Относительное единообразие местных условий, с точки зрения ин- женерно-геологических факторов и параметров насыпей, позволяет разрабатывать региональные типизации торфяных грунтов. Например, для Западной ибири, где распространены болота глубиной до 6 м, сложенные торфами с зольностью до 8% и степенью разложения до 35%, такая региональная типизация (классификация) разработана Гипротюменнефтегазом и позволяет определять свойства торфа, тип грунта по прочности и подтип по деформативности, проведя испытания сдвигомером – крыльчаткой ли зонд рование [1] (табл. 1.1).

высотой до 3 м ез возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта;

тип II – содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой грунта, который может выдавливаться при быстром возведении насыпи высотой до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности возведения насыпи;

8

Конструкции земляного полотна на переходах через болота выбирают с учетом строения болот по глубине, мощности, свойств отдельных слоев торфа и общей заболоченности района проектирования.

1.4. Конструкции земляного полотна и требования к грунтам

С1.4.1. Принципы конструирования земляного полотна на болотах

войства торфяных грунтов изменяются в широком диапазоне, разнообразны состав размещение пластов с разными свойствами по глубине торфяной залежи. Все это создает множество сочетаний исходных

видуальногоусловий для проект рования.

Разработать конструкции для каждого случая невозможно, поэтому переходы через олота согласно [2] относят к местам индипроектт повыерования. При проектировании на болотах можно

удаленбАе торфяного грунта и замена его минеральными слоями или создают устройство эстакад;

использование торфа в основании насыпи при условии примене-

ния соответствующих инженерных мероприятий.

Каждый из указанных подходов имеет свои достоинства и недостатки:

при отказе от использованияДторфа каких-либо затруднений при проектировании не возникает, представляется возможным получить прочное и устойчивое земляное полотно с момента его возведения; од-

нако такой подход приводит к исключительно большим объемам земля-

ных работ (до 80 – 100 тыс. м3 на 1 км дороги) – грунт привозной; повышаются стоимость и трудоемкость, и падаютИтемпы строительства;

использование торфяных грунтов существенно снижает стои-

мость, трудоемкость работ, повышает темпы сооружения земляного полотна, но при проектировании требует детальной проработки мероприятий по обеспечению прочности и устойчивости насыпей; недостаток – нельзя сразу после возведения насыпи устроить дорожную одежду (земляное полотно нестабильно, протекают осадки основания), т.е. затягиваются сроки ввода дороги в эксплуатацию с заданными транспортноэксплуатационными качествами.

Второй подход в последние годы стал основным, усилия научных, проектных и строительных организаций были направлены на разработку прогрессивных конструктивно-технологических решений в этом направлении, и получены хорошие результаты. Наибольший вклад в этом

9

вопросе принадлежит Союздорнии и его Омскому филиалу, Белдорнии, Гипротюменнефтегазу, дорожным трестам бывшего Главдорстроя (Тюменскому, Сургутскому, Нижневартовскому).

Выполненные исследования позволили уточнить рекомендации [2], сформулировать дополнительные требования к дорожным конструкциям на переходах через болота. Теперь в нормативной литературе оговорено, что отказ от использования торфа должен основываться на детальном технико-экономическом анализе вариантов с учетом: категории дороги т па покрыт я; требуемой высоты насыпи, качества грунтов и

чивости, прочности и ста ильности дорожной конструкции.

Рис. 1.1. Поперечный профиль насыпи на болотах I и II типов:

1 – минеральный грунт; 2 – торфяная залежь; 3 – минеральное дно болота; m1 > 0,5 – на болотах II типов; m2 > 0,25 – на болотах I типа

Общая толщина насыпного слоя НГР = hH + Нб (hН – проектная высота насыпи, Hб – глубина болота).

Проектная высота насыпи hН определяется, как и для других конструкций насыпей на болотах, по [2] с учетом продольного профиля, снегонезаносимости, норм минимального возвышения поверхности дорож-

10

ной одежды над уровнем поверхностной или грунтовой воды на болоте, рассматривая его как участок 3-го типа местности (мокрые места).

