Болота и болотные отложения. Строительная оценка болот

Озера и озерные отложения

Озера не имеют непосредственной связи с морем. По происхождению различают озера тектонические, эрозионные, карстовые и плотинные, или запрудные. К последним относятся также искусственные водохранилища.

Геологическая работа озер подобна работе морей, но совершается в меньших масштабах. В береговой зоне проявляется абразия и возникают абразионные террасы. Изменения положения уровня воды приводят к изменению очертания берегов. При подъеме уровня воды происходит переработка берегов. Например, после строительства Иркутской ГЭС уровень воды в озере Байкал поднялся на один метр, что вызвало переработку берегов на 10…80 м и создало угрозу отдельным участкам Восточно-Сибирской ж.д. Прогноз переработки берегов особенно важен при создании крупных водохранилищ.

Вид и свойства озерных отложений разнообразны и зависят от размеров и глубины озера, климата, рельефа прилегающих территорий и других факторов. В больших озерах условия осадконакопления подобны морским: ближе к берегу накапливается обломочный материал, в средней части – глинистые осадки.

Озерные отложения четвертичного возраста представлены обычно илами и глинистыми породами от мягкопластичной до текучей консистенции. В районах с влажным климатом озерные отложения обогащены органикой, могут содержать прослои торфа, озерного ила – сапропеля. В составе дочетвертичных, коренных озерных отложений могут быть глины, аргиллиты, алевролиты, т.е. более прочные породы. В засушливых районах глинистые отложения перемежаются с химическими – сульфатами и галоидами.

По площади распространения озерные отложения всегда меньше морских, менее выдержаны по простиранию, имеют меньшую мощность. В них часто наблюдается тонкая слоистость, связанная с сезонными изменениями условий осадконакопления: в теплый период года сносится и отлагается более крупный материал, в зимний – мелкий. Соответственно возникающие породы анизотропны, так как имеют ленточную текстуру с чередованием тонких песчаных и глинистых слойков.

Болотом называется избыточно увлажненный участок с развитой на нем влаголюбивой растительностью и значительным (более 0,3м) слоем торфа. Болота широко развиты на Севере Европейской части РФ, в Сибири. Возникает болото как результат процесса заболачивания, развивающегося при избыточном увлажнении, затрудненном поверхностном и подземном стоке, малом испарении. По происхождению и условиям питания выделяют болота низинные, верховые и переходного типа.

Низинные болота образуются в процессе зарастания озера или пруда. Развитие растительности и накопление ее после отмирания приводит к заторфовыванию водоема. Низинные болота в поймах рек называются пойменными. Если у верховых болот питание только за счет атмосферных осадков, то у низинных еще за счет подземных и поверхностных вод. Поэтому растительность последних более разнообразна, а торф больше минерализован и зольность его выше.

При строительной оценке обязательно учитывается тип и генезис болота. Верховые болота обычно имеют небольшую глубину (до 2…3 м), однородный ботанический состав и малую степень разложения торфа, низкую зольность. Минеральное дно близко к горизонтальному и сложено прочными грунтами. Под нагрузкой торф уплотняется, так что прочность его возрастает. Болото легко осушается дренажными устройствами.

Низинные болота даже при небольшой площади могут иметь значительную глубину (более 5 м), переменные с глубиной ботанический состав и степень разложенности торфа. В торфянике встречаются прослои и линзы минеральных грунтов. Минеральное дно часто сложено слабыми грунтами. Под нагрузкой торф не уплотняется, а выжимается. Болото с трудом поддается осушению.

При строительной оценке болота учитывается весь комплекс факторов: глубина, физико-механические свойства торфа, рельеф минерального дна и свойства слагающих его пород, химический состав и степень агрессивности болотных вод и др. В дорожном строительстве принято выделять три типа болот. Первый тип – мощность торфа до 3 метров, торф не выдавливается под нагрузкой, дно ровное. Под насыпью может быть оставлен слой торфа, при условии обеспечения ее устойчивости. Болота второго типа при мощности торфа до 6 метров и торфе неустойчивой консистенции, выдавливающемся под нагрузкой; минеральное дно ровное. В болотах третьего типа большая мощность торфа, в том числе текучей консистенции, наклонное минеральное дно, участки открытой воды.

Болотные отложения представлены обычно торфом, иногда подстилаемым озерным илом – сапропелем. Торф представляет собой, в зависимости от степени разложения растительных остатков, волокнистую, землистую или пластичную массу от светло-бурого до черного цвета. Твердая фаза торфа состоит из растительных остатков, гумуса и минеральных веществ, остающихся в виде золы после сгорания торфа. В природном состоянии торф имеет свойства, резко отличающие его от минеральных грунтов, что видно из следующих средних значений характеристик: влажность больше единицы и до 7…14, плотность 1,05…1,1 т/м³; плотность частиц 1,4…1,8 т/м³; пористость 0,85…0,95; коэффициент пористости 6…19; модуль деформации 0,1…0,2 Мпа. По водопроницаемости плохоразложившийся торф приближается к пескам, а хорошоразложившийся - к глинистым грунтам. Болотные воды имеют обычно низкие значения водородного показателя ph и агрессивны по отношению к строительным конструкциям.