« ВОЗВЕДЕНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ»
А.Ф. Колос
Часть 4
«Основы расчетов земляного полотна, опирающегося на основания, сложенные многолетнемерзлыми грунтами»
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I
Кафедра «Строительство дорог транспортного комплекса»
1. Основные проблемы эксплуатации 
земляного полотна в условиях вечной
мерзлотыПроблемы, связанные с эксплуатацией земляного полотна в
районах вечной мерзлоты связаны с:
недостаточной изученностью проблемы
отступлениями от проектных решений при производстве работ
использованием материалов, неудовлетворяющих стандартам
нарушением теплового режима многолетнемерзлых грунтов
нарушением технологии возведения земляного полотна
неудовлетворительным текущим
содержанием земляного полтна
ИЗБЫТОЧНЫМ УВЛАЖЕНИЕМ ГРУНТОВ ТЕЛА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ЕГО ОСНОВАНИЯ
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I
Кафедра «Строительство дорог транспортного комплекса»
2. Принципы строительства зданий и сооружений на вечномерзлых |
||
грунтах |
|
|
ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ В |
|
|
ЦЕЛОМ: |
СП |
|
|
|
|
I принцип: |
25.13330.2012 |
II принцип: |
|
||
Многолетнемерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения
Применяется, если грунты основания можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах
Многолетнемерзлые грунты основания используются в оттаянном (с предварительным оттаиванием) или оттаивающем состоянии (с допущением их оттаивания в период эксплуатации сооружения)
-при наличии в основании скальных или других малосжимаемых грунтов, деформации которых при оттаивании не превышают предельно допустимых значений;
-при несплошном (островном) распространении многолетнемерзлых грунтов;
-когда по техническим и конструктивным особенностям сооружения и инженерно- геокриологическим условиям участка при сохранении мерзлого состояния грунтов основания не обеспечивается требуемый уровень надежности строительства
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I
Кафедра «Строительство дорог транспортного комплекса»
ЖЕЛЕЗНЫЕ |
|
|
СП |
|
|
ДОРОГИI принцип: |
238.1326000.2015 |
||||
|
СП 32-104-98 |
II принцип: |
|||
Использование |
|
|
С возможностью оттаивания |
||
|
|
многолетнемерзлых грунтов и их |
|||
многолетнемерзлых грунтов с |
|||||
использования при эксплуатации в |
|||||
недопущением их оттаивания в |
|||||
|
оттаявшем состоянии |
||||
течение всего срока |
|
|
|||
эксплуатации |
предусматриваются противодеформационные |
|
|
||
решения по поддержанию |
мероприятия, обеспечивающие устойчивость |
|
земляного полотна, прочность грунтов |
||
многолетнемерзлых грунтов в |
||
основания, непревышения допустимых |
||
естественном состоянии |
||
деформаций в ходе и после оттаивания |
||
|
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I
Кафедра «Строительство дорог транспортного комплекса»
АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ
СП 34.13330.2016 «Автомобильные дороги» СП 313. 1325800.2017 «Дороги автомобильные в районах вечной мерзлоты.
Правила проектирования и строительства»
|
|
III принцип |
|
I принцип |
II принцип |
(II-А)-частный |
|
|
|
случай принципа II |
|
Обеспечение поднятия верхней |
Допущение оттаивания грунта |
Обеспечение предварительного |
|
границы ВМГ не ниже подошвы |
деятельного слоя в основании |
оттаивания ВМГ и осушения |
|
насыпи и сохранение его в |
насыпи на расчетную глубину из |
||
дорожной полосы до возведения |
|||
течение всего периода |
условия ограничения осадок |
||
земляного полотна |
|||
эксплуатации автодороги |
допустимыми пределами |
||
|
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I
Кафедра «Строительство дорог транспортного комплекса»
Для проектирования земляного полотна железных дорог
на основе анализа опыта проектирования земляного полотна железных и автомобильных дорог
Iпринцип:
снедопущением оттаивания многолетнемерзлых грунтов
принцип I-А |
принцип I-Б |
Обеспечение |
Допущение оттаивания |
поднятия верхней |
грунта деятельного слоя |
границы ВМГ не ниже |
в основании насыпи на |
подошвы насыпи и |
расчетную глубину из |
сохранение его в |
условия ограничения |
течение всего периода |
осадок допустимыми |
эксплуатации |
пределами |
IIпринцип:
соттаиванием многолетнемерзлых грунтов
принцип II-А |
принцип II-Б |
|
с допущением |
Обеспечение |
|
предварительного |
||
оттаивания ВМГ в |
||
оттаивания ВМГ и |
||
период строительства |
||
осушения дорожной |
||
и эксплуатации |
||
полосы до возведения |
||
земляного полотна |
||
земляного полотна |
||
|
3. Дорожно-климатическое
I зона – зона распространения вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтов – (ВМГ) |
|||
I1- северная подзона |
I2- центральная подзона |
I3- южная подзона |
|
высокотемпературных ВМГ |
|||
низкотемпературных ВМГ |
|||
низкотемпературных ВМГ |
островного и частично сплошного |
||
сплошного распространения |
|||
|
распространения |
||
|
|
||
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I
Кафедра «Строительство дорог транспортного комплекса»
Характеристика дорожно-климатических
Характеристика
Распространение ВМГ мощностью, м Температура ВМГ, град.
