Проектирование авт дорог в районах распространения вечной мерзлоты

Вечномерзлые грунты – грунты, содержащие замерзшую воду и имеющие t ниже 0С в течении длительного периода. Расположены в пределах I ДКЗ. В мерзлой толще грунтов всегда содержится лед (кристаллы, жилы). При оттаивании грунт становиться переувлажненным, происходит осадка. Мерзлота в верхнем слое, кот. оттаивает и замерзает – деятельный слой. Толщина деятельного слоя для глинистых грунтов 0,4-2,5м; для песчаных – 1-4,5м.

Постройка а/д вносит существенные изменения в природный режим ВМГ. Эти влияния учитываются, при проектировании и производстве работ.

Конструкция ЗП должна учитывать изменения водно-теплового, вносимые строительством и эксплуатации а/д. В зависимости от климата и рельефа д.б. обеспечен один из следующих температурных режимов мерзлого грунта в основании ЗП:

1) Сохранение ВМГ в основании в течении всего периода эксплуатации – этот принцип принимается при сильнопросадочных, глинистых, сильнольдистых, грунтах и при низкотемпературной вечной мерзлоте. А/д проектируют в насыпи из непучинистых грунтов, сохраняя мохорастительный слой.

Высота насыпи рассчитывается по формуле:

;

- нормативная глубина оттаивания в грунте, из кот. отсыпается насыпь. Для ее определения используются карты изолиний глубин сезонного оттаивания ВМГ;

- коэф., учитывающий поглощение тепла покрытием и зависит от типа покрытия;

- коэф. дополнительного притока тепла к основанию, учитывающий влияние откосов насыпи и вырубки при постройке дорожной просеки;

- коэф., учитывающий влажность грунта.

 

Граница мерзлоты поднимается.

При возведении земляного полотна, запроектированного по прин­ципу использования при эксплуатации дороги грунтов основания земляного полотна в мерзлом состоянии, следует производить отсыпку насыпи после промерзания сезонно оттаивающего слоя не менее чем на 30 см. Ускорение промерзания достигается очисткой дорожной полосы от снега. При очистке не допускается нарушение мохорастительного покрова.

Нижние слои насыпи на высоту 0,5 м следует отсыпать по способу от себя", а последующие — продольным способом. Движение транспорт­ных и дорожно-строительных машин по мохорастительному покрову в весенне-летний период не допускается.

Уплотнение мерзлых грунтов производят решетчатыми и кулачковыми катками.

2) Частичное оттаивание мерзлого грунта на глубину, определяемую расчетом – применяется при низкотемпературной вечной мерзлоте, с малольдинистыми глинистыми и песчаными грунтами, с влажностью не менее предела текучести.

При возведении земляного полотна, запроектированного по прин­ципу использования при эксплуатации дороги грунтов основания земляного полотна в оттаивающем состоянии, отсыпку насыпи разрешается произво­дить в любое время года (летом по способу от себя") с сохранением мохо­растительного покрова или удалением в необходимых случаях непригодных грунтов из основания по мере их оттаивания.

Разработку грунта в резервах в летнее время следует вести бульдо­зером, начиная с низовой стороны, по мере оттаивания грунта слоями тол­щиной не менее 15 см.

При разработке глинистых грунтов должны быть приняты меры, обеспе­чивающие водоотвод.

S≤∆ - осадка, зависит от типа покрытия.

 

3) Оттаивание и осушение мерзлого грунта до начала стр-ва а/д на глубину, на кот. не оказывает влияния на ЗП.

При расчете высоты насыпи берем параметры не для I ДКЗ, а для II.

;

- нормативная глубина оттаивания основания;

При подготовке и разработке притрассовых карьеров для заготов­ки грунта в летний период необходимо руководствоваться следующими положениями:

карьеры следует подготавливать заблаговременно (в конце зимнего пе­риода), производя тщательную расчистку поверхности от снега и удаление мохорастительного покрова, в карьерах, предназначенных к разработке в весенний период.

