Производство работ в условиях вечной мерзлоты, особенности технологии.

Исходной информацией для назначения дорожной конструкции с мерзло-комковатым ядром служит:

- дорожно-климатическая зона;

- требуемая высота насыпи по условиям снегонезаносимости;

- толщина насыпи, обеспечивающая сохранение вечной мерзлоты без применения теплоизолирующих слоев.

Вечномерзлый грунт – многолетнемерзлый грунт, темпер.которого остается отрицательной независимо от сезонных изменений температуры воздуха в течении длительного периода. В России 65% территории.
Принципы проектирования, конструкция ЗП.
1 принцип – насыпь отсыпается такой высоты, чтобы граница вечной мерзлоты не опускалась бы ниже подошвы на весь период экспл.дороги.высота насыпи расчит.по ВСН85-89. Для самых неблагопр.условий мерзлоты. 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. 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.
2 принип – предусматривает раскол верхней границы мерзлоты ниже подошвы насыпи, но при этом допустимая глубина оттаивания грунта огран.нормативн.значениями вертикальных необратимых деформаций конструкции

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.
3 принцип – предусматривает предварительное оттаивание и осушение грунтов в пределах полосы отвода.высокие насыпи рассчит.по теплотехническому расчету. 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.

Дренирующий грунт Работы зимой пр-ся при промерзании грунта не менее 30 см. Расчистка от снега споб.быстрому промерзанию, как только промерз грунт не менее 30см, можно начинать отсыпку. Отсыпка первого слоя пр-ся только отсебя.Нужно:1)Снижать влажнось грунта путем рыхления2)Отсыпка грунта в бурты(срок оттаивания бурта 1-5 лет).
Насыпь с торфом в качестве утеплителя:1)Отчистка от снега2)Отсыпка торфа(высушенного)3)Отсыпка от себя.
Если использ.искусственый утеплитель:1)Отчистка от снега2)уст-во выравнивающего слоя(10-20см)3)уст-во плит(пеноплекс) теплоизоляц.слой4)защитный слой от себя(50 см) расчитывается на катки и расчетную нагрузку6)отсыпка 1-го слоя. Тип 1 Тип 2

Рис.3. Поперечные профили насыпи на участках с грунтами IV и V категорий просадочности:
1 - торфяная присыпка на откосе. 2 - мохорастительный покров; 3 - грунт основания; 4 - ВГВМ в естественных условиях; 5 - то же, после постройки насыпи; 6 - грунт насыпи; 7 - берма

Рис.4. Поперечные профили насыпи с теплоизолирующими слоями на участках с грунтами IV и V категорий просадочности:
1 - грунт насыпи; 2 - торф в уплотненном состояний; 3 - грунт основания; 4 - ВГВМ в естественных условиях; 5 - то же, после постройки насыпи; 6 - плиты из пенополистирола (пенопласта); 7 - выравнивающий слой из сыпучемерзлого песка или крупнообломочного грунта мелких фракций; 8 - мохорастительный покров

На участках, где земляное полотно запроектировано по первому принципу, сроки проведения подготовительных и основных работ должны строго соблюдаться

В течение короткого летнего периода необходимо:

-довести земляное полотно, отсыпанное в зимний период, до требуемых параметров путем уплотнения тела насыпи, планировки откосов, укрепительных работ;

-заготовить грунт, в том числе гидромеханизированным способом, для работ в зимний период;

-выполнить укрепительные и отделочные работы на искусственных сооружениях;

-устроить дорожное основание и покрытие;

-заготовить асфальто- и цементобетонные смеси в необходимом объеме путем организации работы заводов в 2 - 3 смены.

