книги / Проектирование мостовых переходов через большие водотоки

При предварительных инженерно-геологических обследованиях надо рекомендовать применение электроразведки с заложением небольшого количества буровых скважин, необходимых отчасти для контроля результатов электрообследования, а в основном для получения физико-технической характеристики грунтов. Электроразведочные обследования характеризуются высокой производи­ тельностью и незначительной стоимостью работ. Используемое обо­ рудование несложно и легко транспортируется: для проведения

J

Рис. 29. Схема установки для электроразведочных работ по методу сопротивлений

электроразведочных работ необходимо иметь измерительный при­ бор, две катушки с проводом, источник тока в виде сухих батарей и металлические заземлители. Отряд состоит из инженера-геофизика и 2—3 рабочих.

Сущность метода сопротивлений как основного из всех методов электроразведки состоит в том, что через грунты пропускается по­ стоянный электрический ток, а на поверхности земли измеряется сопротивление обследуемых грунтов. Зная величину сопротивления, можно, не вскрывая грунтовые напластования, определить, какая и на какой глубине залегает порода.

Обследование обычно сводится к так называемому вертикаль­ ному электрическому зондированию (ВЭЗ), выполняемому уста­ новкой, изображенной на рис. 29, принцип работы которой заклю­ чается в следующем. В двух удаленных друг от друга точках А и В при помощи металлических стержней (питающих электродов) в

землю вводится по проводам от батареи электрический ток, сила которого измеряется специальным прибором. В двух других точках М и N, лежащих симметрично относительно середины линии А В и

сравнительно близко к ней, измеряется разность потенциалов. На основании этих данных по формуле, близкой формуле закона Ома,

дополняются путем проведения контрольного бурения. Ориенти­ ровочное количество контрольных выработок при электроразведке указано в табл. 3.

Из разведочных выработок (буровых скважин, шурфов, расчисток) берутся образцы грунтов для исследования их в лабора­ тории. Берутся также пробы воды. Для решения вопроса о типе и конструкции фундаментов опор выполняются следующие виды ла­ бораторных анализов: а) для несвязных грунтов — механический

состав, угол естественного откоса, максимальная и минимальная пористость, угол внутреннего трения, коэффициент фильтрации для пород, лежащих ниже уровня грунтовых вод; б) для связных грунтов — механический состав, объемный вес, пределы пластич­ ности, естественная влажность, пористость, карбонатность, содер­ жание органических веществ, сопротивление сдвигу, компрессион­ ные испытания; в) для скальных и полускальных пород— предел прочности при сжатии, компрессия и сдвиг, объемный и удельный вес; г) химический состав подземных и поверхностных вод.

П о д р о б н ы е и н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е с к и е об­ с л е д о в а н и я содержат те же виды работ, что и предвари­ тельные. Размещение выработок производится в зависимости от количества мостовых опор, размера и типа регуляционных соору­ жений, а также от однородности грунтов, залегающих в основании опор. Выработки должны быть заложены вне периметра основания, но около каждой мостовой опоры в следующем количестве: при од­ нородных грунтах — 1 шт.; при неоднородных —2 шт. (иногда 3—

4). Подробные обследования проводятся только по выбранному ва­ рианту трассы перехода и в том случае, если геологическое обследо­ вание на предварительной стадии было выполнено в ограниченном объеме, недостаточном для разработки конструкций сооружения.

П р е д п о с т р о е ч н ы е и н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е ­ с к и е о б с л е д о в а н и я производятся на стадии состав­ ления рабочих чертежей и выполняются лишь в случае изменения схемы моста и отметок заложения фундаментов опор, изменения по­ ложения трассы подходов и регуляционных сооружений по сравне­ нию с предыдущей стадией проектирования, а также при необходимо­ сти производства дополнительных обследований по замечаниям

ке, так и на реках-аналогах, либо реки-аналоги вообще отсутствуют. Для хорошо и удовлетворительно изученных рек, как правило, гидрометрические наблюдения при высоких водах не производят, а ограничиваются морфометрическими обследованиями. На малоизу­ ченных и неизученных больших реках наряду с морфометрически­ ми обследованиями должны производиться гидрометрические на­

блюдения.

