Типы болот и способы возведения на них насыпей. Указания Указания по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на болотах Болото 1 типа

16.12.2023 -

- 5.74 Мб

СООРУЖЕНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА БОЛОТАХ

1.Типы болот, конструкции насыпей, сроки консолидации

появившиеся вследствие заболачивания суши. По условиям расположения и питания водой различают болота: низинные - грунтового, озерного или речного питания; переходные - смешанного питания; верховые - атмосферного питания.

В строительной практике пользуются классификацией (табл. 1), принципы которой разработаны Н. П. Кузнецовой (1936 г.), а позже несколько дополнены К. С. Ордуянцем (1946 г.) и В. Д. Казарновским (1976 г.). Эта классификация основана на характеристике строения болотной толщи.

Для строительных целей необходима характеристика грунтов, слагающих болотную толщу, поэтому в дополнение к инженерной классификации болот их делят по прочностным показателям на три строительных типа: I тип -грунты, выдавливание которых из-под насыпи невозможно; II тип - грунты, выдавливание которых возможно; III тип - грунты, выдавливание которых происходит обязательно.

Изучение механических характеристик болотных грунтов показывает, что они зависят от состава и состояния грунтов, поэтому тип болотного грунта устанавливают по таким показателям, как влажность и зольность (табл. 2).

Конструкции земляного полотна на болотах (табл. 3) принимают с учетом типа болот, свойств болотных грунтов, капитальности дорожных сооружений и экономических факторов. При выборе конструкции, как правило, для каждого болота рассматривают несколько возможных вариантов.

Таблица 1

Таблица 2

Разновидность торфяного грунта (по природной влажности, %)	Вид торфяного грунта
	Волокнистый, зольность >75%	Слабоволокнистый, зольность 75-60%	Неволокнистый, зольность <60%
	Тип торфяного грунта
Осушенный (W<300)
Маловлажный (W=300…600)
Средней влажности (W=600…900)
Очень влажный (W=900…1200)
Избыточно влажный (W>1200)

* К 1 типу относить грунты при W<500%

** К 1 типу относить торф средней зольности при W<400%

Таблица 3

Тип болота	Глубина болота	Дорожное покрытие
		Усовершенствованное	Насыпь с полным выторфовыванием или продольными прорезями
			Насыпь с вертикальными дренами
		Низшее или переходное	Насыпь с частичным выторфовыванием или без выторфовывания
		Усовершенствованное	Насьпь с погружением на минеральное дно; насыпь опирается на железобетонные сваи или оболочки, взвешенные в болотной массе; дорога проходит по эстакаде
			Насыпь, опирающаяся на минеральное дно; дорога проходит по эстакаде

При строительстве дорог с усовершенствованными капитальными или облегченными типами покрытий применяют конструкции, при которых исключается осадка земляного полотна после устройства дорожной одежды. На болотах I типа небольшой глубины устраивают насыпи, опирающиеся на минеральное дно (рис.1,а) или с продольными дренами (рис.1,б) на болотах с вертикальными дренами (рис.1,в). При строительства дорог а переходными и низшими типами покрытий на болотах I и II типов глубиной до 4 м возводят насыпи с частичным выторфовыванием (рис.1, г) или без выторфовывания (рис. 1,д). На болотах Ш типа дороги с любым типом покрытия устраивают в насыпи, опирающейся на минеральное дно болота (рис. 1, е). Такую конструкцию применяют на болотах II типа при сооружении дорог с усовершенствованными покрытиями. Кроме приведенных конструкций, иногда земляное полотно устраивают опирающимся на сваи, железобетонные оболочки, взвешенные в болотной массе, или дорогу прокладывают на эстакаде.

Наиболее простым и экономичным решением является возведение земляного полотна непосредственно на поверхности болота. Возможность осуществления таких конструкций рассматривают в первую очередь.

Следует заметить, что почти все дороги, построенные в дореволюционное время на переходах через болота, имели в основании насыпи деревянный настил (слани). Многие из этих дорог эксплуатируются до настоящего времени. Устойчивость такой конструкции определяют горизонтальные элементы, которые воспринимают растягивающие напряжения. Элементы сланей служат арматурой грунтовой конструкции. В настоящее время в качестве такой арматуры применяют стержня и полосы из металла или пластмасс, покрытие из синтетической ткани (стеклоткань). Арматуру укладывают в нижнюю часть насыпи на предварительно отсыпанный рабочий слой толщиной 15-20 см. Стержни укладывают в виде решетки. Поперечная арматура является рабочей, продольная служит для распределения усилия и анкеровки. Уложенную арматуру или ткань засыпают слоем грунта, который выравнивают и уплотняют, после чего насыпь возводят обычным способом. При выборе конструкции земляного полотна на болоте учитывают расходы на строительство и последующую эксплуатацию дороги. Существенное значение имеет время консолидации земляного полотна, особенно при необходимости устройства капитальной дорожной одежды.

Примеры строительной стоимости различных конструкций приведены на рис. 2, эксплуатационных затрат и продолжительности консолидации - в табл. 4.