На болотах III типа обычно механическое выторфовывание не производят, а предусматривают посадку насыпи на минеральное дно болота путем выдавливания слоев текучей консистенции (рис. 1.2).

С Р с. 1.2. Поперечный профиль насыпи на болотах III типа:

1 – м неральный грунт; 2 – торф (сплавина); 3 – жидкие образования; 4 – минеральное дно болота

1.4.3. Конструкции с использованием торфа в основании и в теле насыпи

Эти конструкции нашли широкое применение и производственную проверку при освоении сильно заболоченных нефтегазоносных районов Западной Сибири.

При использовании торфа в дорожном строительстве применяют конструкции земляного полотна трех типов:

массивная песчаная насыпь, возводимая на поверхность болота

(часто называют плавающей насыпью);

земляное полотно с использованием торфа в основании и в теле насыпи;

11

насыпь из минеральных грунтов, возводимая на предварительно намороженное торфяное основание.

Первый тип – плавающая насыпь известна давно, два последних типа разработаны в Омском филиале СоюзДорНИИ в начале семидесятых годов Г.Г. Тришиным, Н.М. Голяковым, Н.Ф. Савко, Н.М. Тупицыным.

СПлавающую насыпь (насыпь с торфом в основании) обычно широко

используют на болотах I, II и III-А типов в районах с высокой заболоченностью большой дальностью возки минеральных грунтов (рис. 1.3).

Общая толщ на насыпного грунта Н = hН + S0, гдеиhН – проектная высота насыпи; S0 – осадка торфяного основания по осевому сечен ю.

Рис. бА1.3. Поперечный профиль насыпи на болотах I, II, III-А типов:

1 – минеральный грунт; 2 – торфяная залежь; 3 – торфоприемник глубиной до 1 м; S0 – осадка насыпи

Использование торфа в основанииДнасыпи позволяет достигнуть снижения грунтоемкости и стоимости до 40% и повысить темпы строительства почти в два раза, одновременно обеспечив необходимое качество земляного полотна, если оно запроектировано и сооружено с учетом прочностных и деформативных свойств торфяных оснований.

Если обратиться к плавающей насыпи (см. рис. 1.3), можно сказать, что часть насыпи, которая ниже поверхности болота, кроме компенсации осадки другой роли не играет. Более того, она увеличивает расчетную нагрузку на торфяное основание. Через этот слой (толщиной S0)

лиал СоюзДорНИИ (Н.М. Голяков, М.И. Шалыгин, Г.Г. Тришин) предложил конструкцию земляного полотна с использованием торфа

12

в основании и в нижней части насыпи (рис. 1.4) для строительства на болотах I и II типов.

Замена минеральных грунтов в нижней части насыпи торфом уменьшает потребность в привозных грунтах, снижает стоимость возве-

ного грунта толщиной hГP и нижней – из торфа слоем hТ.

Величину hГP назначают не менее требуемого возвышения низа дорожной одежды от границы торфяной насыпи и принимают:

где hВОЗ – требуемое возвышение торфяной части насыпи над уровнем воды на болоте, hВОЗ = 0,2...0,3 м; hГВ – расчетный уровень (слой) воды на болоте; при отсутствии длительно стоящих (более 30 суток) вод за уровень принимается поверхность болота, а hГВ = 0; S0 – осадка торфяного основания; SТH – сжатие торфяной части насыпи под нагрузкой.

Обычно нижнюю часть насыпи устраивают из торфа боковых резервов (на болотах I и II типов) или из сосредоточенных торфяных карьеров, используя торф устойчивой консистенции (W < 800%, R < 40%,

СКР > 10 кПа (0,1 кгс/см2); γCК = 0,1 г/см3).

13

Насыпь из минерального грунта, возводимая на предварительно намороженное торфяное основание, рекомендуется на болотах всех типов глубиной более 1 м в северных районах страны со среднегодовой температурой воздуха ниже 0 ºС. К таким районам относится вся I ДКЗ и примыкающие к ней с юга районы, входящие во II ДКЗ (в Западной ибири – районы севернее 56 градусов с. ш.).

