. На сплавинных болотах изыскательские партии вынуждены работать зимой. Земляное полотно на болотах проектируют в насыпях в соответствии и требованиями к возвышению бровки земляного полотна в местах с длительных стоянием поверхностных вод. Конструкцию ЗП назначают в зависимости от категории дороги. Глубины болота, вида и плотности торфа, а также капитальности дорожной одежды. На дорогах с капитальным типом покрытия при глубине болота до 4 м насыпи возводят на минеральном дне с полным выторфовыванием.
(рис. 8)
На дорогах с переходными типами покрытия, на болотах с устойчивыми торфами, возводят земляное полотно: 1) с частичным выторфовыванием; 2) без выторфовыванием.
(рис. 9, 10)
Осадка земляного полотна на торфяном основании может затянуться на несколько лет. Эффективным методом ускорения осадки является устройство вертикальных песчаных дрен D=30 см через 3-5 м. Действие этих дрен основано на сокращении пути фильтрации воды, выжимаемой из основания.
(рис. 11)
Разновидностью вертикальных дрен является продольная прорезь, заполняемая песком.
(рис.12)
На болотах сплавинного типа насыпи возможна отсыпка насыпи с погружением сплавины на дно.
(рис.13)
При сооружении насыпи на болотах 1 и 2 типа, когда основание не может воспринять без нарушений устойчивости отгрузку от всей насыпи, применяют способ постепенного загружения (предварительной консолидации). Отсыпка ведут в режиме, при котором каждая последующая ступень нагрузки прикладывается после упрочнения грунта основания за счёт его уплотнения от предыдущей степени нагрузки. Для ускорения осадки плавающих насыпей для болот 1 и 2 типа может быть применена временная пригрузка насыпи дополнительным слоем грунта. Толщина слоя временной пригрузки и время её выдерживания устанавливают расчётом. После достижения расчётной осадки пригрузочный слой убирают. Глубокие болота бывает целесообразно пересекать эстакадами.
Лекция 5.
