Возведение земляного полотна с дренажными прорезями и вертикальными дренами

применяют на болотах 1 типа глубиной до 3 м, если больше - вертик дрены.

технология включает:

1) устройство прорези эксковаторов по схеме на себя, переходя из одной трещины на другую

2доставка грунта автосамосвалами

3) перемещение грунта и засыпка прорезей бульдозером

4)виброуплотнение грунта в прорези.

5) по традиц технологии отсыка и уплотнение

Общее правило : при замене слабых грунтов, разработка траншеи в задел как правило не допускается. Выторфовывание не должно опережать отсыпку нижней части насыпи, более чем на одну-две сменные захватки.

Болота I группы ( сплошные торфяные залежи ) насыпь погружают в торфяную залежь ( при глубине болота 4 м ) или отжимают болотные грунты весом насыпи. При этом принимают взрывной способ с частичным выторфовыванием экскаватором или гидромеханизацией при глубине болота до 4 м; Выторфовывание ведут тремя-пятью уклонами траншеями продольными ( с заполнением грунтом продольной возкой ) и поперечными ( при наращивание насыпи с “головы” ) согласно проекту в соответствии с шириной насыпи понизу и радиусом действия экскаватора. Предварительно выбирают торф с каждой стороны болота на глубину до 1 метра и заполняют котлованы грунтом. Для ускорения отжатия болотных грунтов, кроме траншей устраивают канавы-торфоприёмники, производят водонасыпные взрывы или устраивают временную пригрузку насыпи грунтом .. Выторфовывание на болотах I типа можно выполнять одноковшовым экскаватором-драглайном, сразу на полную глубину залегания слабого слоя, но при пнистых болотах применяют обратную лопату. Удалённый торф, если не вывозят на самосвалах можно отсыпать в кавальер, который в зимнее время можно разравнивать бульдозером. В зависимости от ширины и глубины выторфовывания болотный грунт можно удалять “ на себя ”, одной или двумя продольными захватками, поперечными траншеями “от себя”, с работой экскаватора с насыпи.

Работа “на себя”

Экскаватор двигаясь вдоль оси траншеи разрабатывает её на полный профиль “на себя” и укладывает грунт в два отвала по обе стороны траншеи, либо у укладкой торфа в один отвал. Эта схема применяется при отсутствии водоотводных канав вдоль насыпи.

При наличии водоотводных канав, экскаватор движется вдоль бровки, разрабатывая траншею на полный профиль или до оси с поворотом стрелы на 180⁰ и укладкой грунта в один отвал. По этой схеме одновременно можно устраивать водоотводные канавы.

Обе схемы позволяют разрабатывать траншеи шириной до 12 метров ( по верху ) при использовании драглайна с длиной стрелы не менее 13 м ( "Э-652)

“Поперечными проходками”

Широкие траншеи глубиной более 4 метров разрабатывают поперечными проходками, размер захватки равен половине ширины траншеи, целесообразна при вывозе вынутого торфа самосвалом.

“От себя”

Работа ведётся на болотах с низкой несущей способностью, а также при устройстве широких и глубоких траншей с большим объёмом выторфовывания работа ведётся “от себя” . При этом экскаватор перемещается по отсыпаемой насыпи, торф можно транспортировать автосамосвалами, занятыми на возведении насыпи. Сооружение насыпи производится путём надвижки бульдозером в открытую поперечную траншею.

Технологический процесс включает : разработку траншеи, перемещение торфа в кавальер и разравнивание слоем толщиной до 0.5 метра.

Выторфовывание ведётся поперечными проходками от одной бровки до другой, торф перемещается за пределы водоотводных канав, который устраиваются сразу после выторфовывания.

Выторфовывание взрыванием

После отсыпки ядра насыпи на высоту до 1.3 метра, над поверхностью болота взрывают одну или обе боковые траншеи с досыпкой насыпи и заполняют траншеи до проектного профиля. Грунт отсыпают автосамосвалами или самоходными скреперами... целесообразно также устройство вертикального дренажа заполняемого песком или гравелистым песком при глубине болот до 4 метров.

12 возведение земляного полотна в условиях вечной мерзлоты

вечномёрзлыми называют грунты, содержащие замёрзшую воду и имеющие температуру ниже 0о С в течение длительного периода времени – от нескольких лет до десятков тысячелетий. В ряде мест, в пределах мёрзлой толщи встречаются мощные прослойки льда – погребённый лёд.