Идея создания такой конструкции основана на возможности использовании как бы слоя "вечной мерзлоты" (а. с. СССР № 540477. Кл Е 02 D17/00. Способ возведения насыпи на слабом основании /

1 – минеральный грунт; 2 – намороженнаяДторфяная плита; 3 – боковая теплоизоляционная призма из торфа; 4 – промороженный слой торфяной залежи;

5торфяной И

рис.

торфяное основание, состоящее из талого и промороженного слоев;намороженную плиту из торфа в нижней части насыпи;верхнюю часть насыпи из минерального грунта.

Результаты опытного строительства и многолетних наблюдений за работой различных конструкций дорог на промороженных основаниях позволили установить условия, при соблюдении которых гарантируется прочность и устойчивость конструкций в процессе строительства и эксплуатации дороги. Эти условия могут быть выражены следующими соотношениями из инструкции [1] и учебника [3]:

14

С гдеприHH – толщ на намораживаемой плиты из торфа, м; S0 – осадка тало-

го слоя торфяной залежи под действием веса дорожной конструкции и подвижной нагрузки, м; ST – осадка намороженного слоя торфа при максимальном отта вании его в период строительства, м; hВОЗ – требуемое возвышенболотее верха торфяной плиты над расчетным уровнем воды на болоте, пр н маемое равным 0,2–0,3 м; hГВ – расчетный уровень воды на , м ( отсутствии длительно стоящих (более 30 сут) поверхностных вод за расчетный уровень принимается поверхность болота, hГВ = 0); НД – минимальная толщина мерзлого основания из условий обеспечения деформационной устойчивости дорожной конструкции в период ее строительства и ста илизации осадок, м; НПР – толщина

промороженного слоя торфяной залежи, м; h – допустимая глубина оттаивания намороженной плиты из условия обеспечения требуемой

полотна по бровке, м; НУП – высота насыпи, при которой исключаются недопустимые по величине деформации, м; t0 – среднегодовая температура мерзлого основания (на подошве сезонного оттаивания), рассчитанная по средним многолетним климатическим данным, 0С; hОТ – глу-

15

одеждой, м; hОТ – глубина оттаивания многослойной дорожной конструкции сверху в наиболее теплый (расчетный) год, м; hПРЕД – предельная толщина мерзлой торфяной плиты, устанавливаемая из условий обеспечения прочности, устойчивости и усталости конструкции в период ее эксплуатации (после полной стабилизации осадок и уплотнения торфа в

дорогиТолщ на м неральной части насыпи hГР назначается по теплотехническому расчету [1, 3] должна быть не менее величин, рекомендованных выше для конструкции на рис. 1.4.

Толщ на намораж ваемой плиты из торфа в нижней части насыпи НН определяетсяобходрасчетом по формуле (1.2), и в процессе эксплуатации

должно со людаться условие (1.9).

В нефтегазоносных районах Западной Сибири значительные площади зан мают мелководные озера, расположенные на заболоченных

ски и технически нецелесоо разен. Поэтому широко применяют пересечение таких озер дорогой.

Традиционный метод – завоз грунта автовозкой и устройство насыпи с пляжными откосами (1:10–1:25).

В последние годы используютДгидронамыв для возведения насыпей непосредственно на озере (1:50), по опыту строительства на оз. Самотлор: пульпа 1:10, объем Y = 1 млн м3, в результате чего уровень озера подымается на 4 см после возведения 1 км насыпи.

дуется использовать торфяные грунты, дальность транспортировки которых не превышает полуширины озера.

Конструкцию земляного полотна при прохождении мелководных озер глубиной до 1,5–2 м (типа оз. Самотлор) назначают в зависимости от несущей способности донных отложений, предусматривая устройство торфяной части насыпи в сухом котловане в зимнее время (рис. 1.6).

Учитывая большую дальность транспортировки грунтов, рекомен- И

Конструкция земляного полотна на мелководных озерах включает элементы, используемые в конструкциях дорог на болотах (cм. рис. 1.4

и 1.5):

слабые донные отложения – в качестве несущего основания;

торф – в нижней части насыпи.

