одеждой, м; hОТ – глубина оттаивания многослойной дорожной конструкции сверху в наиболее теплый (расчетный) год, м; hПРЕД – предельная толщина мерзлой торфяной плиты, устанавливаемая из условий обеспечения прочности, устойчивости и усталости конструкции в период ее эксплуатации (после полной стабилизации осадок и уплотнения торфа в
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
залежи), м; hПР – глубина промерзания многослойной дорожной конст- |
|||||||||||
рукции сверху, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для реализации условий (1.3–1.9) необходимо предварительно оп- |
|||||||||||
ределить по [1, 3] вел ч ны S0, S |
Т |
, Н |
Д |
, hП , |
В |
УС |
, t |
O |
, h |
, h |
, h . |
|
|
H |
|
|
ОТ |
ОТ |
ПР |
||||
дорогиТолщ на м неральной части насыпи hГР назначается по теплотехническому расчету [1, 3] должна быть не менее величин, рекомендованных выше для конструкции на рис. 1.4.
Толщ на намораж ваемой плиты из торфа в нижней части насыпи НН определяетсяобходрасчетом по формуле (1.2), и в процессе эксплуатации
должно со людаться условие (1.9).
В нефтегазоносных районах Западной Сибири значительные площади зан мают мелководные озера, расположенные на заболоченных
территориях, |
А |
которых во многих случаях оказывается экономиче- |
ски и технически нецелесоо разен. Поэтому широко применяют пересечение таких озер дорогой.
Традиционный метод – завоз грунта автовозкой и устройство насыпи с пляжными откосами (1:10–1:25).
В последние годы используютДгидронамыв для возведения насыпей непосредственно на озере (1:50), по опыту строительства на оз. Самотлор: пульпа 1:10, объем Y = 1 млн м3, в результате чего уровень озера подымается на 4 см после возведения 1 км насыпи.
дуется использовать торфяные грунты, дальность транспортировки которых не превышает полуширины озера.
Конструкцию земляного полотна при прохождении мелководных озер глубиной до 1,5–2 м (типа оз. Самотлор) назначают в зависимости от несущей способности донных отложений, предусматривая устройство торфяной части насыпи в сухом котловане в зимнее время (рис. 1.6).
Учитывая большую дальность транспортировки грунтов, рекомен- И
Конструкция земляного полотна на мелководных озерах включает элементы, используемые в конструкциях дорог на болотах (cм. рис. 1.4
и 1.5):
слабые донные отложения – в качестве несущего основания;
торф – в нижней части насыпи.
Поэтому параметры насыпи на переходах через озера могут быть рассчитаны с учетом климатических условий района проектирования:
16
в районах с отрицательными среднегодовыми температурами воздуха как конструкции на промороженных торфяных основаниях (см.рис. 1.5);
в остальных районах как конструкции с торфом в основании и в нижней части насыпи (см. рис. 1.4).
|
а |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
отложения |
|
|
|
||||
|
|
Р с. 1.6. Поперечный профиль насыпи на озерах: |
|||||
|
|
|
а – конструкция в период строительства; |
||||
|
|
слабые |
|||||
|
|
б – в процессе эксплуатации на конец теплого периода года: |
|||||
|
|
1 – м неральный грунт; 2 – намороженная торфяная плита; |
|||||
|
3 – |
|
донные |
|
; 4 – вода; 5 – мерзлое торфяное ядро |
||
В последн |
годы при строительстве земляного полотна на болотах |
||||||
стали широко |
А |
||||||
применять |
геотекстильные нетканые материалы |
||||||
(НСМ), с помощью которых можно: повысить устойчивость насыпей; улучшить условия отсыпки и уплотнения грунта в насыпи; разделить слои различных грунтов в насыпи; ускорить консолидацию осадок и
|
Д |
||
уменьшить неравномерность осадок насыпи; получить эффект армиро- |
|||
вания, т.е. перераспределения возникающих в торфяном грунте напря- |
|||
жений и частичного восприятия растягивающих напряжений. |
|||
|
Обычно прослойки из НСМ одновременно выполняют несколько |
||
функций. Конструкции прослоек представлены на (рис. 1.7). |
|||
|
|
|
И |
а |
|
|
|
|
б |
||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.7. Поперечные профили насыпей с использованием прослоек из НСМ: а – в основании насыпи; б – над нижней частью насыпи из местных грунтов (торфа, глинистых грунтов):
1 – песчаный грунт; 2 – прослойка из НСМ; 3 – торфяной грунт болота; 4 – нижняя часть насыпи из местных материалов (торфа, глинистых грунтов)
17
На подобные конструкции насыпей имеются технологические карты, разработанные бывшим Главдорстроем.
