пз Сафронов (Проект реконструкции моста через р. Новоенисейская на автодороге Невельск - Томари - аэропорт Шахтёрс), страница 2

Русло и берега песчаные. Преимущественно представлен песок мелкий, рыхлый по сложению (ИГЭ 13). Линзами и прослоями встречается в нижележащих отложениях. Подстилающие аллювиально-морские представлены толщей глинистых отложений. Верхний слой мощностью 1,0-1,5 м представлен суглинком тяжелым, песчанистым, мягкопластичным, с примесью органических веществ, с редким гравием (ИГЭ 7а). Подстилается суглинком тяжелым, пылеватым, текучепластичным, слабозаторфованным (ИГЭ 11а). Мощность 3,0-3,5 м. В переходной зоне к неогеновым отложениям залегает толща (8-9 м) суглинка легкого, полутвердого, гравелистого (ИГЭ 5б) с линзами обводненного гравийного грунта. Дополнительной скважиной 39а, пройденной около русла реки, описанная толща более слабая и представлена илами глинистыми, с примесью органических веществ (ИГЭ 9). Мощность слоя до 3 м. Суглинки гравелистые замещаются гравийным грунтом с суглинистым заполнителем до 40%, плотного сложения, насыщенным водой (ИГЭ 14). Мощность слоя 5,7 м.

С глубины 12,5 м скважиной 39а вскрыты неогеновые отложения, представленные в пределах глубины изучения, обломочной зоной коры выветривания. Грунты в пределах трещиноватой зоны представлены щебнем алевролитов с суглинистым заполнителем до 40% (ИГЭ 8б), прослоями обводнены по трещиноватости.

Ниже приводится описание рекомендуемых нормативных значений физико-механических свойств разновидностей по ИГЭ, в соответствии с критериями ГОСТ 25100-2011.

Техногенные отложения представлены грунтами природного происхождения, перемещенными в насыпь автодороги. Нормативные значения физических свойств получены по результатам лабораторных анализов, механические характеристики принимались по аналогии с природными грунтами.

ИГЭ 1 – Насыпной грунт земляного полотна - щебенистый с суглинистым заполнителем, плотный, малой степени водонасыщения. Заполнитель суглинок тяжелый, полутвердый-твердый. Среднее количество обломочного материала составляет 58,3%. Состав обломочного материала неоднородный, представлен как прочными эффузивными породами, так и осадочными, способными снижать прочность и разрушаться до состояния суглинка.

ИГЭ 2 - Насыпной грунт земляного полотна – суглинок легкий, пылеватый, полутвердый, со щебнем и дресвой (среднее 15,9%).

ИГЭ 4 - Насыпной грунт земляного полотна – суглинок тяжелый, пылеватый, мягкопластичный, гравелистый (среднее 27,3%) и с примесью органических веществ (среднее до 7%).

ИГЭ 17 – асфальт.

Природные грунты в естественном залегании представлены, минеральными, органоминеральными и органическими типами грунтов. Минеральные – глинистые, песчаные и крупнообломочные по видам, органо-минеральные - глинистые. Ниже приводится характеристика свойств разновидностей грунтов по видам.

Глинистые грунты преобладают в геологическом разрезе, что обусловлено литологическим составом материнских пород (аргиллиты, алевролиты, песчаники). Разделение на ИГЭ производилось по показателю текучести. Для разновидностей по генезису, числу пластичности, гранулометрическому составу, наличию включений, органики добавлялся буквенный индекс (а, б).

ИГЭ 5б - Суглинок легкий, полутвердый, гравелистый (35%).

ИГЭ 7а – Суглинок легкий, песчанистый, мягкопластичный, с примесью органических веществ (среднее 7,1%), с редким гравием (до 5%).

ИГЭ 9 – Ил суглинистый, с примесью органических веществ (среднее 9,5%).

ИГЭ 11а – Суглинок тяжелый, пылеватый, мягкопластичный, слабозаторфованный (среднее 10%).

Крупнообломочные грунты представлены 1 разновидностью элювиальных грунтов.