Поэтому параметры насыпи на переходах через озера могут быть рассчитаны с учетом климатических условий района проектирования:

16

в районах с отрицательными среднегодовыми температурами воздуха как конструкции на промороженных торфяных основаниях (см.рис. 1.5);

в остальных районах как конструкции с торфом в основании и в нижней части насыпи (см. рис. 1.4).

(НСМ), с помощью которых можно: повысить устойчивость насыпей; улучшить условия отсыпки и уплотнения грунта в насыпи; разделить слои различных грунтов в насыпи; ускорить консолидацию осадок и

Рис. 1.7. Поперечные профили насыпей с использованием прослоек из НСМ: а – в основании насыпи; б – над нижней частью насыпи из местных грунтов (торфа, глинистых грунтов):

1 – песчаный грунт; 2 – прослойка из НСМ; 3 – торфяной грунт болота; 4 – нижняя часть насыпи из местных материалов (торфа, глинистых грунтов)

17

На подобные конструкции насыпей имеются технологические карты, разработанные бывшим Главдорстроем.

При строительстве автомобильных дорог на болотах с использованием торфяных грунтов в основании насыпей возникают затруднения, обусловленные длительной консолидацией слабого основания, что не позволяет сразу после возведения земляного полотна устраивать дорожную одежду с капитальными и облегченными типами покрытия.

При использовании торфа в основании насыпи осадка его под действием нагрузки не збежна и складывается из мгновенной упругой осадки Sмг, осадки за счет бокового смещения Sбк, длительной фильтра-

с расходом 2 м2 НСМ на 1 м2 площади слабогоИоснования, независимо от несущей способности торфяного основания; не исключаются осадки

Sф и Sвт, протекающие длительно.

Известно, что свойства торфяных грунтов изменяются в большом диапазоне, разнообразны состав и размещение пластов, различны и расчетные нагрузки, передаваемые на торфяное основание. Все это создает множество сочетаний исходных условий для решения конкретных задач. Поэтому устройство во всех случаях сплошной обоймы с удельным расходом НСМ на единицу площади слабого основания f 2 м2/м2 представляется недостаточно технически и экономически обоснованным.

18

Однако существуют проектные и технические решения, позволяющие устранить указанный недостаток [1, 3] путем устройства основных и промежуточных прорезей, которые заполняются глинистым (недренирующим) грунтом. В результате чего можно снизить расход Н М при обеспечении требуемой несущей способности торфяного основания согласно [5].

С1.5. Особенности организации и технологии строительства

земляного полотна

Рассмотренные конструктивные решения для переходов через бо- строительствалота отл чаются довольно широким разнообразием, каждое из них требует особой технолог и; подчас идея, заложенная в конструктивном

решен , может ыть реализована только при соблюдении определенного технолог ческого режима. Поэтому конструкции и технологию бАземляного полотна на болотах следует рассматривать со-

вместно как конструкт вно-технологическое решение.

Анал з опыта стро тельства дорог в Западной Сибири [1], совместные разработки Омского филиала СоюзДорНИИ [6], трестов Тюмендорстрой и Нижневартовскдорстрой позволили уточнить существующие и рекомендовать новые технологические приемы (табл. 1.3), основанные на широком использовании торфяных грунтов и холода в строительных целях для возведения земляного полотна в течение всего года. При этом основной объем земляных работ выполняется в зимний период, когда болота промерзают и возможен проездДпо ним строительной техники.

Строительство земляного полотна на болотах и озерах выполняется обычно механизированными отрядами, укомплектованными высокопроизводительными машинами и механизмами, с учетом объемов и видов работ. Учитывая, что при сооружении земляногоИполотна на болотах в зимнее время предусматриваются технологические перерывы между отдельными видами работ, целесообразно механизированному отряду планировать выполнение работ на ряде болот с различными конструкциями земляного полотна, например, с полным выторфовыванием, на промороженных основаниях, плавающие насыпи. Участки работ, обслуживаемые механизированным отрядом, должны быть расположены так, чтобы свести до минимума потери времени на переброску строительной техники в периоды технологических перерывов.