 

46 Проектировани дорог в заболоченных районах Типы болот:. По происхождению болота разделяют на два вида: а) сплавинные, образовавшиеся при зарастании водоемов и рек; б) торфяные, появившиеся вследствие заболачивании суши. По условиям расположения и питания водой различают болота: а) низинные – грунтового, озерного или речного питания; б) переходные – смешанного питания; в) верховые – атмосферного питания 1й болота сплошь заполненые торфом и другими болотными отложениями устойчивой консистенцией, сжимающейся под весом возводимых на них насыпей 2й болота сплошь заполненые торфом и другими болотными отложениями различной консистенцией, в то числе выдавливающейся из под возводимой насыпи в зависимости от скорости их нагружения 3й Заполненые илом и водой как правило имеющие торфяную сплавину Конструкции А. Насыпи, опирающиеся на минеральное дно болота (Искусственные основания) а) Свайные эстакады; б) насыпи с полным удалением слабого грунта из основания и заменой его качественным грунтом; в) насыпи, погруженные на минеральное дно болота путем выдавливания слабого грунта в стороны. Б. Насыпи, опирающиеся на торфяную залежь с проведением мероприятий, улучшающих строительные свойства слабого основания а) Частичное выторфовывание; б) земляное полотно с вертикальными дренами и дренажными прорезями; в) глубинное уплотнение слабых грунтов грунтовыми сваями; г) химическое укрепление слабых грунтов основания. В. Земляное полотно, проложенное непосредственно на поверхности торфяной залежи а) Плавающие массивные насыпи; б) облегченные насыпи; в) настилы и слани; г) специально облегченные конструкции. Искусственные основания, как правило, следует использовать лишь в тех случаях, когда сохранение слабого грунта под насыпью может привести к деформации земляного полотна. Метод полного выторфовывания заключается в удалении слабого грунта из основания насыпи до плотных слоев минерального дна болота с немедленным заполнением выемки качественным привозным грунтом. При этом, необходимо соблюдение условия, чтобы подошва насыпи опиралась на кровлю плотных слоев всей своей площадью. При проектировании выторфовывания следует стремиться к максимальной устойчивости земляного полотна за счет создания наиболее крутых откосов выемки. Угол откосов выемки назначается по данным полевых исследований Ширина дна выемки не должна быть меньше ширины земляного полотна между бровками насыпи. Возможность применения плавающих насыпей ограничивается необходимостью соблюдения требований п. 4. Следует учитывать, что условия устойчивости и недопустимости значительных упругих просадок для плавающих насыпей в ряде случаев, особенно на болотах II типа, оказываются взаимно исключающими, т.к. увеличение высоты насыпи может привести к превышению несущей способности основания. 25. Толщина насыпного слоя определяется как сумма проектной высоты насыпи над окружающей поверхностью болота и величины осадки по осевому сечению земляного полотна. Толщина насыпного слоя должна быть такой, чтобы упругие просадки земляного полотна при движении транспорта не превышали допускаемой величины для данного типа покрытия Земляное полотно с частичным выторфовыванием следует назначать в случаях: а) если плотность торфяной залежи увеличивается по глубине; б) если на некоторой глубине болота имеется слой высокой пнистости, не позволяющий применить другие типы конструкций земляного полотна; в) в целях ускорения консолидации основания. К земляному полотну с частичным выторфовыванием предъявляются те же требования, что и к плавающим насыпям Особенности изыскательских работ: Задачи изысканий: происхождение болот, состав торфа и условия его залегания, Состав грунтов минерального дна, физ-механ. ха-ки пород, рельеф минерального дна, гидрологический режим болот, Особенности: Работы лучше проводить зимой, связующие точки на местности обозначают мощными кольями, для придания большей устойчивости штативу его устанавливают на специальные вбитые колья, реперы на участках перехода болот укладывают на возвышенных местах и на берегах болот в стороне от трассы, реперы забивают в плотный минеральный грунт, поперечники снимают с инревалом 100-200 метров охватявая ширину 30 -100 метров в завсисмости от категории а/д