Верхний слой грунта, который весной оттаивает, а зимой вновь замерзает, называют деятельным слоем. Если деятельный слой сливается с поверхностью вечной мерзлоты, последнюю называют сливающейся.

Постройка автомобильной дороги вносит большие изменения в природный режим вечномёрзлых грунтов. Вырубка на придорожной полосе деревьев и кустарников, удаление мохового покрова способствуют увеличению толщины деятельного слоя. При оттаивании пылеватые льдонасыщенные вечномёрзлые грунты из твёрдого состояния переходят в разжиженное, растекаясь под действием собственного веса. Оттаивание вечномёрзлого грунта под невысокими насыпями в зависимости от количества льда, содержащегося в грунте, вызывает дополнительные осадки или полное расползание насыпей. На участках с близким к поверхности расположением погребённого льда, при таянии на полосе отвода могут возникнуть провальные озёра (термокарстовые явления). Откосы выемок, разработанных в вечномёрзлых грунтах, содержащих прослойки льда, при оттаивании подвержены сплывам. Наоборот, средние и высокие насыпи, создавая теплоизоляцию, способствуют поднятию уровня вечной мерзлоты, которая может входить в тело насыпи.

Трассу автомобильных дорог в зоне распространения вечномёрзлых грунтов следует располагать в наиболее благоприятных условиях грунтов и рельефа, отдавая преимущество сухим участкам, на которых изменение режима вечной мерзлоты и оттаивание грунтов не отражается на устойчивости земляного полотна. К их числу относятся участки:

-с близким залеганием коренных скальных пород или сложенные на глубину более 10 метров и более каменистыми, гравелистыми и песчаными сухими грунтами без ледяных прослоек, физико-механические свойства которых не меняются при замерзании и оттаивании;

-с залеганием вечной мерзлоты на глубине более 5 – 6 метров, сложенные из грунтов, которые при оттаивании не переходят в плывунное состояние;

-с обеспеченным водоотводом, склонам южной экспозиции и сухим, хорошо дренированным террасам речных долин.

зависимости от состава и льдонасыщенности грунтов, режима деятельного слоя, глубины залегания погребённых льдов возможны два принципиально различных метода строительства: оттаивание вечной мерзлоты в основании с заменой неблагоприятных грунтов и сохранение существующего режима мерзлоты.

Первый метод наиболее рационален в южной части зоны вечной мерзлоты. На него следует ориентироваться во всех случаях, когда грунтовые условия района строительства сравнительно благоприятны: грунты малольдисты и их влажность при оттаивании не превышает 0,8 от предела текучести, рельеф позволяет осушить придорожную полосу, грунты относятся к категории непучинистых или слабопучинистых.

При постройке дороги придорожную полосу осушают, удаляя растительный покров. В результате лучшего прогревания мерзлота отступает на большую глубину.

Второй метод применяют в более северных районах при сливающейся вечной мерзлоте, неглубоком залегании льда и пучиноопасных грунтах, содержащих включения ледяных прослоек. В этом случае все проектные решения должны быть направлены на сохранение стабильного положения уровня мерзлоты. Высота насыпи должна обеспечить дополнительную тепловую изоляцию, необходимость в которой возникает в связи с неизбежным нарушением состояния растительного покрова придорожной полосы. На службу эксплуатации дороги этот метод накладывает дополнительные обязательства предотвращать оттаивание дороги.

Для сохранения вечной мерзлоты в основании насыпей необходимо предусматривать проведение работ в зимний период с отсыпкой насыпей из устойчивых привозных грунтов.

Если допускается оттаивание вечномёрзлых грунтов, ширину просеки принимают достаточной для закладки резервов. Земляное полотно проектируют по общим техническим условиям, но откосам насыпи придают пологое заложение 1:3 – 1:5, в результате чего уровень вечной мерзлоты принимает под насыпью слегка выпуклое очертание, способствующее устойчивости насыпи и отводу воды из её основания. На заболоченных маревых участках земляное полотно отсыпают из дренирующих щебенистых и песчаных грунтов.

Если дорогу строят летом, мёрзлый грунт оттаивает на некоторую глубину, и поэтому возведение насыпей сопровождается просадками переувлажнённого грунта. Через несколько лет, после наступления термического равновесия, уровень мерзлоты устанавливается в зависимости от высоты насыпи. В среднем, можно считать, что положение верхней границы мёрзлого грунта не меняется, если на торфяниках высота насыпи больше 0,7 м, на пылеватых и суглинистых грунтах больше 1,0 м, на галечниковых и щебенистых – более 1,2 м.