Составление проекта производства работ для механизированных отрядов с учетом объемов и видов работ по ряду участков позволяет обеспечить ведение работ высокими темпами с равномерным и максимальным использованием дорожно-строительной техники.

19

Технологические приемы и схемы организации работ по отсыпке верхней части земляного полотна из минеральных грунтов на болотах общеизвестны [7] и не отличаются от применяемых при возведении насыпей в обычных условиях из грунтов сосредоточенных резервов. По-

20

При разработке проекта организации работ по возведению земляного полотна с полным выторфовыванием (рис. 1.8) устройство траншеи и заполнение ее минеральным грунтом до отметки на 0,5 м выше поверхности болота следует предусматривать в зимний период.

а

Сиб

1 – минеральныйбгрунт; 2 – торфяная залежь; 3 – жидкие образования

Р с. 1.8. Поперечные профили насыпей на болотах:

Перед началом раАот по выторфовыванию, после промерзания болота на глубину 15–20 см, подготавливаются полосы для движения экскаваторов. С этой целью с обеих сторон будущей насыпи в продольном направлении очищают бульдозерами полосы от снега и мелколесья шириной до 10 м (рис. 1.9, а). Снег на месте будущей траншеи сохраняют для начала работ по выторфовыванию с целью недопущения глубокого

а – насыпи на олотах I и II типов; – насыпи на болотах III типа;

промерзания болота.

Д После промерзания боковых полос на глубинуИ30–40 см произво-

дится разработка траншеи экскаваторами в продольном направлении (рис. 1.9, б). На болотах I типа благодаря быстрому промерзанию откосов стенки траншеи обычно не оплывают и не пропускают воду. В конце каждой смены дно траншеи зачищают бульдозером.

На болотах II типа глубиной до 2 м, чтобы избегать оплывания откосов траншеи, боковые полосы следует промораживать на глубину не менее 1 м.

На болотах II типа с сильно обводненными торфами и мощностью пластов более 2 м целесообразно устраивать роторными экскаваторами дополнительные боковые траншеи шириной 0,5–1 м на расстоянии 2 м от основной траншеи выторфовывания (рис. 1.9, в).

21

а

Сивб

бРис. 1.9. ПроведениеАра от по выторфовыванию зимой:

а – расчистка и промораживание оковых полос; б – выторфовывание на болотах I типа; в – устройство вспомогательных траншей на болотах II типа; 1 – талый торф; 2 – промерзший торф; 3 – боковая полоса; 4 – снег;

5 – основная траншея выторфовывания

При торфах, способных удерживатьДстенки, дополнительные траншеи открывают сразу до минерального дна; в противном случае их отрывают послойной разработкой, углубляя по 0–60 см после промерзания открытой части. Боковые траншеи после промерзания их стенок предупреждают доступ воды в основную, которуюИв дальнейшем устраивают аналогично производству работ на болотах I типа.

Описанная технология позволяет получать сравнительно сухую траншею выторфовывания на болотах I и II типов и производить послойную отсылку и уплотнение грунта насыпи ниже поверхности болота, обеспечивая необходимую прочность и устойчивость земляного полотна. Особенно это важно в случае возведения насыпи из глинистых грунтов.

Земляное полотно с частичным выторфовыванием (рис. 1.10, а) предусматривают на болотах I и II типов глубиной более 3 м в тех случаях, когда упругие деформации превышают допустимую величину или когда необходимо уменьшить величину конечной осадки. Частичное выторфовывание особенно эффективно, когда плотность торфяной залежи увеличивается по глубине. Такое сложение залежей характерно

22

для Западной Сибири. Общая толщина насыпного слоя из минерального грунта Н определяется как сумма проектной высоты hН, глубины частичного выторфовывания НТЧ и величины осадки оставшегося слоя торфяной залежи S0.

Выторфовывание болот целесообразно вести не в отвал, а с погруз-

кой торфа в самосвалы, чтобы использовать его для устройства нижней части насыпи, например, на болотах III типа или на озерах, в связи с технико-экономическим обоснованием дальности возки торфа.