Таблица 4

Вариант конструкции	Затраты на 1 км. тыс.руб.	Коэффициент удорожания	Продолжительность консолидации, мес., при глубине болота
Вариант конструкции	Затраты на 1 км. тыс.руб.	Коэффициент удорожания
Земляное полотно на минеральном грунте
Массивная насыпь на торфе
Облегченная насыпь
Насыпь с выторфовыванием
Насыпь с дренажными прорезями

Сравнение вариантов конструкции земляного полотна на болоте производят по разности показателей в приведенном виде

где С 1 и С 2 - сметные стоимости соответственно первого и второго вариантов; Э 1год и Э 2год -среднегодовые эксплуатационные затраты для первого и второго вариантов; Е н - нормативный коэффициент эффективности (применяется в настоящее время равным 0,12); Т 1 и Т 2 -длительность строительства по первому и второму вариантам; Нр - условно-постоянные накладные расходы по первому варианту; Пр -среднегодовая прибыль в транспортной отрасли за счет ввода в действие; S 1 и S 2 - величина ущерба от аварийного выхода объекта из строя для первого и второго вариантов; g 1 и g 2 - вероятность аварийных разрушений для первого и второго вариантов за срок службы конструкций; К 1 и К 2 - средний размер основных производственных фондов и оборотных средств для первого и второго вариантов.

Расчет производят на весь нормативный срок работы дороги на всю протяженность перехода через болото.

2. Возведение насыпей с полным или частичным выторфовыванием

Удаление торфа - выторфовывание - производят с помощью машин, взрывным способом или применяют гидромеханизацию.

Выторфовывание возможно только на болотах I и II типов. До начала основных работ на болотах, так же как и на других участках, выполняют подготовительные работы, которые состоят из расчистки дорожной полосы от леса, осушительных работ и устройства подъездов для движения транспортных средств.

Несущая способность болотных грунтов очень низкая (14-18 кПа), поэтому для таких условий применяют машины специальной болотной модификации, давление которых на грунт составляет около 25 кПа, что также часто превышает допустимую нагрузку. Для улучшения условий работы проводят осушение болот путем устройства канав. Несущая способность осушенных болот приблизительно равна 30 кПа, что уже достаточно для прохода специальных машин, однако при длительной работе машин с одной стоянки такая прочность болотного грунта все же мала.

Подготовительные работы часто выполняют в зимний период, когда при достаточной глубине промерзания можно применять обычные машины. При устройстве подъездных дорог на участках слабых грунтов применяют деревянные колейные покрытия или покрытия из элементов сборного железобетонов.

Выторфовывание машинами. Для удаления торфа применяют бульдозеры или экскаваторы. При неглубоких осушенных болотах (до 2 м) или при естественном невысоком уровне воды над минеральным дном выторфовывание производят бульдозером путем послойной разработки торфа перпендикулярно оси дороги. Отвалы торфа располагаются по краям выработки. На мелких болотах выторфовывание производят на полную глубину. Отсыпку насыпи на подготовленном участке производят при послойной укладке и уплотнении грунта. Для отсыпки нижней части насыпей на болотах допускают только дренирующие грунты: песчаные крупные или средней крупности, крупнообломочные или скальные, а также супеси легкие крупные с содержанием глинистых частиц не более 6%. Толщина дренирующего слоя должна быть на 0,5 м больше суммы глубины выторфовывания и осадки основания S. Выторфовывание бульдозером экономичнее, чем экскаватором, и его применяют всегда при наличии необходимых условий.

Выторфовывание экскаватором производят с оборудованием драглайна, при этом возможны два способа разработки торфа; экскаватор перемещается непосредственно по поверхности болота или по переносным щитам и производит работу «на себя» (рис. 3, а); экскаватор перемещается по отсыпаемой насыпи и работает «от себя» (рис. 3, б).

Второй способ применяют обычно на болотах II типа, когда несущая способность болотных грунтов недостаточна для безопасной работы машин.

Вынутый торф складывают в отвалы или вывозят. Отвалы размещают от края траншеи на расстоянии, равном или большем глубины болота.

Одновременно с разработкой траншеи для насыпи тем же экскаватором устраивают и боковые канавы.

Траншею, образующуюся при выторфовывании, необходимо быстро заполнять грунтом насыпи, так как откосы ее сравнительно скоро оплывают и пустая траншея заполняется водой или жидкой болотной массой, (особенно при болотах II типа). Минеральный грунт насыпи вытесняет воду и жидкую болотную массу, но часть торфа

может оказаться засыпанной грунтом насыпи и это вызовет в дальнейшем ее деформацию. С целью уменьшения вероятности такого случая глубину выторфовывания принимают больше мощности торфа на 15-20 см.

Отсыпку насыпи вначале ведут по способу «с головы» до уровня поверхности болота или на 15-20 см выше, дальнейшую досыпку до проектной высоты производят по способу «послойной отсыпки».

