4.4.2. Характеристика условий строительства земляного полотна в районе вечной мерзлоты

При возведении земляного полотна в районе вечной мерзлоты необходимо учитывать природно-климатические и грунто-гидрогеологические особенности, которые определяют условия работы дорожно-строительных машин, основные способы и технологические схемы возведения земляного полотна, а также сроки производства работ.

Характеристику условий района строительства составляют по данным ближайших метеорологических станций. Пользуясь данными метеостанций, делают анализ температурного режима воздуха, его изменение по месяцам. Устанавливают максимальную и минимальную температуру, мощность деятельного слоя, количество осадков в виде дождя и снега, направление ветров. Разрабатывают дорожно-климатический график, на основании которого устанавливают период распутицы, простои в работе из-за осадков в летний период и из-за метелей в зимний период, время разработки талого и мерзлого грунтов. Каждому принятому принципу проектирования земляного полотна соответствует свой способ его возведения (табл. 4.4.1).

Таблица 4.4.1

Способы возведения земляного полотна

Принцип проектирования	Способ возведения
I. Обеспечение поднятия верхнего горизонта вечной мерзлоты до подошвы насыпи и ее сохранение на этом уровне в течение всего	I. Максимальное сохранение естественного режима местности в период производства работ и в течение всего периода эксплуатации. Устройство просеки только в зимний период с незначительным опережением фронта работ. Отсыпка земляного полотна из несцементированных обломочных

259

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

периода эксплуатации дороги	грунтов автовозкой в зимний период на полную высоту или в две стадии: нижнюю часть насыпи в зимний период, а верхнюю до проектной отметки - летом
II. Ограничение глубины оттаивания грунтов основания	II. Обеспечение минимального протаивания грунтов основания в строительный период за счет полного сохранения мохорастительного покрова под насыпью и начала работ ранней весной. Устройство просеки только в зимний период. Проведение мероприятий по осушению грунтов за год до основных земляных работ. Отсыпка земляного полотна из местных глинистых и несцементированных обломочных грунтов
III. Обеспечение оттаивания и осушения вечномерзлых грунтов под дорожной конструкцией	III. Обеспечение максимальною протаивания и осушения грунтов путем заблаговременной подготовки и проведения мероприятий по осушению всей дорожной полосы. Отсыпка земляного полотна из местных грунтов

На участках, где земляное полотно запроектировано по первому принципу, все подготовительные и основные работы выполняют с таким расчетом, чтобы обеспечить сохранение водно-мерзлого режима местности. Это определяет особенности возведения земляного полотна и сроки производства работ. Подготовительные работы выполняют только в зимний период.

Не допускается оставлять расчищенную просеку на летний период, чтобы не вызвать протаивание льдонасыщенных грунтов. Земляное полотно возводят в зимний период из несцементированных обломочных грунтов. Отсыпанное в зимний период полотно предохраняет основание от протаивания. Экономически целесообразно двухстадийное возведение земляного полотна, когда нижнюю часть насыпи возводят зимой, а верхнюю - в летний период. В этом случае снижается стоимость возведения земляного полотна за счет выполнения части объемов работ в летний период.

При втором принципе все работы выполняют так, чтобы обеспечить как можно большее осушение грунтов в притрассовых

260

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

резервах и возможно меньшее протаивание их в основании насыпи. В этом случае подготовительные работы выполняют за год до начала земляных работ. Лес вырубают и удаляют с просеки в зимний период, чтобы не нарушать мохорастительного покрова в основании насыпи. С полосы резервов мохорастительный покров удаляют сразу после его протаивания, а в основании его сохраняют полностью.

Земляное полотно в основном возводят из местных грунтов с использованием бульдозеров, скреперов и других дорожных машин.

При третьем принципе выполняют так же, как и при втором, с той лишь разницей, что мероприятия по осушению грунтов проводят на всей дорожной полосе. Мохорастительный покров в основании насыпи не сохраняют.

Строительство автомобильных дорог в условиях вечной мерзлоты так же, как и в других районах страны, осуществляют поточным методом.

В летний период производят те работы, выполнение которых в зимний период затруднительно (удаление мохорастительного покрова, разработка, перемещение, уплотнение глинистых грунтов, устройство водоотводных канав).