При строительстве автомобильных дорог на болотах с использованием торфяных грунтов в основании насыпей возникают затруднения, обусловленные длительной консолидацией слабого основания, что не позволяет сразу после возведения земляного полотна устраивать дорожную одежду с капитальными и облегченными типами покрытия.
При использовании торфа в основании насыпи осадка его под действием нагрузки не збежна и складывается из мгновенной упругой осадки Sмг, осадки за счет бокового смещения Sбк, длительной фильтра-
ционной осадки Sф, за счет отжатия поровой воды и замедленной вто- |
||
ричной осадки Sвт, за счет объемной ползучести, то есть полная осадка |
||
С |
|
|
слоя торфа S0 = Sмг + S к + Sф + Sвт. Если осадки Sмг и Sбк протекают бы- |
||
стро завершаются о ычно в период строительства, то осадки Sф и Sвт |
||
консол д руются дл тельно, что и затягивает срок ввода дороги в экс- |
||
плуатац ю с заданными транспортно-эксплуатационными качествами. |
||
возведен |
плавающих насыпей на болотах I и II типов реко- |
|
При |
|
|
мендуется пр менен е нетканых синтетических материалов при строи- |
||
тельстве автомо |
льных дорог на |
грунтах. В соответствии с [4] |
нужно укладывать прослойки из нетканого синтетического материала |
||
(НСМ) с цельюслабыхускорения сроков устройства покрытия путем улучше- |
||
ния условий консолидации насыпи. Наибольшее практическое приме- |
||
нение получила конструкция земляного полотна, включающая насыпь |
||
из минерального грунта, возводимую на торфяном основании, с распо- |
||
ложенной на ней прослойкойАиз НСМ. Эта конструкция выполнена по |
||
типу «замкнутой обоймы» на ширину насыпи понизу (Технологическая |
||
карта. Возведение земляного полотна с прокладкой в основании насыпи |
||
из синтетических нетканых материалов / Вельск: ВПТ Трансстрой, |
|
1985). В качестве материала прослойки можно использовать любые об- |
|
разцы рулонных НСМ. |
Д |
|
|
Основные недостатки такого решения, на наш взгляд, заключаются |
|
в следующем: устройство прослойки по типу сплошной обоймы связано |
|
с расходом 2 м2 НСМ на 1 м2 площади слабогоИоснования, независимо от несущей способности торфяного основания; не исключаются осадки
Sф и Sвт, протекающие длительно.
Известно, что свойства торфяных грунтов изменяются в большом диапазоне, разнообразны состав и размещение пластов, различны и расчетные нагрузки, передаваемые на торфяное основание. Все это создает множество сочетаний исходных условий для решения конкретных задач. Поэтому устройство во всех случаях сплошной обоймы с удельным расходом НСМ на единицу площади слабого основания f 2 м2/м2 представляется недостаточно технически и экономически обоснованным.
18
Однако существуют проектные и технические решения, позволяющие устранить указанный недостаток [1, 3] путем устройства основных и промежуточных прорезей, которые заполняются глинистым (недренирующим) грунтом. В результате чего можно снизить расход Н М при обеспечении требуемой несущей способности торфяного основания согласно [5].
С1.5. Особенности организации и технологии строительства
земляного полотна
Рассмотренные конструктивные решения для переходов через бо- строительствалота отл чаются довольно широким разнообразием, каждое из них требует особой технолог и; подчас идея, заложенная в конструктивном
решен , может ыть реализована только при соблюдении определенного технолог ческого режима. Поэтому конструкции и технологию бАземляного полотна на болотах следует рассматривать со-
вместно как конструкт вно-технологическое решение.
Анал з опыта стро тельства дорог в Западной Сибири [1], совместные разработки Омского филиала СоюзДорНИИ [6], трестов Тюмендорстрой и Нижневартовскдорстрой позволили уточнить существующие и рекомендовать новые технологические приемы (табл. 1.3), основанные на широком использовании торфяных грунтов и холода в строительных целях для возведения земляного полотна в течение всего года. При этом основной объем земляных работ выполняется в зимний период, когда болота промерзают и возможен проездДпо ним строительной техники.
