2. Выбор принципа проектирования земляного полотна на вечномёрзлых грунтах

Земляное полотно на вечномерзлых грунтах может проектироваться исходя из двух основных принципов: I – использование многолетнемерзлых оснований с недопущением оттаивания мерзлых грунтов в течение всего срока эксплуатации и II принципа – с возможностью оттаивания многолетнемерзлых грунтов и их использованием при эксплуатации в оттаявшем состоянии.

Для установления принципа проектирования следует руководствоваться таблицей 3.3.

Подзона распространения многолетнемерзлых грунтов устанавливается по карте дорожно-климатического районирования (рис. 3.1). Тип местности по условиям увлажнения устанавливается в соответствии с таблицей 3.4.

В основании насыпи залегает торф с незначительной мощностью (0,25 м), суглинок мощностью 1,6 м и мелкий песок. Относительное сжатие суглинка при оттаивании под нагрузкой составляет , песка мелкого . Таким образом, тип основания по просадочности -III, так как у суглинка (табл. 3.1).

В нашем случае имеем: для г. Якутска – подзона распространения вечномерзлых грунтов – I₂, тип местности по условиям увлажнения – 3 тип, поскольку имеется заболачивание, с поверхности залегает торф с влажностью 400 %, наблюдается избыточное увлажнение грунтов основание (суглинки при оттаивании приобретают текучую консистенцию).

Таким образом, при проектировании следует выбирать II принцип строительства земляного полотна на вечномерзлом основании, предусматривающий использование талых грунтов в основании при условии не превышения допустимых осадок грунтов основания.

Поскольку для проектирования выбирается II принцип, тогда обеспечение надежности земляного полотна обеспечивается определенной высотой насыпи, при которой верхняя граница вечномерзлой толщи грунта сохраняется на определенном уровне и осадка основания насыпи в оттаявшее основание не будет превосходить допустимой величины. Высота насыпи, при которой осадка основания при оттаивании слагающих его грунтов не буде превосходить допускаемых величин, называется оптимальной высотой насыпи . Высота насыпи не должна быть меньше оптимальной. Если по условиям продольного профиля нельзя обеспечить насыпь высотой или более, то производят замену грунта в основании насыпи. Глубина замены и высота надземной части в сумме должны составлять .

Т а б л и ц а 3.3 – Выбор принципа проектирования земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах

Тип основания по просадочности	Подзоны распространения многолетнемерзлых грунтов
	I1 Температура ВМГ на глубине нулевых амплитуд, < (-1,5) град.			I2 Температура ВМГ на глубине нулевых амплитуд, < (-1,5) град.			I3 Температура ВМГ на глубине нулевых амплитуд, ≥ (-1,5) град.
	Типы местности по условиям увлажнения
	1	2	3	1	2	3	1	2	3
I	По нормам II дорожно-климатической зоны
II	По нормам II дорожно-климатической зоны	II	II	По нормам II дорожно-климатической зоны	II	II	По нормам II дорожно-климатической зоны	II
III		II	II		II	II
IV		-	I		-	I

Рисунок 3.1 – Карта дорожно-климатического районирования

Т а б л и ц а 3.4 – Типы местности по условиям увлажнения

Характеристика	Тип местности по условиям увлажнения
	1-й	2-й	3-й
Условия увлажнения грунтов	Сухие места. Поверхностный сток обеспечен; надмерзлотные воды не оказывают существенного влияния на увлажнение верхней толщи грунтов	Сырые места. Поверхностный сток не обеспечен; в летний период возможно избыточное увлажнение грунтов в деятельном слое поверхностными и надмерзлотными водами	Мокрые места. Поверхностный сток не обеспечен; в летний период постоянное избыточное увлажнение грунтов в деятельном слое поверхностными и надмерзлотными водами
Характеристика рельефа	Каменистые возвышенности, сопки с крутыми склонами, гравийно-галечниковые и песчаные косы	Плоские водоразделы, горы с пологими склонами и со шлейфами	Мари, замкнутые впадины с развитым моховым покровом и торфом
Мощность деятельного слоя, м	>2,5	1,0 - 2,5	<1
Тип грунтов	Крупнообломочные, гравийно-галечниковые, песчаные, супесчаные	Песчаные, глинистые, биогенные	Глинистые, торфяные, возможно наличие подземных льдов
Характеристика грунтов	Массивная текстура, непросадочные или талые с относительной влажностью	Массивная и слоистая текстура, малольдистые и малопросадочные с относительной влажностью	Слоистая и сетчатая текстуры, льдистые и сильнольдистые, просадочные и сильнопросадочные с относительной влажностью
Мерзлотные процессы и явления	Отсутствуют	Заболачивание, сезонные бугры пучения	Заболачивание, многолетние бугры пучения, торфяники, термокарст, солифлюкция