В зимний период следует производить: постройку временных зданий и сооружений; расчистку дорожной полосы от леса, кустарника; буровзрывные работы в мерзлых грунтах, переходящих при оттаивании в текучее состояние; возведение насыпей из скальных и несмерзающихся дренирующих грунтов, на участках, устраиваемых по первому принципу; отсыпку берм и утепление откосов.

Возведение насыпей из несцементированных грунтов производят круглогодично. Расчетное годовое число рабочих смен определяют по формуле

Т_ср = (Т_к - Т_в -Т_м - Т_о) К_с,

(4.4.3)

где Т_к - календарная продолжительность строительного сезона, дни;

Т_в - количество выходных и праздничных дней;

261

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Т_м - простои по метеоусловиям, дни;

Т_о - количество дней на ремонт и профилактику машин, а также внутриобъектную переброску, простои по организационным причинам, дни;

К_с - среднее количество смен за один рабочий день.

Расчетное количество рабочих смен в летнем строительном сезоне определяют по формуле

Т_л = [Т_б - (Т_гр + Т_в) - Т_бa(1 +

Т_пр)]К_с (4.4.4)

где Т_б - длительность безморозного периода в сутках;

Т_гр - время, необходимое для протаивания грунта на 20...25 см (табл. 4.4.2);

Т_в - количество выходных и праздничных дней за безморозный период;

a - вероятность выпадения осадков в долях длительности безморозного периода (табл. 4.4.3);

Т_пр - время, необходимое для просушивания грунта после дождя в сутках (табл. 4.4.4).

Таблица 4.4.2

Скорость протаивания грунта

Район дорожно-климатической зоны	Грунт	Скорости протаивания, см/сутки
		май	июнь-июль

262

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

	Супесь	4...5,5	7...9
1 южнее 65-й параллели	Суглинок легкий	3...4.5	5...7
	Суглинок тяжелый, глина	2,5...4	4...6

Таблица 4.4.3

Вероятность выпадения осадков

Метеорологические станции	Вероятность выпадения осадков a (в долях длительности безморозного периода)
	5 мм/сутки	8 мм/сутки
Якутск Иркутск Улан-Удэ Чита Богучаны	0,06 0,12 0,08 0,127 0,10	0,021 0,06 0,04 0,062 0,038

Время, необходимое для протаивания грунта в районе вечной мерзлоты южнее 65-й параллели на глубину, позволяющую рационально использовать дорожные машины, принимают по табл. 4.4.2.

Вероятность выпадения осадков определяют по средним, многолетним данным метеостанций. Расчет ведут по формуле

263

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

a = п/Т_б,

(4.4.5)

где п - количество дней с осадками более 5 или 8 мм в сутки.

Ориентировочные значения снижения влажности и времени просыхания слоя грунта глубиной 0,2 м в резервах по данным [49] приведены в табл. 4.4.4

Таблица 4.4.4

Снижение влажности и время просыхания грунта

Грунт	Влажность грунта до осушения в долях от оптимальной влажности	Средняя величина просыхания за сутки в долях оптимальном влажности	Время на просушивание допустимой влажности, сутки
Суглинок легкий Суглинок пылеватый Суглинок тяжелый Глина	1,8...1,5 1,5...2,0 1,4...1,8 1,8...2,0	0,10 0,12 0,09 0,08	1...2 2...6 7...9 9...10

Более быстрое просыхание грунта наблюдается при его рыхлении за один-два дня до разработки.

Расчистку дорожной полосы от леса, кустарника, пней производят при сооружении земляного полотна по первому и второму принципам только в зимний период. При строительстве земляного полотна по третьему принципу расчистку дорожной полосы можно производить в любое время года.

264

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Мохорастительный слой удаляют с поверхности боковых резервов при строительстве земляного полотна по второму принципу и на всю ширину дорожной полосы при сооружении земляного полотна по третьему.

Толщина мохорастительного слоя зависит от множества различных факторов и составляет в среднем от 5 до 30 см. Большая мощность слоя наблюдается во II, III типах местности (сырые и мокрые места).