Мощность деятельного слоя, м
Преобладающие грунты
Дорожно-климатическая подзона
I1 |
I2 |
I3 |
|
Сплошное |
Сплошное |
Преимущественно |
|
100-500 м и более |
100-500 м |
островное, 25-200 м |
|
От -(1,5-3) град. до |
От -(1,5-3) град. до |
От 0 град. до –(1,5- |
|
-12 град. |
-7 град. |
3) град. |
|
0,4 – 2,0 |
|
|
|
Преимущественно |
0,6 – 3,0 |
3,0 |
|
менее 1 м |
|
|
|
|
|
Скальные, щебенистые, |
|
|
|
глинистые, пылеватые, |
|
Глинистые, пылеватые, |
Скальные, щебенистые, |
торфоглинистые, |
|
гравийно-галечниковые, |
песчаные в западной |
||
торфоглинистые |
|||
песчаные, глинистые |
части, щебенистые, |
||
|
|||
|
|
галечниковые, |
|
|
|
глинистые - в восточной |
Среднегодовая относительная |
> 1,0 |
0,7 -1,0 |
0,7 – 1,0 |
|
влажность грунтов, в долях от |
||||
|
|
|
||
|
Мерзлые льдистые |
|
Подземные льды, |
|
|
|
преимущественно |
||
|
торфяники. |
|
||
|
Подземные льды разных |
сезонные и многолетние, |
||
|
Наличие подземных |
|||
|
типов, широко |
только в долинах рек. |
||
Мерзлотные процессы и явления |
льдов с неглубоким |
|||
распространенные на |
Единичные |
|||
залеганием. Широкое |
||||
|
низменных равнинах с |
термокарстовые |
||
|
распространение |
|||
|
развитым термокарстом |
образования, |
||
|
термокарстовых |
|||
|
|
приуроченные к |
||
|
образований. |
|
||
|
|
долинам рек |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Криогеные процессы |
Бугры пучения, |
Пучение, |
Сезонные бугры |
|
пучения, |
||||
солифлюкция, |
наледеобразование |
|||
|
наледеобразование |
|||
|
|
|
||
|
|
|
наледеобразование |
Типы местности по условиям увлажнения
|
Тип местности по условиям увлажнения |
|||
Характеристика |
|
|
|
|
|
1-й |
2-й |
3-й |
|
|
|
Сырые места. |
Мокрые места. Поверхностный |
|
|
Сухие места. |
Поверхностный сток не |
||
|
сток не обеспечен; |
|||
|
Поверхностный сток обеспечен; |
обеспечен; |
||
|
в летний период постоянное |
|||
|
надмерзлотные воды не |
в летний период возможно |
||
Условия увлажнения грунтов |
избыточное увлажнение грунтов |
|||
оказывают существенного |
избыточное увлажнение грунтов |
|||
|
влияния на увлажнение верхней |
в деятельном слое |
в деятельном слое |
|
|
поверхностными и |
|||
|
толщи грунтов |
поверхностными и |
||
|
надмерзлотными водами |
|||
|
|
надмерзлотными водами |
||
|
|
|
||
|
Каменистые возвышенности, |
Плоские водоразделы, горы с |
Мари, замкнутые впадины с |
|
|
сопки с крутыми склонами, |
|||
Характеристика рельефа |
пологими склонами и со |
развитым моховым покровом и |
||
гравийно-галечниковые и |
||||
|
шлейфами |
торфом |
||
|
песчаные косы |
|||
|
|
|
||
Мощность деятельного слоя, м |
>2,5 |
1,0 - 2,5 |
<1 |
|
|
Крупнообломочные, гравийно- |
Песчаные, глинистые, |
Глинистые, торфяные, возможно |
|
Тип грунтов |
галечниковые, песчаные, |
|||
биогенные |
наличие подземных льдов |
|||
|
супесчаные |
|||
|
|
|
||
Характеристика грунтов |
|
|
|
|
Мерзлотные процессы и |
|
Заболачивание, сезонные бугры |
Заболачивание, многолетние |
|
Отсутствуют |
бугры пучения, торфяники, |
|||
явления |
пучения |
|||
|
термокарст, солифлюкция |
|||
|
|
|
||
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I
Кафедра «Строительство дорог транспортного комплекса»
4. Выбор принципа проектирования |
|
|
|
|
|
|||
земляного |
|
|
|
|
|
|
|
|
полотна |
|
Подзоны распространения ВМГ |
|
|
||||
Разновид |
I1 |
|
|
I2 |
|
|
I3 |
|
ность |
|
Типы местности по условиям увлажнения |
|
|
||||
грунта по |
|
|
|
|||||
просадоч |
|
|
|
|
|
|
|
|
ности |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
I |
II-А |
II-А |
II-А |
II-А |
II-А |
II-А |
II-А |
II |
II-А |
I-Б |
I-Б |
II-А |
I-Б |
I-Б |
II-А |
III |
- |
I-Б |
I-А |
- |
I-Б |
I-А |
- |
IV |
- |
I-А |
- |
- |
I-А |
- |
II-А
I-Б2)
II-А
I-Б2)
II-Б4)
II-А
-
II-А
I-Б2) II-А
I-А1)
II-А
I-А1)
II-А
1.Допускается при условии понижения среднегодовой температуры грунта (-2,0) °С и ниже минус за счет выполнения конструктивных технологических мероприятий.
2.Допускается, если среднегодовая температура вечномерзлых грунтов (-2,0) °С и ниже.
3.Допускается проектировать земляное полотно по принципу II-Б на торфяниках IV категории просадочности с расчетным понижением верхней границы ВМГ в период строительства и эксплуатации дороги.
4.При залегании в основании легкоосушаемых просадочных грунтов.