Для уплотнения нижней части насыпи применяют метод временной пригруэки, механическое уплотнение трамбующими плитами и глубинное виброуплотнение. Грунт верхней части насыпи уплотняют обычным послойным способом катками или трамбующими машинами. Схемы организации работ при выторфовывании экскаваторами показаны на рис. 3.

При выторфовывании экскаватором с поверхности болота работы выполняют на четырех-пяти захватках. На I захватке экскаватор драглайн производит выторфовывание. Экскаватор устанавливают на деревянный щит из круглого леса диаметром 10-18 см. Выторфовывание производят на всю ширину насыпи или на половине ширины в зависимости от параметров применяемого экскаватора и размера насыпи по ширине. Торф выгружают в отвал, расположенный сбоку. По мере продвижения экскаватора вдоль трассы он переходит на второй щит, а первый переставляют вперед.

На II захватке засыпают траншею выторфовывания и отсыпают насыпь на высоту 0,5-0,6 м над поверхностью болота, Грунт доставляют на автомобилях, тракторных прицепах или скреперами. Выгруженный грунт перемещают бульдозером в траншею заполняют траншею грунтом своевременно, чтобы недопустить обрушения ее откосов и заполнения торфяной массой.

Уплотнение нижней части насыпи на III захватке производят редко, чаще эту захватку выделяют как некоторый задел, обеспечивающий фронт работ для последующей послойной досыпки насыпи, до проектной отметки. В связи с тем, что насыпи на болотах отсыпают из песчаных грунтов, а снизу насыпь увлажняется, происходит естественное уплотнение грунта. Поэтому нижнюю часть насыпи очень редко уплотняют машинами, обычно в тех случаях, когда необходимо устраивать дорожные одежды непосредственно за земляными работами.

Описание работы

Болота образуются и развиваются на избыточно увлажненных участках земной поверхности. По происхождению болота разделяют на два вида: сплавинные, образовавшиеся при зарастании водоемов и рек; торфяные,
появившиеся вследствие заболачивания суши. По условиям расположения и питания водой различают болота: низинные - грунтового, озерного или речного питания; переходные - смешанного питания; верховые - атмосферного питания.

— избыточно увлажненные участки суши со своеобразной болотной растительностью и слоем торфа не менее 0,3 м, поэтому характеризуются затрудненным обменом газов. Болота обычно содержат от 87 до 97 % воды и лишь 3-13 % сухого вещества (торфа).

При меньшей мощности торфа или его отсутствии избыточно увлажненные территории называются заболоченными землями.

Болота формируются при зарастании водоемов или при заболачивании местности.

Основной путь образования болот — заболачивание, которое начинается с появления периодического, а затем постоянного переувлажнения почвогрунтов. Этому способствует климат. Избыток влаги из-за обилия осадков или слабого испарения, а также высокий уровень грунтовых вод, характер грунта — плохо проницаемые породы; «вечная мерзлота», рельеф — плоские участки при неглубоком дренаже или понижения с замедленным стоком; продолжительные половодья на реках и т. д. Леса в условиях избытка влаги, а значит, анаэробных условий и кислородного голодания погибают, что способствует большему заболачиванию из-за сокращения транспирации.

На переувлажненных землях поселяется влаголюбивая растительность, приспособленная к недостатку кислорода и минерального питания, — мох и др. Моховая дернина, хорошо впитывающая и задерживающая влагу, напоминающая мокрую губку, способствует еще большему заболачиванию суши. Так что в дальнейшем именно растительности принадлежит ведущая роль в заболачивании. В условиях недостатка кислорода происходит неполное разложение растительных остатков, которые, накапливаясь, образуют торф. Поэтому заболачивание практически всегда сопровождается торфонакоплением.

Наиболее благоприятные условия для накопления торфа существуют в лесах умеренного пояса, особенно Западной Сибири, где в пределах лесоболотной зоны заболоченность составляет иногда более 50 % территории, мощность торфа 8-10 м. К северу и югу от лесной зоны мощность торфяной залежи сокращается: к северу вследствие уменьшения прироста растительной массы в условиях холодного климата, к югу — из-за более интенсивного разложения растительных остатков в теплом климате. В условиях жаркого влажного климата огромный прирост биомассы компенсируется интенсивным процессом распада отмерших растений, и болот немного, хотя вечнозеленые экваториальные леса переувлажнены.

Строение торфяной залежи болот, возникших на месте озер или суходолов, различно. Торфяники, образовавшиеся в результате заболачивания озер, имеют под слоем торфа озерный ил — сапропель, а при заболачивании суши торф залегает непосредственно на минеральном грунте.

Болота развиваются в различных климатических условиях, но особенно характерны для лесной зоны умеренного пояса и тундр. На их долю в Полесье приходится 28 %, в Карелии — около 30 %, а в Западной Сибири (Васюганье) — свыше 50% территории. Резко уменьшается заболоченность в степных и лесостепных зонах, где меньше осадков, а испаряемость усиливается. Общая площадь, занимаемая болотами, составляет около 2 % площади суши Земли.