Спериод включает расч стку полосы болота от снега и древесной растительности послойное возведение насыпи из минеральных грунтов. Для обеспечен я требуемых норм уплотнения насыпи толщина мерзлого слоя торфяной залежи должна ыть не менее 0,4 м. Обычно насыпь в время возводят на неполную высоту в целях создания задела на летнее время. Толщ на слоя отсыпки зимой назначается из условия

Технолог я возведения плавающей насыпи (рис. 1.10, б) в зимний

зимнее обеспечен обеспечиваетя будущей его осадки и возвышения насыпи над болотом на

0,5 м. Досыпку полотна осуществляют летом, после оттаивания промороженного торфяного основания. Для ускорения хода осадки основания целесообразно весенний период осуществлять пропилы мерзлоты с двух сторон насыпи. Такой двухстадийный метод сооружения плавающих насыпей равномерность осадки и качественное послойное уплотнение грунта.

Рис. 1.10. Поперечные профили насыпей с использованием торфа в основании: а – земляное полотно с частичным выторфовыванием; б – плавающая насыпь; 1– минеральный грунт; 2 – торфяная залежь; 3 – профиль отсыпаемой насыпи; 4 – линия выторфовывания; 5 – линия посадки насыпи;

6 – торфоприемник глубиной не менее 1 м

23

Технология сооружения земляного полотна с использованием торфа в основании и в нижней части насыпи (рис. 1.11) включает подготовку полосы отвода, отсыпку нижней части насыпи из торфа и верхней – из минерального грунта.

остав работ по подготовке полосы отвода и основания зависит от способа заготовки торфа для нижней части насыпи. На болотах I и II типов, где предусмотрено возводить нижнюю часть насыпи из торфа боковых резервов, по полосам движения экскаватора с внешних сторон от подошвы насыпи удаляют с помощью бульдозера снег, кустарник,

Д После промерзания очищенных полос наИглубину 0,3–0,4 м бульдо-

зерами удаляют снег с основания насыпи и с полосы одного из боковых резервов на длину фронта работ. Полосу другого резерва оставляют под снегом.

Торф в резерве разрабатывают экскаватором-драглайном, который движется вдоль бровки траншеи и разрабатывает её за одни проход, заготавливая и перемещая в вал количество торфа, необходимое для устройства одного слоя на всю ширину насыпи. Заготовленный из бокового резерва и уложенный в вал торф выдерживают в течение 2–3 суток, что позволяет снизить его влажность. Затем торф разравнивают бульдозером и уплотняют гусеничными тракторами за 5–6 проходов по одному следу.

Второй слой торфяной насыпи устраивают сразу после уплотнения первого в такой же технологической последовательности, предварительно очистив от снега боковой резерв.

24

Подготовка основания на болотах II типа, где предусмотрено устройство нижней части насыпи из торфа сосредоточенных резервов, осуществляется так же, как для плавающей насыпи.

Подвозимый на дорогу автосамосвалами торф разгружают равномерно на всю ширину насыпи, разравнивают бульдозерами и уплотняют гусеничными тракторами. Нижнюю часть насыпи устраивают слоями по С0,4–0,5 м в плотном теле. Второй и последующие слои насыпи устраи-

вают после промерзания предыдущих на 10–15 см.

воеобраз е конструкции дороги на промороженном основании (см. р с. 1.5) предъявляет специфические требования к методам ее со-

логическаяоружен я, отл чающ мся тем, что основной объем работ по возведению насыпи может быть выполнен только в зимний период. Техно-

последовательность ра очих процессов при строительстве таких дорог следующая [6]: подготовительные работы; намораживание торфяной плбты устройство оковых теплоизолирующих призм; отсыпка земляного полотна из минеральных грунтов; устройство дорожной одежды.

Весь процесс стро тельства можно разделить на четыре этапа. На первом этапе (осеннеА-з мний период) выполняют подготовительные работы и намораживают плиту; на втором (предвесенний период) – отсыпают земляное полотно из минеральных грунтов на часть высоты и устраивают теплоизолирующие призмы из торфа.