ИГЭ 8б – Щебенистый грунт с суглинистым заполнителем (выветрелый алверолит), плотный, малой степени водонасыщения, прослоями насыщенный водой. Заполнитель суглинок тяжелый, твердый, среднее содержание 40%.

ИГЭ 14 – Гравийный грунт с суглинистым заполнителем, плотный, насыщенный водой. Заполнитель суглинок легкий, твердый, среднее содержание 45%.

Органические отложения:

ИГЭ 10 - Почвенно-растительный слой.

Нормативная глубина сезонного промерзания 1,91-2,07 м для земляного полотна в зависимости от типов грунтов (ИГЭ 1, 2) и 1,52 м для природных грунтов (ИГЭ 13, 7а).

Район изысканий, согласно СП 14.13330.2011 (ОСР-97), относится к восьмибалльной зоне интенсивности сейсмических воздействий по шкале MSK 64 для средних грунтовых условий (II категория грунтов по сейсмическим свойствам), для объектов массового строительства (карта А). С учетом категории грунтов по сейсмическим свойствам сейсмичность участка реконструкции моста – 9 баллов, поскольку в разрезе преобладают грунты III категории по сейсмическим свойствам.

Нормативные и расчетные показателей физико-механических свойств грунтов приведены в таблице чертежа 64H-3-9012-0-02-ИИ-ИГ-03.

1.6 Гидрогеологические условия

Грунтовые воды комплекса четвертичных отложений вскрыты на глубине 0,6-1,5 м от поверхности земли (абс. отметки 0,75-1,73 м). Приурочены к пескам, гравийным грунтам, пористым глинистым отложениям и носят поровый характер. В алевролитах, выветрелых до щебня, имеют спорадическое распространение по зонам трещиноватости и не имеют выдержанного характера.

Грунтовые воды – без цвета, запаха, пресные с минерализацией 859 мг/л, с повышенным содержанием сульфатов и хлоридов; слабокислые - рН 6,6.

Грунтовые воды в зоне взаимодействия воды-среды с подземными конструкциями моста при расположении в глинистых грунтах (к_ф<0.1 м/сутки) по отношению к бетонам проявляют среднюю агрессивность по водородному показателю и слабую по концентрации агрессивной углекислоты к бетону марки W4 по проницаемости (табл. В3 СП28.13330ж.2012).

Грунтовые воды не агрессивны к бетонам на всех типах цементов (табл. В4 СП28.13330ж.2012) независимо от коэффициента фильтрации.

По отношению к арматуре железобетонных конструкций проявляют слабую агрессивность при периодическом смачивании и неагрессивные при постоянном погружении (табл. Г2 СП 28.13330.2012).

Пресные природные воды по отношению к металлическим конструкциям при свободном доступе кислорода, в интервале температур от 0, до 50 градусов и скорости движения до 1 м/с, относятся к категории среднеагрессивных при среднем значении рН=6,6 и концентрации сульфатов и хлоридов до 5 г/л (табл. Х3 СП 28.13330.2012).

1.7 Гидрологические условия

Согласно монографии «Ресурсы поверхностных вод, Дальний Восток, Сахалин и Курилы», рассматриваемые водные объекты относятся к Южному гидрологическому району острова.

По характеру водного режима постоянные водотоки относятся к группе рек с половодьем и паводками. Питание смешанное, в основном за счет атмосферных осадков и таяния снега, (доля стока талых вод в годовом объеме составляет 45-50%). Грунтовое питание незначительно и составляет 7-10% в общегодовом объеме.

Весеннее половодье является основной фазой водного режима. За зиму на водосборах накапливается большое количество снега, продолжительность половодья определяется снегозапасами и интенсивностью снеготаяния. Половодье на реках обычно начинается в середине апреля, заканчивается в июне, наибольшие расходы воды отмечаются в первой декаде-середине мая.

В формировании весеннего половодья кроме талых, принимают участие дождевые и подземные воды. Гидрограф весеннего половодья многопиковый, так как на малых водосборах половодье обычно проходит несколькими суточными волнами. Наибольшие расходы половодья формируются при совпадении интенсивного таяния снега, малых потерях на инфильтрацию и выпадении значительного количества жидких осадков. Гидрограф весеннего половодья многопиковый из-за наложения на весенний сток дождевых паводков, которые затем продолжаются в течение летнего и осеннего периодов. В связи с этим летняя межень нечетко выражена и имеет прерывистый характер.