Вопрос №13 земляное полотно на засоленных грунтах

яркорастворимые соли в присутствии воды понижают водоустойчивость грунтов земляного полотна, кроме того, избыток солей, превышающий возможное растворение их в содержащейся в грунте влаге, препятствует уплотнению засоленного грунта до оптимальной плотности, соответствующей незасоленному грунту того же гранулометрического состава. Поэтому не всякий засоленный грунт пригоден для возведения земляного полотна. Возможность использования того или иного засоленного грунта устанавливают в результате лабораторного анализа, на основе классификации грунтов по качественному характеру и степени засоления.

Основными типами засоленных грунтов являются солончаковые и солонцовые, а также такырные грунты. Степень засоления грунтов характеризуют средним, выраженным в процентах от массы сухого грунта, суммарным содержанием легкорастворимых солей (хлористого натрия, сернокислого натрия, углекислого натрия и др.) в слое грунта, подлежащего перемещению в насыпь.

При невозможности обхода трассой участков с избыточно засоленными грунтами земляное полотно отсыпают из незасоленных или слабозасоленных грунтов (желательно дренирующих) с принятием мер против их засоления. В условиях сильно засоленных грунтов земляное полотно устраивают в насыпях с возвышением низа одежды над поверхностью земли и над уровнем грунтовых вод на 20% выше, чем при обычных незасоленных грунтах.

При сильнозасоленных связных грунтах и невозможности или нецелесообразности устройства насыпей требуемой высоты для повышения устойчивости земляного полотна и предотвращения избыточного засоления по капиллярам грунта верхних слоев в теле насыпи на всю ее ширину на глубине 65 - 75 см или непосредственно под одеждой устраивают капилляропрерывающую прослойку толщиной 15 - 20 см из гравия размером 10 - 20 мм. Для предохранения прослойки от загрязнения грунтом снизу и сверху ее укладывают слои крупного песка или каменной мелочи толщиной 3 - 5 см.

Для дорог на засоленных грунтах применяют конструктивные профили, изображенные на рис. 1-5. На рис. 1 показан профиль с крутизной откосов 1:3 при высоте насыпей до 2 м; при большей высоте насыпей или при насыпях из привозных грунтов (рис. 2), крутизну откосов принимают 1:1,5 при слабозасоленных и 1:2 при сильнозасоленных грунтах. Для лучшего отвода воды из резервов в них на расстоянии 0,5 - 1 м от внешнего края устраивают продольные лотки (рис. 3). На солончаках и солонцах при необеспеченном отводе воды из резервов устраивают бермы шириной 1,5 - 2 м между подошвой насыпи и резервом (рис.4). При возведении насыпей на солончаках одновременно с устройством ирригационных каналов совмещают резервы с коллекторами глубиной до 2,5-3 м (рис. 5). В этом случае между подошвой насыпи и бровкой коллектора оставляют берму шириной не менее 3 - 4 м. Крутизну откосов коллекторов и внешних откосов резервов принимают 1:1,5.

При необходимости пересечения мокрых солончаковых (глинистых и суглинистых), находящихся в переувлажненном состоянии вследствие близкого залегания грунтовых вод, насыпи возводят из привозного грунта, желательно песчаного или супесчаного.

Земляные работы начинают выполнять, когда влажность грунтов близка к оптимальной. Наиболее рациональными периодами в году для производства земляных работ на засоленных грунтах являются: на глинистых солончаках с высоким уровнем грунтовых вод - лето и осень (до начала дождей); на песчаных солончаках с высоким уровнем грунтовых вод - весна, начало лета. В условиях сильного засоления грунтов, при отсыпке невысоких насыпей земляные работы проводят весной, когда засоление в верхних горизонтах (резервах глубиной 0,5 м) понижается.

Тонкие корки солей, встречающиеся летом на солончаках, перед возведением насыпи срезают бульдозером с поверхности резервов и основания насыпи и отодвигают на 15 - 20 м от резервов.

Грунт разрабатывают в резервах с перемещением в насыпь бульдозерами или автогрейдерами. Грейдер-элеватор для возведения насыпей на солончаках можно применять при залегании грунтовых вод не ближе 1 м от поверхности земли.

Насыпи из привозного грунта на солончаках отсыпают скреперами или автомобилями-самосвалами в зависимости от дальности возки; отсыпку грунта ведут "с головы". Насыпь отсыпают вначале выше рабочей отметки, но не на полную ширину земляного полотна, затем бульдозерами надвигают грунт в стороны с одновременным его уплотнением. Во избежание прилипания грунта влажность при уплотнении маловодоустойчивых солонцовых и такырных грунтов доводят до 0,9 от оптимальной. При естественной влажности связного грунта выше оптимальной уплотнение каждого слоя начинают лишь после его предварительного подсушивания на воздухе.