. В зимний период необходимо:

-построить автозимники, возвести временные здания и сооружения, расчистить дорожную полосу и подготовить карьеры дорожно-строительных материалов, в том числе грунтовые, для разработки грунта зимой и в следующий летний период;

-доставить на объекты машины, механизмы, строительные и горюче-смазочные материалы;

-произвести буровзрывные работы на участках с мерзлыми грунтами, которые при оттаивании переходят в текучее состояние;

-соорудить временные землевозные дороги между карьерами и трассой, возвести насыпи из скальных, а также несмерзающихся галечно-гравийных и песчаных грунтов на подходах к мостам, на марях, болотах и других, участках со слабыми основаниями; отсыпать бермы и утеплить откосы;

-устроить дорожные одежды: заготовить, переработать и вывезти каменные материалы на трассу и заводы (АБЗ, ЦБЗ); изготовить сборные железобетонные изделия; устроить щебеночное (гравийное) основание; уложить сборные железобетонные плиты, а также монолитное цементобетонное основание с применением методов зимнего бетонирования.

При комплектовании отрядов учитывают реальную продолжительность строительного сезона, которая зависит от климатических условий и вида применяемых грунтов.

Насыпи из крупнообломочных или песчаных грунтов возводят круглогодично.

Расчетное количество рабочих, смен Т_р в этом случае определяют по формуле

Т_р=(Т_г-Т_п-Т_м)К_см, (8)

где Т_г - календарная продолжительность года, сут;

Т_п - количество выходных и праздничных дней в году;

Т_м - количество нерабочих дней из-за неблагоприятных метеорологических условий (температура воздуха ниже минус 35°С);

К_см - коэффициент сменности работы машин.

Продолжительность сезона, в течение которого устраивают земляное полотно

Количество рабочих смен рассчитывают по формуле

(9)

где Т_Б.М - длительность безморозного периода (между датами устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 0°С), сут.;

Т_ОТ - время, необходимое для оттаивания грунтов на глубину 10 - 15 см, когда можно начинать их разработку, сут.;

Т_П^Б.М - количество праздничных и выходных дней за безморозный период;

n_д - число дней с количеством осадков, приводящим к переувлажнению грунтов в слое 10 - 15 см: для супесей и суглинков легких - 5 мм/сут., суглинков тяжелых и глин - 8 мм/сут. и более;

Т_ПР - время, необходимое для просыхания грунта после дождя, сут.

водоотводных канав:

В зависимости от рельефных, гидрологических, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые надмерзлотные воды отводят от дорожного полотна с помощью следующих сооружений:

-боковых водоотводных канав, лотков или лотков-полутруб, притрассовых резервов;

-нагорных мерзлотных валиков, приоткосных берм и нагорных канав;

-поперечных водоотводных канав.

Водоотводные устройства, за исключением лотков, полулотков и дренажных конструкций в выемках, следует сооружать до начала основных земляных работ.

Канавы устраивают:

-весной (по мере оттаивания грунта) - экскаваторами-драглайнами, с обратной лопатой, канавокопателями и бульдозерами;

-летом или осенью (в период максимального оттаивания грунтов) - сразу на полный профиль экскаваторами, канавокопателями и бульдозерами;

-зимой - взрывным способом.

. Материал для утепления и укрепления (дерн, мох, торф, камень и бетонные плитки) водоотводных устройств заготавливают заблаговременно и доставляют к месту работы в зимний период.

. Бетонные лотки, полулотки и полутрубы изготавливают отдельными секциями на специально оборудованных площадках или доставляют к месту монтажа со специализированных предприятий. Секции монтируют кранами на автомобильном или гусеничном ходу.

. Мерзлотные валики устраивают в начале зимы (после промерзания грунта основания на глубину 0,3м) в следующем порядке:

-грунт доставляют автомобилями-самосвалами, планируют и уплотняют бульдозерами;

-откосы планируют навесным тракторным планировщиком;

-вдоль подошвыоткосов укладывают теплоизоляционный материал и распределяют его на откосы бульдозерами.

.

Рис. 24. Поперечные сечения водоотводных канав:
1 - дерн, мох, торф; 2 - крупнообломочный грунт, бетонные плиты; 3 - геотекстиль; V_в - скорость течения воды