Типы болота

По характеру водного питания и растительности болота подразделяют на три типа: низинные, верховые и переходные.

Низинные болота образуются на месте бывших озер, в долинах рек и в понижениях, которые постоянно или временно затопляются водой. Питаются они преимущественно грунтовыми водами, богатыми минеральными солями. В растительном покрове господствуют зеленые мхи, различные осоки и злаки. На более старых болотах появляются береза, ольха, ива. Эти болота отличаются слабой заторфованностью — мощность торфа не превышает 1 — 1 ,5 м.

Верховые болота формируются на плоских водоразделах, питаются в основном атмосферными осадками, для растительности характерен ограниченный видовой состав — сфагновые мхи, пушица, багульник, клюква, вереск, а из древесных — сосна, береза, реже кедр и лиственница. Деревья сильно угнетены и низкорослы. Сфагновый мох лучше произрастает в середине болотного массива, на окраинах он угнетается минерализованными водами. Поэтому верховые болота несколько выпуклые, их середина возвышается на 3-4 м. Торфяной слой достигает 6-10 м и более.

Переходные болота , или смешанные представляют переходную стадию между низинными и верховыми. В низинных болотах происходит накопление растительных остатков, поверхность болота повышается. В результате этого грунтовая вода, богатая солями, перестает питать болото. Травяная растительность отмирает и заменяется мхами.

Таким образом, низинные болота превращаются в верховые, а последние покрываются затем кустами или луговой растительностью, превращаясь в суходольные луга. Поэтому в природе редко встречаются моховые или травяные болота в чистом виде.

Болота имеют большое хозяйственное значение. Так, торфяные болота — источник топлива для промышленности. Первая тепловая электростанция в мире, работающая на торфе, была построена в России в 1911 г. (в г. Электроугли).

Торф низинных болот — хорошее органическое удобрение. Поэтому частично низинные болота осушают и превращают в плодородные угодья. Но не все болота подлежат осушению, часть из них надо сохранять, чтобы не нарушить сложившиеся в природе взаимосвязей.

Болота увлажняют воздух местности, являются местами произрастания ценных видов растений (клюквы, морошки, голубики) и обитания многих видов животных, особенно птиц, являются природными резервуарами воды, которые питают реки.

Конструкции насыпей на болотах. При отсыпке насыпей на склонах с углом крутизны от 1:5 до 1:3 для обеспечения их устойчивости против сдвига по основанию в них устраивают уступы от 1-го до 4-х метров, уклон 0,01 - 0,02 в направлении падения уклона, смотри рисунок ниже.

При этом в случае высоты уступа 1 метр и менее его стенка может быть вертикальной, при большей высоте уступа откосу придается уклон крутизны 1:0,5 - 1:1,5.

Групповые конструкции насыпей на болотах формируются с учетом типа болот, его глубиной и уклоном минерального дна.

Учитывая характеристику грунтов болота разделяют на три типа:

I тип - заполненные торфом и другими болотными грунтами устойчивой консистенции, сжимающимися под нагрузкой от насыпи высотой до 3 метров;

II тип - заполненные торфом и другими болотными грунтами разной консистенции, в том числе выдавливающимися под нагрузкой от насыпи высотой до 3 метров;

III тип - заполненные торфом и другими болотными грунтами в разжиженном состоянии, выдавливающимися под нагрузкой; могут иметь торфяную корку — сплавину.

Тип болота устанавливается в ходе инженерно-геологических изысканий с определением физико-механических характеристик грунтов болота.

Типовой поперечный профиль насыпи на склонах с углом крутизны от 1:5 до 1:3 где:

а - насыпь с высотой нижнего откоса до 12 метров;
б - деталь нагорной канавы с бермой в дренирующих грунте естественного сложения;
в - нижняя насыпь;
г - полунасыпь — полувыемка

Выбор профиля конструкции насыпей на болотах определяется условием не превышения допустимых упругих осадок и ограничением остаточной осадки по возможности строительным периодом.

Для сооружения конструкции насыпей на болотах преимущественно используют дренирующие грунты, если такие грунты отсутствуют на болотах I и II типа рекомендуется использовать мелкие или пылеватые пески и песчанистые породы грунта. При этом возвышение бровки профиля насыпи над поверхностью болота для исключения капиллярного поднятия влаги в насыпь следует применять не менее:

— для дренирующих грунтов 0,8 метров, с учетом полного удаления торфа в основании насыпи; 1,2 метра при частичном выторфовывании;

— для мелкозернистых песков и песчанистых пород грунта - 2 метра.

По групповым решениям могут сооружаться насыпи:

— на болотах I типа с установленной глубиной до 4 метров при поперечной крутизне минерального дна не более 1:10;

— на торфяных болотах II типа глубиной до 3 метров поперечной крутизне минерального дна не круче 1:15;

— на торфяных болотах III типа глубиной до 4 метров поперечной крутизне минерального дна не круче 1:20 (I тип), не круче 1:15 (II тип) и не круче 1:20 (III тип) могут сооружаться по групповым решениям.