Морфометрические обследования, не требующие длительных тру­ доемких наблюдений и сопряженных с ними значительных затрат, в сочетании с имеющимися подробными сведениями о гидрологиче­ ском режиме реки, собранными ранее в период камеральной подго­ товки, могут дать вполне достаточный материал для обоснованного

коррективы, основанные на визуальных наблюдениях проектиров­ щиков, выезжавших на место перехода во время прохождения ве­

да; в) горизонты высокой подвижки льда; г) горизонты низкой под­ вижки льда; д) горизонты меженных вод. Указанные горизонты могут быть установлены по данным существующих много лет водомерных постов, анкетным способом — путем опроса старожилов, по следам на местности и по литературным и архивным материалам.

2.Коэффициенты шероховатости русел и пойм.

3.Ледовый режим реки.

4.Характер руслового процесса.

При морфометрических обследованиях выполняются следующие съемки: 1) съемка продольного профиля реки на участке перехода с определением уклонов реки; 2) разбивка и съемка морфометриче­ ских створов. Эти съемки производятся одновременно с топографо­ геодезическими работами и увязываются с ними.

Определение редко повторяющегося горизонта высокой воды. Наиболее достоверным источником получения сведений об этом горизонте являются данные, получаемые гидрометеослужбой на многолетних водомерных постах. Следует пользоваться данными постов, наиболее близко расположенных к мостовому переходу. Желательно, чтобы непрерывные наблюдения на водомерном посту у места перехода велись на протяжении не менее 15 лет. Поданным этих постов строятся кривые связи уровней (см. гл. IV), подлежа­ щие экстраполяции во время гидрологических расчетов. При от­ сутствии водомерного поста в непосредственной близости от мосто­ вого перехода и невозможности построить кривую связи произво-

дится перенос уровня, установленного на вышерасположенном или на нижерасположенном водомерном посту, по величине уклона реки.

На малоизученных и неизученных реках часто применяется метод установления ГВВ путем опроса старожилов. В результате опроса составляется специальный акт. В нем фиксируются отметки уровней, показанные старожилом на местности. Желательно, чтобы отметки уровней были указаны в непосредственной близости от мостового перехода. Для получения возможно более правильных сведений о ГВВ необходимо опрашивать нескольких старожилов, таким образом, будет возможен контроль крайних (высоких и низ­ ких) показаний. Помимо сведений о ГВВ, старожилы, как правило, могут сообщить данные о режиме ледохода, наличии карчехода, интенсивности размыва берегов, интенсивности донных отложений. При установлении ГВВ путем опроса старожилов обычно остается невыясненной вероятность превышения зафиксированного высокого горизонта. Поэтому желательно также опросным путем получить данные о горизонтах за другие годы, когда уровни стояли ниже.

Другим способом установления ГВВ является натурный визу­ альный метод фиксирования его по следам на местности, применяе­ мый, как правило, на неизученных реках в необжитых районах или для контроля показаний старожилов.

Следами на местности являются: отложения наносника (сучки, трава, ил) на пологих берегах, кустарнике, деревьях; отложения взвешенных речных наносов, а также следы нефти на коре деревьев или крутых берегах; полоса смыва «загара» на скальных берегах; следы подмыва крутых нескальных берегов; границы распростране­ ния пойменной растительности в степных засушливых районах; сле­ ды на зданиях и сооружениях.

При использовании следов на местности ориентировочно можно считать, что нижняя, наиболее яркая полоса смыва «загара» от­ носится к среднему паводочному горизонту, а слабо выраженная верхняя полоса — к горизонту с вероятностью превышения 1 : 204- 4-1 Ю. Следы смыва «загара» более редких паводков обычно не сохраняются, как и следы на размываемых крутых берегах. Следы на деревьях и оценка паводка по пойменной растительности отно­ сятся к вероятностям превышения порядка 1 : 104-1 5, а граница между пляжем и крутым берегом — к среднему паводочному гори­ зонту.

Для горных рек необходимо обязательно занивелировать следы на скальных берегах выше и ниже намечаемого створа мостового

Назначение коэффициентов шероховатости русла и пойм. Для определения скоростей течения и расхода воды в живом сечении реки и в отдельных его частях (русловой и пойменной) необходимо установить величины коэффициентов шероховатости. Поскольку

от расхода воды при расчетном горизонте высоких вод зависят величина отверстия моста и глубина фундирования опор, назначе­ нию коэффициентов шероховатости должно уделяться серьезное внимание.

