Материал: 2371

Рис. 5.7. Схемы отсыпки и послойного разравнивания грунта на захватке:

а– отсыпка скреперами «от себя»; б – отсыпка скреперами «на себя»;

в– отсыпка автомобилями-самосвалами «на себя»; г – разравнивание грунта бульдозером; 1…8 – последовательность отсыпки полос; I…V – полосы;

№ 1…9 – последовательность проходов бульдозера; А – перекрытие следа предыдущего прохода; В – ширина захватки

Наиболее предпочтителен при отсыпке насыпи автомобилямисамосвалами и землевозными тележками метод «на себя». При этом методе отсыпку насыпи начинают с наиболее удаленной от выемки захватки. Транспортные средства перемещаются по уже уплотненным захваткам и не принимают участия в предварительном уплотнении грунта, поэтому производительность их выше, чем при работе по методу «от себя».

При отсыпке слоя грунта скрепером на захватке по методу «на себя» машинисту скрепера трудно определить место начала разгрузки с тем, чтобы закончить ее в начале разгрузки предыдущего скрепера. Поэтому после

56

отсыпки слоя грунта на захватке возникает необходимость перемещения грунта бульдозером в продольном направлении для выравнивания продольного профиля.

Послойное разравнивание отсыпанного грунта в насыпи на захватке выполняют бульдозером в продольном направлении с перекрытием предыдущего следа на 0,5…0,8 м по челночной схеме (возврат к началу захватки холостым ходом с опущенным отвалом).

Грубую и окончательную планировку грунта выполняют бульдозером за один-два прохода по одному следу. После планировки грунта поверхность слоя не должна иметь замкнутых впадин для обеспечения стокаводы.

Высокие качества и производительность уплотнения грунта достигаются при правильном назначении способа уплотнения (укатка, трамбование или виброуплотнение), типа грунтоуплотняющих машин и их параметров (статического или динамического действия), соблюдения заданной толщины отсыпаемого слоя и оптимальной влажности грунта, количества проходов (ударов) машины по грунту (определяют пробным укатыванием на месте производства работ).

При выборе способа уплотнения и типа грунтоуплотняющих машин следует учитывать свойства уплотняемого грунта (гранулометрический состав, степень однородности, влажность), его требуемую плотность и сроки выполнения работ.

Уплотнять грунты укаткой можно при помощи пневмоколесных катков, кулачковых, решетчатых и с гладкими вальцами, применяя кольцевую или челночную схему движения. Кольцевую схему применяют при использовании прицепных катков и на длинных захватках, когда компенсируется время, затрачиваемое на развороты. Для самоходных катков можно применять обе схемы движения. Рекомендуемая длина участка уплотнения: не менее 200…250 м – для прицепных и полуприцепных катков, 25…50 м – для самоходных. Расстояние между бровкой откоса и внешним (по ходу) колесом катка должно быть не менее 0,5 м. При уплотнении насыпи первые проходы делают на расстоянии 2 м от ее бровки; при последующих проходах приближаются к краю насыпи, перекрывая каждый след на 1/3…1/4 ширины катка (не менее 15…20 см); после этого переходят на полосу, расположенную далее 2 м (от бровки), постепенно смещаясь к середине захватки, выдерживая указанные перекрытия.

Пневмоколесными катками могут быть уплотнены грунты всех типов, толщина уплотняемого слоя 15…40 см.

Кулачковые катки рекомендуется применять для уплотнения связных грунтов, особенно комковатых и мерзлых. Не следует применять их для уплотнения песков и сильно увлажненных глинистых грунтов. Толщина уплотняемого слоя составляет 0,25…0,3 м, при этом поверхностный слой

57

разрыхляется на глубину 4…6 см, поэтому необходимо дополнительное уплотнение гладким катком.

Катками с гладкими вальцами укатывают грунты главным образом на завершающей стадии уплотнения верхнего слоя насыпи.

Уплотнение грунтов трамбованием рекомендуется для связных и несвязных грунтов, в том числе и крупнообломочных, а также комковатых глин с пониженной влажностью при толщине уплотняемого слоя до 1…1,5 м. После уплотнения подвесными трамбующими плитами или трамбовочными машинами верхний слой грунта (не более 15 см), разрыхленный трамбованием, уплотняют другими грунтоуплотняющими средствами. Грунтоуплотняющие машины вибрационного действия (виброкатки, подвесные, прицепные и самопередвигающиеся виброплиты и др.) применяют для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов (содержащих глинистые фракции не более 6 %).

6. ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

6.1. Производство земляных работ в зоне вечной мерзлоты

Конструктивно-технологические решения

Вечномерзлыми грунтами называют грунты, содержащие замерзшую воду и имеющие температуру ниже 0 °С в течение длительного времени непрерывно. Вечная мерзлота существует там, где среднегодовые температуры воздуха отрицательны, обычно ниже минус 3 °С. В России вечномерзлые грунты занимают 10,7 млн км2, или свыше 60 % территории (Крайний Север, большая часть Сибири и Дальнего Востока).

Вечномерзлые грунты залегают на некоторой глубине. Верхний слой грунта, который летом оттаивает, а зимой вновь замерзает, называют деятельным. Если этот слой соединяется с вечной мерзлотой, последнюю называют сливающейся. Мощность вечномерзлой толщи колеблется от 500 м у берегов Северного Ледовитого океана до нескольких метров у южной границы 1 ДКЗ, где вечномерзлые грунты встречаются в виде отдельных островов и линз среди сплошного талого грунта.

По температуре вечномерзлых грунтов на глубине нулевых амплитуд (10–12 м) их подразделяют на:

-низкотемпературные грунты (НТВМГ) – прочно спаянные льдом или сыпучемерзлые, практически несжимаемые грунты с температурой ниже границ замерзания грунтов;

-высокотемпературные грунты (ВТВМГ) – грунты с большим содержанием незамерзшей воды, имеющие температуру ниже 0° С, но выше

58

температуры замерзания грунтов. Такие грунты обладают вязкими свойствами и способны сжиматься под нагрузкой.

Зона вечной мерзлоты (1 ДКЗ) разделена на три характерные подзоны

(ВСН 84-89):

-I1 – северная подзона НТВМГ сплошного распространения и мощностью от 500 до 100 м; температура вечномерзлых грунтов на глубине 10 – 12 м составляет от –12 до –3 °С; мощность деятельного слоя от 0,4 до 2 м (преимущественно до 1 м) с высокой влажностью грунтов, превышающей предел текучести Wт; подзона включает тундровые и лесотундровые районы России;

-I2 – центральная подзона НТВМГ сплошного распространения и мощностью от 400 до 100 м; температура грунтов составляет от –7 до –1,5 °С; мощность деятельного слоя от 0,6 до 3 м при относительной влажности грунтов (0,7…0,9) Wт; подзона охватывает таежные районы с гористым и грядово-сопочным рельефом;

-I3 – южная подзона ВТВМГ островного залегания мощностью от 100 до 25 м и менее; температура грунтов составляет от –1,5 до 0 °С; мощность деятельного слоя превышает 3 м при влажности грунтов до 0,9 Wт; подзона включает таежные, лесостепные, степные районы и побережья Баренцева и Охотского морей.

Методы и сроки производства земляных работ при строительстве аэродромов на вечномерзлых грунтах определяют принципом использования грунтов деятельного слоя в качестве естественных оснований аэродромных одежд ВПП, РД и МС:

-первый – сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации аэродрома;

-второй – допущение оттаивания грунтов в основании насыпи с учетом предельно допускаемых деформаций аэродромных покрытий.

Расчетное состояние грунтов основания (мерзлое или талое) обеспечивается высотой насыпи (рис. 6.1), определяемой теплотехническим расчетом.

Первый принцип (см. рис. 6.1) находит применение в I1 подзоне на участках, относящихся ко 2-му и 3-му типам местности, и в I2 подзоне – на участках 3-го типа местности. Принцип особенно эффективен на тундровых и лесотундровых участках, при сливающейся мерзлоте, высокой льдистости грунтов и неглубоком залегании подземных льдов.

Второй принцип (см. рис. 6.1 и 6.2) находит применение во всех до- рожно-климатических подзонах на участках, где в основании залегают более устойчивые грунты, деформации которых при сезонном оттаивании на расчетную глубину не превышают допустимых. Обычно этот принцип применяют в I1 и I2 подзонах на участках, относящихся к 1-му и 2-му типам местности, и в I3 подзоне – на участках 2-го и 3-го типов местности.

59

Рис. 6.1. Поперечные профили ИВПП и РД: а – двухскатный поперечный профиль ИВПП при первом принципе проектирования; б – то же, при втором; 1 – аэродромные покрытия на ВПП и РД; 2 – отмостки по краям покрытий; 3 – термоизолирующие насыпи; 4 – естественные основания насыпей; 5 – мохорастительный покров; 6 – верхняя граница вечномерзлых грунтов (ВГВМГ) в естественных условиях; 7 – ВГВМГ после строительства; h1 h2 – высоты термоизолирующей насыпи соответственно при первом и втором принципах проектирования, определяемые теплотехническим расчетом; Нк – величина оттаивания аэродромных конструкций; Ндс – мощность деятельного слоя в районе строительства

60