На болотах I типа глубиной до 2 метров по условию упругой осадки предусматривают полное удаление торфа при высоте насыпи до 3 метров. Частичное удаление торфа на болотах I типа допускается при высоте насыпи от 2 метров до 3 метров при определенной глубине болота до 4 метров.

При частичном удалении торфа происходит обжатие торфа на величину расчетной осадки S, которая может составлять до половины его толщины, что должно учитываться при проектировании.

Глубина выторфовывания hв назначается из условия, чтобы суммарная толщина насыпного грунта Н+ hB+S (над поверхностью болота и в нем с учетом расчетной осадки) была не меньше 3,5 метров для дорог I-III категории и 3 метров для дорог IV категории, а так же ее отношение к толщине уплотнен-ного торфа должно быть не менее 2:1 смотри рисунок.

Типовой поперечный профиль конструкции насыпи высотой до 3 метров на торфяных болотах I типа глубиной до 2 метров поперечной крутизне основания не более 1:10 с полным удалением торфа:

а — из дренирующих грунтов;
б — из мелкозернистых песков, песчанистых пород грунта;
т — крутизна склонов траншеи выторфовывания (от 1:0 до 1:0,5)

Типовой поперечный профиль конструкции насыпи высотой до 3 метров на торфяных болотах I типа с определенной глубиной до 4 метров поперечной крутизне основания не более 1:10 с частичным удалением торфа, где:

а — из дренирующих грунтов;
б- из мелкозернистых песков, песчанистых пород грунта;
т — крутизна склонов траншеи выторфовывания;
hB — глубина выторфовывания;
S - осадка насып

Крутизна склонов траншеи выторфовывания т назначается с учетом способа производства работ в пределах от 1:0 до 1:0,5.

При высоте насыпи более 3 метров и глубине торфяного болота I типа до 4 метров торф может использоваться в качестве естественного основания, при этом осадка насыпи на величину S реализуется в ходе строительства. В данном случае обязательным является проверка условий обеспечения допустимой упругой осадки насыпи.

Групповые решения для конструкций насыпей на торфяных болотах I типа применяют при уклоне минерального дна не круче чем 1:10.

Крутизна уклонов насыпей на дренирующих грунтах принимается как у типовых профилей 1:1,5, а для насыпей из мелких или пылеватых песком и песчанистых пород грунта, учитывая их чувствительность к восприятию динамических нагрузок, верхняя часть принимается с углом крутизны 1:1,75, а нижний слой толщиной 1,0 метр еще положе - с крутизной 1:3 смотри рисунок.

Типовой поперечный профиль конструкции насыпи высотой до 3 метров на торфяных болотах I типа с установленной глубиной до 4 метров при поперечном склоне основания не более 1:10 с использованием торфа в качестве основания:

а - из дренирующих грунтов;
б - из мелкозернистых песков, песчанистых пород грунта;
S - осадка насыпи

Водоотводные канавы у насыпей на торфяных болотах I типа устраивают с двух сторон на расстоянии не менее 3 метров от подошвы. Сечение канав принимается трапецеидальное с шириной дна и его глубиной не меньше 0,8 метров.

Насыпи на торфяных болотах II типа с установленной глубиной до 3 метров должны быть подсажены на минеральное дно. При этом вырезается растительный и корневой покров, торф с устойчивой консистенцией и всплывающий торф с неустойчивой консистенцией удаляется, а грунт канавы у насыпи отсыпается непосредственно в воду.

Водоотводы в данном случае выполняют в виде канавторфоприемников, глубину которых принимают равной толщине растительного и корневого покрова, но не ближе чем 1 метр, а располагают их с двух сторон, не менее 2 метров от подошвы насыпи.

Групповые решения для конструкции насыпей на торфяных болотах II типа применяют при уклоне минерального дна не круче чем 1:15. Крутизна уклона насыпей для болот II типа принимается такой же, как и для насыпей на торфяных болотах I типа, смотри рисунок.

В данной статье будет рассмотрено одно из распространенных природных образований, которое представляет собой переувлажненный участок поверхности земли со слоем торфа и своеобразными, характерными только для подобных местностей растительными формами, приспособившимися к условиям с недостатком кислорода, со слабой проточностью вод и с избытком влаги.

Здесь будут представлены различные типы болот с их краткой характеристикой.

Общая информация

Существует 3 основных признака болот:

Избыточность и застойность вод.
Наличие специфической, свойственной для болот, растительности.
Процесс торфообразования.

Заболоченными землями обычно называют территории, где корни растений не могут достичь минерального грунта.

Образование

Прежде чем узнаем, какие существуют основные типы болот, выясним, каким образом они формируются.