На третьем этапе (летний период) досыпают земляное полотно из минеральных грунтов до проектнойДвысоты. Четвертый этап – устройство дорожной одежды. Он может быть отдален по времени от первых трех этапов, что связано со сроком консолидации торфяного основания.

Успех в строительстве дорог на промороженных основаниях и эффективность дальнейшей их эксплуатации зависят от полноты использования естественного холода при выполненииИработ первого этапа строительства и своевременной отсыпки земляного полотна. Поэтому следует уделять большое внимание организации работ по сооружению дорог и обязательно составлять проект производства работ.

Присоставлениипроектапроизводстваработособоевниманиеуделяют: а) подготовительным мероприятиям, выполняемым до наступления зимнего периода (изыскание грунтовых и торфяных карьеров и подготовка их для работы зимой, подготовка парка автомобилей и дорожных

машин для работы зимой); б) производству комплекса подготовительных работ, осуществляе-

мых в плановом порядке для быстрейшего промораживания болот по трассе;

25

в) обоснованному назначению сроков начала и окончания работ по намораживанию торфяной плиты и устройству верхней минеральной части насыпи;

г) обоснованному назначению начала работ по устройству дорожной одежды.

При строительстве на болотах I типа плиту намораживают обычно в Сдва слоя из торфа боковых резервов, поочередно разрабатывая их экска- ваторами-драглайнами. При этом экскаватор перемещается вдоль бровки траншеи разрабатывает ее за один проход, заготавливая и переме-

щая в вал требуемое количество торфа на устройство одного слоя на всю ш р ну пл ты. Торф в валах выдерживают 2–3 суток для снижения его влажности. Затем разравнивают вал, перемещая торф бульдозерами в насыпь под углом к оси дороги. Уплотнение торфа в насыпи произво-

цамиК устройству второго слоя плиты приступают после полного промерзан я первого. Второй слой плиты устраивают в той же технологической последовательности, что и первый. Второму слою торфяной плиты пр дают серповидный профиль, производя дополнительное уп-

дят гусен трактора за 5–6 проходов по одному следу, доводя

плотность скелета торфа в насыпи до γСК ›› 0,16 г/см3.

лотнение поперечными проходами трактора по откосам и телу насыпи.

По табл. 1.4 для промораживания слоя hi = 0,4 м необходимо затратить∑tτ =7,5 тыс. град·ч. К 5 января с начала холодного периода года сумма температур воздуха составляет 28,5 тыс. град·ч. Торфяной слой

26

насыпи толщиной 0,4 м промерзнет к моменту, когда сумма температур в рассматриваемом районе составит ∑tτ = 28,5 + 7,5 = 36 тыс. град·ч, что произойдет 18 января, т.е. через 13 суток после начала промораживания слоя.

Си

РисбА. 1.12. График для определения технологических перерывов при промораживании слоев торфяной плиты:

1, 2, 3, 4 – номера пунктов, для которых составлен график

При устройстве торфяной плитыДна болотах II и III типов торф заготавливают в карьерах, закладываемых на болотах I типа, транспортируют на дорогу автосамосвалами, равномерно разгружают на всю ширину плиты. Затем торф разравнивают бульдозером и уплотняют проходами трактора. Устройство второго и последующих слоев плиты производят после промораживания предыдущих. И

Отсыпку минеральной части насыпи предусматривают после промерзания торфяной плиты на всю толщину. К концу зимнего периода, грунт должен быть обсыпан на высоту не менее 0,6–0,7 м. Досыпку земляного полотна осуществляют летом в такие сроки, чтобы не допустить оттаивания намороженной плиты сверх допустимой величины (0,3–0,5 м).

Технология возведения земляного полотна на мелководных озерах следующая: промораживание водоема и создание сухой траншеи; промораживание слабых донных отложений в основании насыпи; устройство подводной части насыпи из торфа; устройство верхней части насыпи из минеральных грунтов.

Строительство насыпей на озерах осуществляют в два этапа.