Осенний сезон характеризуется дождевыми паводками, которые проходят до начала ноября и представляют собой хорошо выраженные подъемы воды в виде одномодальных или сложных пиков, разделенные непродолжительными периодами низких уровней. Зимняя межень наступает с появления ледяных образований в третьей декаде ноября и продолжается до начала апреля.

С наступлением межени водотоки переходят на подземное питание, осуществляемое за счет разгрузки запасов подземных и болотных вод в речную сеть. В формировании минимального зимнего стока участвуют главным образом воды зоны интенсивного водообмена, т.е. неглубоко залегающие безнапорные воды верхнего яруса. Зимняя межень характеризуется постепенным уменьшением запасов грунтовых вод. Продолжительность зимней межени зависит от суровости зимы, времени начала снеготаяния и составляет, в среднем 130 дней.

Водный режим устьевых участков рек непрерывно изменяется, так как связан с притоком воды рек и с колебаниями уровня моря, вызываемыми ветрами, постоянно меняющимися по силе и направлению. При изменении ветра на устьевых участках распространяются волны, которые дают сложную картину их водной поверхности. Также изменяются уровни воды, скорости и направления течения, это связано с тем, что уклоны при нагонах в реку могут иметь обратное направление. В период половодья преобладают сточные течения, направленные в море. В межень значительное влияние на направление течения оказывает ветер.

Термический режим зависит от климатических условий, характера питания, направления и скорости течения. Ход температуры воды в течение года в основном повторяет (с некоторым запозданием) годовой ход температуры воздуха, только колебания происходят более сглаженно.

Ледовый режим рек формируется в условиях снежной и суровой зимы. Первые забереги появляются при резком понижении температуры воздуха в начале ноября, которые переходят в ледяные перемычки или сплошной ледяной покров. Средняя продолжительность ледостава 143 дня, периода со всеми ледовыми явлениями 167 дней, наибольшая 190.

После установления ледостава увеличение толщины льда происходит неравномерно. На эту характеристику оказывает влияние температура воздуха, высота снежного покрова и воздействие морских приливов. В мягкие зимы толщина льда не превышает 15-25 см, в суровые зимы 50-60 см. Весеннее разрушение льда наступает при устойчивом потеплении, лед тает на месте. В середине-конце мая русла полностью очищаются ото льда.

Характер природных русловых деформаций, их тип и скорость развития определяются комплексом геолого-геоморфологических, климатических и гидрологических условий. Устья рек, впадающих в море, обладают специфическим режимом, отличающимся от режима всей реки. Границы устьевой области определяются распространением влияния моря на реку и наоборот.

Долины рек вблизи устья широкие, пойма чаще двусторонняя, заболоченная, с многочисленными понижениями, поросла луговым разнотравьем и болотной растительностью, затапливается в период стояния высоких уровней воды.

На участках рек в створе мостов сложились условия для плановой устойчивости русла. Стабилизации русла способствуют небольшие уклоны и скорости течения, а также затухание волновых явлений моря на существующем расстоянии от уреза береговой линии.

На скоростной и уровенный режим рек оказывает значительное влияние подпор от воздействия морского волнения, когда устье замывается наносами (песком). В этот период влияние подпора распространяется выше мостов, происходит затопление поймы в обе стороны по старичным понижениям. Воздействие моря прослеживается выше мостовых переходов, это явление учтено при расчетах уровней воды.

Русла рек суглинистые, сверху покрыты слабоокатанной галькой, карчехода нет. На р.Новоенисейская возможен заход отдельных карчей со стороны моря. Уровень морской коррозии составляет 1,0-1,2 м от летнего уровня воды.

Основные расчетные гидравлические характеристики р.Новоенисейская приведены в прилагаемой ниже таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Основные расчетные гидравлические характеристики

Продолжение таблицы 1.2.

1.8 Определение отверстия существующего моста

Отверстие моста определяется по формуле:

, (1.1)