Для образования подобных участков необходима постоянная избыточность влаги в почве и на ее поверхности, а также слабый водообмен (в т. ч. и с подземными водами). В свою очередь, недостаток кислорода, вызываемый избытком влаги, затрудняет доступ воздуха в грунт, в связи с чем происходит недостаточное разложение (или окисление) остатков отмирающей растительности, а также образуется торф. Последний - это почвенный субстрат, обладающий большой обводненностью. Он полностью состоит из разложившихся растений. Отличается торф разной степенью разложения. К примеру, степень разложения 70 % означает, что разложилось 70 процентов отмерших растений, а 30 - нет. Данный вид субстрата обладает прекрасной водоудерживающей способностью, поэтому в нем довольно высокое содержание воды (около 97% всего объема).

По формам и условиям питания различают низинные (по-другому эвтрофные), переходные (мезотрофные) и верховые (олиготрофные), соответственно имеющие вогнутую, плоскую и выпуклую формы поверхности.

Под низинными (эвтрофными) подразумеваются болота, находящиеся в понижениях, с увлажненной поверхностными и грунтовыми водами почвой, богатой минеральными солями. Верховые преимущественно питаются осадками из атмосферы, которые не очень богаты минеральными солями. Болота переходные относятся к промежуточной группе.

По растительности, преобладающей в местности, различают лесные, травяные, кустарничковые и моховые типы болот. По микрорельефу - бугристые, плоские, выпуклые. Топи - это самые переувлажненные территории болот.

Болота РФ

Типы болот России рассмотрим чуть ниже. А пока - общая информация.

Площадь болот в России составляет примерно 1,4 млн кв. км (примерно 10 % от площади всей территории страны). По приблизительным оценкам, в них сосредоточено около 3000 куб. м статических природных запасов вод.

Болота - это довольно сложный Состоит он из взаимосвязанных между собой биотопов, для которых характерны сильное увлажнение, наличие своеобразной влаголюбивой растительности и накопление различных органических остатков в виде ила или торфа. В условиях различного российского климата, рельефа, и в зависимости от пород подстилающих развиваются разные типы болот, каждый из которых отличается особенностями торфяной залежи, условиями питания водой и ее стоком, характеристиками растительности.

Выделяют следующие типы питания болот России: низинные, верховые и переходные.

О характере питания

Под характеристикой условий питания имеется в виду современная поверхность болота и наличие того верхнего слоя субстрата, где находятся корни растений. Для каждого типа болот чуть выше представлены их источники питания.

Избыток влаги является основным признаком любого болота. Он вызывает возникновение специфических видов животных и растительности, а также своеобразные особые условия гумификации, которые в умеренном климате приводят обычно к неполному распаду остатков растительности и образованию торфа.

Географическое распространение болот в РФ

Российские болота распространены практически во всех природных зонах, но главным образом в бессточных, избыточно увлажненых понижениях. Основная их масса сосредоточена в центральных районах и на

Наиболее заболоченные территории в России - тундра и таежная зона. Типы болот здесь самые разнообразные. Заболоченность в некоторых районах тундр составляет 50 %. В зонах тайги сосредоточено примерно 80 % всех В Европейской части России самыми заболоченными являются Вологодская, Ленинградская области и Республика Карелия (примерно 40 %).

Тайга Западной Сибири заболочена до 70 процентов. Огромное множество болот и на Дальнем Востоке, большей частью в Приамурье.

Распространение болот по типам

Типы болот России территориально распределены неравномерно. Верховыми занята половина общей заболоченной площади, причем преобладают они в регионах северных. Низинные составляют меньше половины (около 40 %) площади всех болот. Совсем незначительные участки занимают болота переходного типа (10 %).

Низинные болота в основной своей массе питаются речными или грунтовыми водами, и встречаются они большей частью в засушливых областях. А это - долины и дельты крупных рек. Болота верховые главным образом подпитываются атмосферными осадками, и чаще они встречаются в таежных и тундровых зонах Евразии. Основная часть (84 %) оторфованных площадей находится в азиатской части России.

А какой преобладает тип болота на Севере? Низинные болота запада Сибири занимают 42 %. Большая часть оторфованных земель (около 73 %) приурочена к области территорий с вечной мерзлотой.

Растительный покров

В низинных болотах преобладают следующие растения: береза пушистая, ива, сосна и ель. Из трав здесь преимущественно встречается осока, а из злаков - тростник и вейники. Из мхов в основном произрастают зеленые мхи.

Для переходных болот характерны береза и сосна (в Сибири - лиственницы даурская и сибирская, кедр), а также ива (чуть реже, чем в низинных болотах). Из трав здесь распространена такая же растительность, как и на низинных болотах, но не в таких значительных количествах. Наиболее часто здесь можно встретить альпийский пухонос, вейник, осоку бутыльчатую и шерстистоплодную. Встречается и растительность, характерная для верховых болот.

На болотах верховых встречаются сосна (в Сибири примешивается к ней кедр) и даурская лиственница. Кустарников здесь нет совсем, но зато преобладает в этих местах группа вересковых: кассандра, вереск, багульник, голубика и клюква. Тут же обильно произрастают и Распространена в таких местах и пушица одноголовая (травянистое растение), образующая большие кочки-дернины. Часто можно встретить и морошку с росянкой. Мхи здесь представлены только сфагнами.