Строительство земляного полотна на болотах и озерах выполняется обычно механизированными отрядами, укомплектованными высокопроизводительными машинами и механизмами, с учетом объемов и видов работ. Учитывая, что при сооружении земляногоИполотна на болотах в зимнее время предусматриваются технологические перерывы между отдельными видами работ, целесообразно механизированному отряду планировать выполнение работ на ряде болот с различными конструкциями земляного полотна, например, с полным выторфовыванием, на промороженных основаниях, плавающие насыпи. Участки работ, обслуживаемые механизированным отрядом, должны быть расположены так, чтобы свести до минимума потери времени на переброску строительной техники в периоды технологических перерывов.
Составление проекта производства работ для механизированных отрядов с учетом объемов и видов работ по ряду участков позволяет обеспечить ведение работ высокими темпами с равномерным и максимальным использованием дорожно-строительной техники.
19
Технологические приемы и схемы организации работ по отсыпке верхней части земляного полотна из минеральных грунтов на болотах общеизвестны [7] и не отличаются от применяемых при возведении насыпей в обычных условиях из грунтов сосредоточенных резервов. По-
|
этому ниже рассмотрены в основном особенности организации и произ- |
|||||
|
водства работ первого этапа (стадии) строительства по подготовке по- |
|||||
С |
|
|
|
|
||
|
лосы отвода и основания насыпей зимой, а также отсыпки и уплотнения |
|||||
|
нижней части насыпей на болотах. |
Таблица 1.3 |
||||
|
Тип |
Рекомендуемые |
Рекомендуемые организации работ и технологические |
|
||
|
и |
|
||||
|
болот |
конструкц |
|
|
приемы |
|
|
земляного полотна |
|
|
|||
|
I II |
Полное вытор- |
Производство работ в зимнее время с устройством су- |
|
||
|
|
фовыван е |
|
хих траншей выторфовывания; начало работ с наступ- |
|
|
|
|
|
|
лением отрицательных температур. Отсыпка насыпей в |
|
|
|
|
|
|
две стадии: на первой стадии (зимой) заполняется |
|
|
|
|
|
|
траншея на 0,5 м выше поверхности болота; на второй |
|
|
|
|
|
|
– (летом) производится досыпка до проектной отметки |
|
|
|
I и II |
Плавающая |
на- |
Производство работ в зимнее время с устройством |
|
|
|
|
сыпь |
|
технологического мерзлого торфяного основания; на- |
|
|
|
|
|
|
чало ра от с наступлением отрицательных темпера- |
|
|
|
|
|
|
тур. Отсыпка насыпи в две стадии: на первой стадии |
|
|
|
|
|
|
(зимой) отсыпается насыпь на 0,5 м больше расчетной |
|
|
|
|
|
|
величины осадки; летом (вторая стадия) производится |
|
|
|
|
|
|
досыпка до проектной отметки (толщины) |
|
|
|
I и II |
Использование |
Д |
|
||
|
Производство работ в зимнее время с устройством |
|
||||
|
|
торфабАс нижней технологического мерзлого основания в нижней тор- |
|
|||
|
|
части насыпи |
фяной части насыпи. Отсыпка верхней (минеральной) |
|
||
|
|
|
|
части насыпи в две стадии: на первой стадии (зимой) |
|
|
|
|
|
|
отсыпается насыпь на высоту не менее 0,6 м. Досыпка |
|
|
|
|
|
|
минеральной часты насыпи до проектной высоты |
|
|
|
|
|
|
производится летом в расчетные сроки |
|
|
|
I – III |
Земляное по- |
|
Производство работ в зимнее время: промораживание |
|
|
|
|
лотно на про- |
естественного торфяного основания; намораживание |
|
||
|
|
мороженных |
|
торфяной плиты требуемых размеров; отсыпка верх- |
|
|
|
|
торфяных осно- |
ней (минеральной) части насыпи на высоту не менее |
|
||
|
|
ваниях |
|
0,6 м. Досыпка минеральной часты насыпи до проект- |
|
|
|
|
|
|
ной высоты производитсяИлетом в расчетные сроки |
|
|
|
Озера |
Торфяная |
на- |
Производство работ в зимнее время после замерзания |
|
|
|
глуби- |
сыпь с мерзлым |
водоема на 0,2–0,3 м. Устройство нижней части из |
|
||
|
ной до |
ядром |
|
торфа в сухом котловане. Отсыпка верхней (мине- |
|
|
|
1,5–3 м |
|
|
ральной) части насыпи в две стадии: на первой (зи- |
|
|
|
|
|
|
мой) отсыпается на высоту не менее 0,6 м: летом |
|
|
|
|
|
|
(вторая стадия) насыпь досыпается до проектной вы- |
|
|
|
|
|
|
соты |
|
|
20