образ-тся и развиваются на избыточно увлажненных участках земной поверхности. По происхождению болота разделяют на два вида: а) сплавинные, образовавшиеся при зарастании водоемов и рек; б) торфяные, появившиеся вследствие заболачивании суши. По условиям расположения и питания водой различают болота: а) низинные – грунтового, озерного или речного питания; б) переходные – смешанного питания; в) верховые – атмосферного питания. По прочностным показателям болота делят на 3 строительных типа: I тип – грунты, выдавливание которых из-под насыпи невозможно; II тип – грунты, выдавливание кот. возможно; III тип – грунты, выдавливание кот. происходит обязательно. Конструкция З.П. назначается в зависимости от: а) категории а/д; б) типа болота; в) глубины болота; г) степени капитальности (типа) а/д. Классические конструкции ЗП на болотах: 1) С полной выторфовкой: а) при капитальной д.о. на болоте I,II типа, глубиной до 4х метров; б) при облегчен. д.о., на болоте I,II типа, глубиной до 2х метров. Удаление торфа производят с помощью машин, взрывным способом или прим. гидромех-цию. Подг. работы – расчистка дорожной полосы от леса, осушительные работы (устройство канав) и устройство подъездов для движения транспортных средств. Работы часто выполняют в зимний период Осн. работы – для удаление торфа прим. бульдозеры или экскаваторы. При неглубоких (до 2х м) осушенных болотах применяется бульдозер путем послойной разработки торфа перпендикулярно оси дороги. Отвалы торфа располагаются по краям выработки. Отсыпку и уплотнение насыпи производят послойно. Нижнюю часть насыпи на болотах отсыпают только из дренирующих грунтов. Применение бульдозера экономичнее, чем экскаватора. Выторфовывание экскаватором производят с оборудованием драглайна. Возможны два способа: «на себя» - экскаватор перемещается по поверхности болота или по переносным щитам или «от себя» - перемещается по отсыпаемой насыпи; Вынутый торф складывают в отвалы или вывозят. Отсыпку сначала ведут до уровня поверхности болота или на 15-20см выше, далее по способу «послойной отсыпки».Для уплотнения нижней части насыпи применяют метод временной пригрузки, механическое уплотнение трамбующими плитами. Грунт верхней части уплотняется обычным способом. «+»:а) капитальностьконструкции;б) min сроки; в) отсутствие верт-х осадок; «-»:а) большой объем работ; б) высокая стоимость;в) высокая трудоемкость. 2) Частичная выторфовка: 3) Плавающая насыпь: Для болот I и II типов. Осадка очень длительна по времени. Для ускорения осадки при hб≤6м принимается конструкция с вертикальными дренами (d≥30см), расстояние м/у дренами 3-5 м. Вертик. дрены устраивают различными способами: забивка специального рабочего органа (пуасона), а затем засыпкой образовавшейся скважины песком; забивкой или вибропогружением специальной обсадной трубы, которую заполняют песком, а затем извлекают; гидробурением скважины с последующей засыпкой ее песком; погружением дренажных лент из картона или древесных отходов. «+»: а) меньший объем работ; б) трудоемкость ниже; в) дешевле; «-»: а) наличие осадок; б) на стадии проектирования требуется детальная проработка по обеспечению прочности и устойчивости; в) долгое время консолидации. 4) Посадка на минеральное дно (II, III тип болот): Сплавина – верхний слой болота – обычно имеет значительную прочность и препятствует погружению насыпи на дно болота. Поэтому перед отсыпкой этот слой разрыхляют. При очень прочном слое сплавины ее опускают на дно вместе с насыпью.