 |
Инженерно-геологические изыскания в районах распространения органо-минеральных и органических грунтов
|
|
|
|
Общие положения
6.1.1. К органоминеральным и органическим грунтам следует относить илы, сапропели, торфы и заторфованные грунты (ГОСТ 25100).
Ил - водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий в начальной стадии своего формирования, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Содержание органических веществ в илах, как правило, менее 10%. Обычно илы имеют коэффициент пористости е >= 0,9 - 1,5 (величина е возрастает от супесчаных к глинистым разновидностям), влажность w > 0,7 - 0,8, текучую консистенцию I_L > 1, содержание частиц мельче 0,01 мм составляет 30 - 50% по массе.
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. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию I_L > 1, высокую дисперсность - содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5% по массе. Сапропели следует различать по степени минерализации, прямо связанной с проточностью водоема.
Торф - органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% (по массе) и более органических веществ. Торфы, образовавшиеся в водоемах, подстилаются слоем озерных отложений различной мощности; торфы, образовавшиеся в результате заболачивания вследствие избыточного увлажнения, залегают на минеральном основании различного литологического состава. При перерыве процесса торфонакопления торфяные залежи могут быть перекрыты другими отложениями; в этих случаях торфы называются погребенными.
|
|
|
Следует различать торфы верхового типа, образующиеся в условиях бедного минерального питания при увлажнении поверхности в основном атмосферными осадками, и низинные, - образующиеся при богатом минеральном питании.
Грунт заторфованный - песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50% (по массе) торфа. По величине относительного содержания органического вещества (I_r, д.е.) глинистые грунты следует подразделять на слабозаторфованные - 0,1 < I_r <= 0,25, среднезаторфованные - 0,25 < I_r <= 0,40 и сильнозаторфованные - 0,40 < I_r <= 0,50. Кроме того выделяются грунты с примесью органических веществ: глинистые 0,05 <= I_r < 0,1; пески 0,1 <= I_r <= 0,3.
На территории Российской Федерации органоминеральные грунты распределены неравномерно, а занятая ими площадь в регионах составляет (в млн.га): Западная Сибирь - 34,1, Северо-Запад - 8,9, Дальний Восток - 5,7, Восточная Сибирь -3,1, Урал - 2,7, Центр - 1,4. В остальных регионах она колеблется от 0,04 до 0,5 млн.га. Морские илы развиты в прибрежной части Черного, Азовского и Каспийского морей и в приморских районах Дальнего Востока.
6.1.2. Органоминеральные и органические грунты следует подразделять на виды и разновидности в соответствии с таблицей 6.1.
Торфы при визуальном описании дополнительно следует подразделять по типу болот на верховые, переходные, низинные; по происхождению неразложившихся остатков - на лесные, лесо-топяные, топяные (древесные, травяные, моховые); по структуре (текстуре) на зернистые, войлочные, губчатые.
При описании сапропелей следует дополнительно отмечать их разновидность по составу: известковистые, кремнеземистые, детритовые.
6.1.3. К специфическим особенностям органоминеральных и органических грунтов относятся:
высокая пористость и влажность;
|
|
|
малая прочность и большая сжимаемость с длительной консолидацией при уплотнении;
высокая гидрофильность и низкая водоотдача;
существенное изменение деформационных, прочностных и фильтрационных свойств при нарушении их естественного сложения, а также под воздействием динамических и статических нагрузок;
анизотропия прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик;
склонность к разжижению и тиксотропному разупрочнению при динамических воздействиях;
наличие ярко выраженных реологических свойств;
проявление усадки с образованием усадочных трещин в процессе высыхания (осушения);
разложение растительных остатков в зоне аэрации;
наличие природного газа (метана);
повышенная агрессивность к бетонам и коррозионная активность к металлическим конструкциям.
Эти особенности позволяют считать рассматриваемые грунты малопригодными для строительства на них различных сооружений.
6.1.4. Органоминеральные и органические грунты могут использоваться в качестве основания сооружений, как правило, только после инженерной подготовки, которая может осуществляться двумя способами;
предварительного осушения открытыми канавами или дренами, что позволяет за период 6 - 12 месяцев уплотнить основание на 20 - 25%;
предварительного уплотнения грунтов временной или постоянной пригрузкой основания сооружения или всей площадки строительства насыпным (намывным) грунтом или другим материалом (с устройством фильтрующего слоя или дрен для ускорения процесса консолидации основания).