При оценке шероховатости пойм нужно учитывать характер и густоту растительного покрова на пойме, наличие староречий, промоин, возможные неправильности и косоструйность течения, а также характер грядовых скоплений наносов, размер частиц наносов, наличие валунных или каменистых отложений.

В приложении 1 приводятся коэффициенты шероховатости ру­ сел и пойм по классификации М. Ф. Срибного, которой рекомен­ дуется пользоваться в качестве основной.

Ледовый режим реки может быть выяснен по материалам посто­ янных водомерных постов, а также путем опроса старожилов и по наблюдениям самих изыскателей. Необходимо установить: а) мак­ симальную толщину льда; б) максимальный и минимальный уровень первой подвижки льда; в) максимальный горизонт ледохода; г) ин­ тенсивность ледохода по ширине разлива реки при высоких водах; д) размеры плывущих льдин; е) выяснить возможность, причины образования и месторасположение заторов и зажоров льда, а также разрушения берегов, вызванные действием ледохода; е) места про­ мерзания реки до дна, места образования наледей.

Особое внимание должно уделяться изучению ледового режима рек северных районов СССР, так как эти реки, как правило, ха­ рактеризуются тяжелым ледоходом и образованием заторов, за­ жоров и наледей. Некоторые реки Севера и Дальнего Востока про­ мерзают зимой до дна. На них во время прохождения высоких вод возможны значительные подъемы уровня воды, вызываемые тем, что часть живого сечения потока еще заполнена льдом.

Русловой процесс. Обычно транспортная проектная организа­ ция не ведет постоянных, длительных наблюдений за русловым процессом в реке. Для получения сведений о деформациях русел и движении скоплений наносов собираются данные других органи­ заций, связанных с использованием реки. Необходимые сведения о судоходных реках можно получить в бассейновых управлениях и в технических участках водного пути Министерства речного флота. Большую ценность представляют лоцманские карты и дру­ гие съемки русла за ряд лет. Сопоставление планов русел, снятых в разные годы, дает наиболее полное и верное представление о типе руслового процесса и его интенсивности. Полезно также во время изысканий производить опрос старожилов из числа жителей при­ брежных районов (рыбаков, паромщиков, бакенщиков). Они могут дать достоверные сведения о развитии меандр, их отделении от русла, о движении побочней и образовании проток и стариц. В ре­ зультате изучения руслового процесса для равнинных рек с меандрирующими руслами устанавливаются интенсивность разрушения вогнутых берегов реки, смещения меандр, как в продольном, так

и поперечном направлениях. Для рек с периодически расширяю­ щимися руслами устанавливается скорость перемещения побочней.

При изучении рек с меандрирующими руслами следует иметь в виду, что наиболее крутой излучине соответствует наибольшая глубина, а на реках с периодически расширяющимися руслами наибольшая глубина находится в створе побочня, где ширина ме­ жени наименьшая. В период производства полевых работ в ука­ занных местах необходимо произвести съемку поперечных профилей русла реки для определения возможной величины сосредоточен­ ного размыва, что необходимо знать для фундирования опор моста.

Р и с. 31. С хема п родол ьн ого проф иля реки

Кроме того, на равнинных реках с поймами особое внимание долж­ но быть уделено определению ширины коренного русла между бровками, так как от нее зависит величина отверстия моста.

На реках с блуждающим руслом необходимо установить границы зоны блуждания. Причем современная активная русловая зона, характеризующаяся наличием сети рукавов, протоков, разделенных отмелями и островами, устанавливается повторными съемками, производимыми при изысканиях на различных стадиях проектиро­ вания мостового перехода.

Продольный профиль реки в месте перехода составляется для определения продольных уклонов свободной поверхности воды и построения продольного профиля дна и берегов русла (рис. 31). Отметки для построения линии дна и берега коренного русла полу­ чают при топографо-геодезических работах (см. §8). Протяженность продольного профиля обычно равна длине участка реки на гене­ ральном плане мостового перехода.

Длина участка, на котором производится нивелирование урезов воды и определяются отметки ГВВ, в отдельных случаях может быть больше, чем длина участка реки, охватываемого генеральным планом. Так, если за пределами генерального плана на расстоянии до 5 км имеется постоянный водомерный пост, желательно довести

съемку отметок воды до поста. Когда переход располагается в зоне подпора от другой реки, вниз от перехода продольный про­ филь снимается до устья пересекаемой реки, где необходимо уста-