На первом этапе (зимой) устраивают сухой котлован, промораживают слабые донные отложения, отсыпают на полную высоту ниж-

27

нюю часть насыпи из торфа и на высоту 0,5–0,7 м верхнюю (минеральную) часть; на втором этапе (летом) досыпают земляное полотно минеральными грунтами до проектной высоты.

Наиболее сложной операцией при возведении земляного полотна на озерах является устройство сухой траншеи. В этом отношении интереспред-

ставляет опыт строительствадорогнаоз.Самотлор вЗападнойСибири.

Сщали от снега для ускорения нарастания льда. Когда вода в котловане полностью промерзала, лед рыхлили и удаляли за пределы траншеи бульдозерами-болотоходами. Недостаток метода – длительный период промораж ван я льда, почти 3 месяца с момента ледостава.

На участках озера глубиной до 0,8 м обычно использовали метод

полного промораживания водоема на ширину траншеи. После образования ледяного покрова толщиной 30–35 см его систематически расчи-

глуб не озера олее 0,8 м, с целью сокращения сроков устройства сухой траншеи, применяли метод устройства по бокам будущей

рыхлили лед, удалялиего за пределыДтраншеи и зачищали ее дно. И

Рис. 1.13. Схема устройства дамбочек обваловывания:

1 – валы снега после расчистки дорожной полосы на ширину 60 м; 2 – ледяной покров; 3 – прорези во льду; 4 – вода; 5 – дамбочка из минерального грунта; ВТ – ширина подготавливаемой сухой траншеи, равная ширине насыпи понизу

Недостатком рассмотренного способа является относительно большой расход минерального грунта: например, при глубине озера 1,5 м необходимо завезти и уложить в прорези около 3,5 тыс. м3/км.

28

В последние годы нашел применение другой способ промораживания на озерах глубиной более 0,6 м, сущность которого заключается в максимальном использовании естественного холода послойного намораживания льда сверху и последующей его посадки на дно под действием собственного веса. Работы выполняют в такой последовательности

(рис. 1.14).

СраживаемыеРис. 1.14. Устройство сухого котлована послойным намораживаем льда сверху: 1 – валы снега от расч стки полосы; 2 – естественный ледяной покров; 3 – намо-

бАслои льда; 4 – оковые снежно-ледяные валики; 5 – дно озера; 6 – вода

Будущ й котлован по длине разбивают на ряд карт (каждая длиной по 200–250 м), которые о валовывают по периметру снегом. Поверх льда в каждую карту закачивают мотопомпами слой воды толщиной до 10 см. Благодаря нагрузке ледяной покров опускается, а слой воды на льду быстро замерзает. После чего повторно закачивают воду. Операции повторяют до тех пор, пока лед опустится на дно озера. Затем приступают к рыхлению льда, удаляютДразрыхленный лед за пределы траншеи, защищают и планируют дно озера.

Способ позволяет в короткий срок (15–20 дней) проморозить озеро глубиной 1,5 м и дно его в пределах дорожной полосы, дает широкий фронт работ по уборке льда. Наблюдениями установлено, что в зимний период при температуре воздуха –25 °С и нижеИможно за сутки проморозить слой воды, залитой на ледяной покров толщиной 7–10 см.

После промораживания дна озера на глубину, обеспечивающую безопасность ведения работ в котловане, приступают к устройству нижней части насыпи из торфа. Торф разрабатывают в карьерах на болотах I типа и транспортируют автосамосвалами. Первый слой из торфа толщиной 0,5–0,6 м промораживается полностью, и на создавшуюся плиту отсыпают следующие слои, которые промораживают только на 10–15 см, чтобы обеспечить необходимые режимы и степень уплотнения. Торф уплотняют послойно проходами трактора, добиваясь плотно-

сти γСК ›› 0,16 г/см3.

Сроки начала производства работ по устройству дорожной одежды устанавливаются ориентировочно по графикам (рис. 1.15 и 1.16).

29

Рис. 1.16. Изменение степени консолидации (уплотнения) грунтов для дорог на промороженных основаниях:

1 – при строительстве на болотах I типа; 2 – при строительстве на болотах II типа; 3 – при строительстве на озерах, дно которых сложено торфом неустойчивой консистенции

30