Таблица 6.1
┌─────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐
│ Тип │Вид грунта│Разновид- │Относите- │Коэффици- │Предельное│Содержание│ Полная │ Степень │
│ грунта │ │ ность │ льное │ ент │сопротив- │ частиц │ влагоем- │разложения│
│ │ │ грунта │содержание│пористости│ ление │ размером │ кость │ торфа │
|
|
|
│ │ │ │органичес-│при полной│срезу* t, │более 0,25│ W_sat, │D_dp, д.е.│
│ │ │ │ ких │влагоемко-│ 10(5) Пa │ мм, % │ д.е. │ │
│ │ │ │ веществ │ сти е_n │ │ │ │ │
│ │ │ │I_r, д.е. │ │ │ │ │ │
├─────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│Органоми-│Илы │Глинистые │ <0,10 │ >1,5 │ >0,05 │ <5 │ >0,60 │ - │
│неральный│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Суглинис- │ <0,10 │ >1,0 │ >0,10 │ <5 │ >0,35 │ - │
│ │ │тые │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Супесчаные│ <0,10 │ >0,9 │ >0,15 │ <5 │ >0,30 │ - │
│ ├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│ │Сапропели │Слабомине-│ >0,50 │ >10 │ <0,03 │ 30 │ >5,0 │ - │
│ │ │ральный │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Среднеми- │0,30-0,50 │ 6-10 │ <0,05 │ 20-30 │ 3,0-5,0 │ - │
│ │ │неральный │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Минераль- │0,10-0,30 │ <6 │ >0,05 │ 20 │ 1,8-3,0 │ - │
│ │ │ный │ │ │ │ │ │ │
│ ├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
|
|
|
│ │Заторфова-│Сильноза- │0,40-0,50 │ 5-6 │ >0,08 │ <5 │ 3,0-4,0 │ - │
│ │нные │торфован- │ │ │ │ │ │ │
│ │грунты │ные │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Среднеза- │0,25-0,40 │ 4-5 │ >0,08 │ <5 │ 2,0-3,0 │ - │
│ │ │торфован- │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ные │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Слабозато-│0,10-0,25 │ <4 │ >0,08 │ <5 │ <2,0 │ - │
│ │ │рфованные │ │ │ │ │ │ │
├─────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│Органиче-│Торф │Слабораз- │ >0,50 │ >18 │ >0,05 │ >70 │ >12,0 │ <0,20 │
│ский │ │ложившийся│ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Среднераз-│ >0,50 │ 12-18 │ >0,05 │ 50-70 │ 8,0-12,0 │0,20-0,45 │
│ │ │ложившийся│ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │Сильнораз-│ >0,50 │ 6-12 │ >0,05 │ 0-50 │ 4,0-8,0 │ >0,45 │
│ │ │ложившийся│ │ │ │ │ │ │
├─────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┤
│* По крыльчатке при вращательном срезе. │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
|
|
При выполнении лабораторных испытаний рекомендуется моделировать условия указанной инженерной подготовки.
При использовании органических и органоминеральных грунтов в качестве основания сооружений следует в соответствии с заданием заказчика выполнять инженерно-геологические изыскания до и после создания сооружения (насыпного или намывного массива грунтов).
6.1.5. При инженерно-геологических изысканиях для строительства в районах развития органоминеральных и органических грунтов должны быть получены материалы для:
оценки целесообразности сохранения указанных типов грунтов в качестве основания сооружений или необходимости их удаления, замены или прорезки сваями на полную мощность;
принятия проектных решений по инженерной подготовке площадки и благоустройству прилегающей территории;
выбора типа основания, обеспечивающего эксплуатационную надежность зданий и сооружений с учетом ожидаемых изменений инженерно-геологических условий на застраиваемой территории;
определения объема и технологии выполнения работ, необходимых для осуществления намеченных мероприятий.
6.1.6. Необходимо учитывать опыт проектно-изыскательских работ в районах распространения органоминеральных и органических грунтов, в соответствии с которым основными причинами деформаций зданий и сооружений являются:
недостаточная изученность рельефа минерального дна и свойств слагающих его отложений, которые могут характеризоваться низкими прочностными и деформационными показателями;
недостаточная изученность свойств слоистой толщи органоминеральных и органических грунтов и их изменчивости по глубине;
существенные различия в значениях показателей свойств грунтов, определяемых на образцах в лаборатории и в массиве;
недостаточная изученность консолидационных и реологических характеристик грунтов, а также особенностей процесса их уплотнения во времени;
неучет изменений порового давления в процессе испытаний;
отсутствие данных о прочностных характеристиках при динамических воздействиях;
отсутствие надежных количественных рекомендаций по повышению плотности и несущей способности грунтов путем предварительного осушения или иных мероприятий.
6.1.7. При проведении изысканий следует отдавать предпочтение полевым методам исследования грунтов в массиве (геофизические, зондирование), учитывая специфические свойства органоминеральных и органических грунтов, особые условия их залегания и трудности отбора образцов без нарушения природного сложения. Необходимо особое внимание уделять исследованиям содержания в грунтах органических веществ, определению профиля минерального дна и свойств слагающих его грунтов.
|
|
|