Таким образом, по характеру торфа и растительному покрову тоже можно судить о том (как отмечалось выше), каков тип болот.

В заключение об экологических проблемах

За последние годы все больше и больше возникают негативные процессы в связи с чрезмерной, разрушительной эксплуатацией болот. В первую очередь это загрязнение, избыточный забор вод из грунта и массовая добыча торфа. Также немаловажную роль в этом сыграли осушение и распашка, нарушение режима гидрологии при строительстве дорог, газо- и нефтепроводов и прочих сооружений.

Осушение болот часто приводит к возгораниям торфа, к деградации земель и потере разнообразия биологического мира. Все работы должны проводиться осторожно, с обязательным сохранением большей части болотных угодий. Обязательно следует соблюдать правила сохранения экологического равновесия в природе.

Существующее множество классификаций болот можно объединить в следующие группы по классификационным признакам.

1. Классификации по геоморфологическим условиям залегания болот.

2. Классификации по признакам увлажнения и типу водного питания.

3. Классификации по глубине болот.

4. Ботанические классификации – по названиям преобладающих трастительных сообществ (например, осоковые, тростниковые, березово- осоковые и т.п.).

5. Классификации по микрорельефу поверхности болот. Например, грядово-мочажинные болота; грядово-мочажинно-озерковые болот; рямовые, кочкарные и т.д.

6. Генетические классификации.

7. Классификации для строительных целей.

Ниже подробнее рассмотрим классификации болот, которые имеют значение для организации их инженерно-геологического изучения, планирования и проектирования строительства, рационального использования заболоченных территорий и способов их осушения.

В зависимости от условий водного питания выделяется три типа болот: верховые, низинные и переходные.

Верховые болота – это болота, широко распространенные на плоских водоразделах, где переувлажнение пород и питание болот происходит за счет дождевых и талых вод . Типичной растительностью верховых болот являются багульник, клюква, морошка, касандра, пушица, сфагновые (белые) мхи, сосна. Одним из признаков верхового болота является низкая минерализация (<0,5 г/л) болотных вод и кислая их среда (рН 3,5–4) . Нашими исследованиями установлено, что верховые болота могут формироваться и при участии в их питании подземных вод при их низкой минерализации. Нами были описаны верховые болота на террасах р. Кеть и др. (Томская область), где подземные воды террасовых песчаных отложений имеют низкую минерализацию и участвуют в питании болот .

Низинные болота – болота, формирующиеся на пониженных участках затопления и подтопления пойменных и надпойменных террас, аллювиальных и приморских равнин. Основным источником их водного питания являются речные, озерные, морские воды, а также грунтовые воды с повышенной минерализацией.

Растительностью низинных болот являются осока, камыш, тростник, вахта, сабельник, гипновые (зеленые) мхи, береза, реже ива. Болотные воды здесь имеют более высокую минерализацию, рН>6.

В Западной Сибири описаны низинные болота, которые сформировались на водоразделах на породах с повышенной карбонатностью (до 13–20% СаСО3).

Карбонаты обогащали атмосферные осадки при взаимодействии их с породой, что повышало их минерализацию и создавало условия для существования растительности низинных болот .

Переходные болота могут залегать на всех типах рельефа и характеризуются смешением всех признаков болот.

Для каждого типа болот характерны определенные типы торфа с различными физико-механическими свойствами, степенью разложения, зольностью и ботаническими видами, что также используется как признак того или иного типа болота.

Разделение болот по условиям питания имеет большое значение для выбора способов их осушения.

По глубине и мощности торфа болота разделяются на: мелкие - до 2 м; средние – 2–4 м; глубокие – 4–6 м; очень глубокие – > 6 м . Эта классификация особое значение имеет для линейного строительства.

Для целей преимущественно дорожного строительства рядом авторов (Ордуянц К.С., Дерцакян А.К., Макуров Б.Д. и др.) разработаны строительные классификации болот.

Анализ строительных классификаций позволил объединить их в следующие три типа .

I. Болота, сложенные торфами лесного и лесотопяного подтипов устойчивой консистенции с несущей способностью не менее 0,025 МПа.

II. Болота, сложенные торфами лесотопяного и топяного подтипов слабоустойчивой консистенции с несущей способностью 0,025–0,01 МПа.

III. Болота, сложенные торфами топяного подтипа неустойчивой консистенции с несущей способностью менее 0,01 МПа.

Консистенцию торфа характеризует способность его к расплыванию, выпору, связь растительных остатков между собой.

К лесному подтипу относится торф из древесных остатков. К лесотопяному - древесно-травяной и древесно-моховой; к топяному – травяной, травяно-моховой и моховой.

Инженерно-геологическая классификация торфяных массивов и болот разработана Сергеевым А.И. на примере болот центральной части Западной Сибири. Классификация построена на геолого-генетической основе, характеризуются фациальные типы торфа, группы по несущей способности торфа, особенности строения массивов по рельефу поверхности и глубине, приводятся комплексы растений как индикаторы разных типов болот. В заключении сформулированы специальные мероприятия по инженерной подготовке торфяных массивов разных групп.