14 возведение земляного полотна в сыпучих песках.txt

В заросших песках условия строительства и эксплуатации дорог гораздо легче, так как здесь нет подвижных форм рельефа и заносы при правильном ведении строительных работ могут быть совсем исключены. В этих условиях земляное полотно следует возводить, по возможности не нарушая растительного покрова. Вместо закладки боковых резервов грунт для насыпей берут из выемок или грунтовых карьеров.

Лучшее время года для производства земляных работ - зима и весна, когда песок становится влажным и легко проходимым для машин. Производительность бульдозеров и скреперов в этот период становится выше. Помимо рационального выбора трассы и времени производства работ, в комплекс мероприятий, обеспечивающих независимость дороги или ее эффективную защиту от песка, входит правильный выбор конструкции земляного полотна и соблюдение особых правил при производстве земляных работ.

Поперечный профиль дороги должен обеспечивать постоянный перенос песка через дорогу, без накапливания, то есть иметь обтекаемую форму с откосами насыпей и выемок не круче 1:2. Откосы и обочины необходимо укреплять для предохранения земляного полотна от выдувания песка.

Придорожные полосы в местах, где образуются песчаные заносы, планируют бульдозером на ширину не менее 15 - 40 м с одной или двух сторон дороги. Большая ширина полосы (25 - 40 м) необходима в местах, где образуются крупные формы рельефа (барханы и цепи барханов); в местах, где образуются мелкие формы рельефа, ширину полосы сокращают до 15 - 20 м. Эти полосы спланированного песка при эксплуатации периодически очищают от наносов песка. За пределами спланированных полос устраивают отсечную полосу, закрепленную щитами, битумной пленкой или растительностью на ширину 25 - 150 м и более в зависимости от характера рельефа песков, степени их подвижности и условий произрастания растительности. В качестве защитного слоя на обочинах, откосах, на берме шириной 1 - 2 м от подошвы откоса, а также в основании дорожного покрытия поверх песчаной насыпи укладывают слой связного грунта (легкого суглинка или обработанного жидким битумом песка) толщиной 10 - 25 см. При уплотнении покрытия (обычно гравийного) материал благодаря прослойке связного грунта не смешивается с нижележащим песком, а на обочинах и откосах песок не выдувается.

При создании незаносимого профиля дороги в условиях подвижных песков на придорожной полосе в пределах 40 - 50 м от оси с каждой стороны выравнивают резервы и кавальеры, убирают остатки материалов, так как всякие неровности могут быть местами начального накопления песка.

Для планировки и надвижки песка в насыпь из боковых резервов применяют бульдозеры с боковыми щеками, а также экскаваторы-драглайны в комплексе с бульдозерами; также применяют скреперы. Во избежание выдувания песка из насыпи земляные работы в местах пересечения подвижных форм рельефа ведут небольшими участками, чтобы за смену, помимо возведения насыпи, осуществить также и укладку по песку защитного слоя в основании и на откосах насыпи, а также на законченных участках дороги установить механическую защиту из щитов. Для защиты дороги от песчаных заносов наиболее радикальной мерой является насаждение на придорожной полосе растительности, не требующей много влаги, а также обработка откосов и обочин битумными и другими вяжущими материалами (полимерными смолами).

В состав дорожно-строительного отряда по возведению земляного полотна на сыпучих песках, помимо бульдозеров, для расчистки и планировки основания и надвижки песка в насыпь с планируемых придорожных полос включают тяжелый прицепной грейдер для разравнивания песка в насыпи и на придорожной полосе, поливо-моечные машины, катки на пневматических шинах для уплотнения насыпи слоями по 30 см, скреперы или прицепные тракторные тележки для подвозки связного грунта для защитного слоя, а также автогрейдеры (двигающиеся по защитному слою) для планировки грунта.

Для нужд строительства в пустынях могут быть использованы дождевые воды, собираемые в искусственных водоемах. Пылеватые пески уплотняют с поливкой водой. Для этого грунт в насыпи сразу после полива переворачивают четырехлемешным плугом влажной стороной вниз и уплотняют катками на пневматических шинах. Верхний сухой слой быстро насыщается водой, поднимающейся по капиллярам и под действием уплотнения. После уплотнения насыпь немедленно покрывают связным грунтом и уплотняют с поливкой водой.