Крамаренко В.В. (2004) изучены торфяные отложения болот разных типов территории Томской области и составлены классификации торфов по физико-механическим свойствам, отличающиеся от классификации Сергеева А.И. большей детализацией. В классификации Крамаренко В.В. торф разделяется на виды по ботаническому составу, для которых определены обобщенные показатели свойств, дается территориальное положение групп и видов торфа в определенных болотных районах. Разработана типизация торфов по степени сжимаемости (по значениям коэффициента компрессии а и коэффициенту пористости – е о), что имеет большое значение при строительстве на болотах. Выделено три типа торфа.

I тип. При значениях а <2 и е 0 <11,5 преобладают торфа травяной и древесной групп. При коэффициентах компрессии менее 1,5 торфа представлены березовым, сосновым, древесно-травяным, травяным, сосново-сфагновым и древесно-гипновым видами. В интервале значений коэффициента компрессии от 1,5 до 2 увеличивается содержание моховых (гипновых) остатков и снижается содержание древесных и травяных. Видовой состав представляют древесно-осоковый, древесно сфагновый, реже сильноразложившиеся шейхце-риевый и пушицевый торфа, а также кустарничковый и фаллакс. Для них характерна степень разложения более 25%, в среднем зольность – 8,2%, рН–4,4, плотность скелета торфа – 0,147 г/см3. Установлено, что I тип торфа залегает в нижних слоях залежи, на периферии торфяных массивов и относятся к более ранним по возрасту отложениям. Торфа этого типа встречаются чаще в болотах пойм и террас на правобережье р. Оби в южной и юго-восточной частях Томской области.

II тип. При значениях 2<а<3 и 11,5<е0<16,5 содержание травяных остатков несколько стабилизируется, древесных – уменьшается и растет количество представителей моховой группы. Характерно приблизительно равное содержание торфообразователей моховой и травяной групп, незначительное – древесной, которое остается неизменным и в следующем интервале. В целом, доминируют осоковые виды, осоковогипновые, пушицевые, пушицево-сфагновые, тростниковые, встречаются древесно-сфагновый, травяно-сфагновый, магелланикум, фускум и комплексный, обтузум-торф. Степень разложения торфов изменяется от 20 до 25%, зольность – 8%, рН – 4,0, плотность скелета торфа – 0,119 г/см3. Этот тип торфа широко распространен в южной части Томской области, преобладает в болотных массивах террас и ложбин древнего стока. Он представляет средние слои залежи или всю залежь полностью, по возрасту занимает промежуточное положение между I и III типами.

III тип. При значениях а>3 и 16,5<е0 резко падает содержание травяных остатков и также резко возрастает содержание моховых, их стабилизация отмечается при дальнейшем повышении коэффициентов компрессии. В данном типе торфа преобладают представители верховых торфов моховой, реже травяно-моховой и древесно-моховой групп, доминирующими видами являются фускум, ангустифолиум, магелланикум, встречаются комплексные, сфагновые мочажинные и древесно-сфагновые торфа, а также представители травяной группы – слаборазложившиеся щейхцериевые и пушицевые. Типична степень разложения менее 20%, зольность – 4%, рН – 3,3, плотность скелета торфа – 0,08 г/см3. По направлению с юга на север торфа этого типа встречаются чаще. Они широко распространены на правобережных водораздельных равнинах Томской области; на левобережье на высоких террасах и водораздельных равнинах севернее устья Томи. Торфа представляют верхние слои залежи или всю залежь полностью, по возрасту относятся к более молодым отложениям.

Цоцур Е.С., Емельяновой Т.Я. в 1976 г. разработана комплексная инженерно-геологическая классификация болот для северной части Томской области.

Основными классификационными признаками являются:

1) геоморфологический элемент;

2) болотные микроландшафты;

3) уклоны поверхности;

4) ширина болота;

5) фациальные типы торфа;

6) мощность торфа;

7) степень разложения торфа;

8) зольность торфа;

9) состав подстилающих пород (минеральное дно);

10) уровень залегания болотных вод.

Выделены I и II тип болот по проходимости и условиям освоения. Кроме того, приводится строительная оценка каждого типа болот. Например, I тип – низинные и верховые болота поймы и террас, осоковые, осиново-березово-моховые с уклоном 0,0035 – 0,004, шириной 0,2 – 0,5 до 2–3 км, с мощностью торфа до 2,5, реже до 6 м, слабо и среднеразложившегося, среднезольного и высокозольного, с уровнем воды 0,0 – 0,5 м.

Для них возможно устройство насыпей высотой 1,5–3,0 м, прокладка трубопроводов, работа и проходка обычной техники с помощью щитов, сланей, дорог. Возможно строительство легких сооружений при осушении болот или снятии торфа. Осушение рекомендуется проводить открытыми или вертикальными и горизонтальными дренами, заполненными песком.

Типы болот и способы возведения на них насыпей. Указания Указания по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на болотах ﻿ Болото 1 типа