2371

го слоя должна быть больше высоты капиллярного поднятия в этом грунте для того, чтобы предотвратить приток воды в верхнюю часть насыпи.

Необходимую надежность и прочность насыпи обеспечивают послойным уплотнением грунта до достижения коэффициента уплотнения, который для различных элементов аэродрома зависит от типа грунта и глубины его залегания. Коэффициент уплотнения определяют отношением плотности грунта, достигнутой после уплотнения, к максимальной плотности, полученной в приборе СоюздорНИИ для стандартного уплотнения. При этом влажность грунта в насыпи при уплотнении должна быть близкой к оптимальной. При влажности, меньше оптимальной, следует увеличивать работу уплотнения (число проходов катка, замена укатки трамбованием) или увлажнять грунт преимущественно в местах разработки.

При использовании грунтов, имеющих влажность более допустимых значений, следует предусматривать просушивание грунта или введение инертных или активных добавок. Инертные добавки (песок, сухой малосвязный грунт, зола тепловых электростанций, шлаки) укладывают чередующимися с переувлажненным грунтом слоями с расчетом на водопоглощение или дренирование. Активные улучшающие добавки (цемент, известь, золы-уносы, шлаки) следует укладывать тонкими слоями или заполнением специально подготовленных углублений (борозды, лунки). Количество активных добавок устанавливают расчетом.

При возведении насыпи из грунтов с различными физикомеханическими свойствами необходимо в верхние слои укладывать более устойчивые грунты. При использовании для насыпи одноразмерных песков должны быть предусмотрены специальные меры по обеспечению проходимости технологического транспорта.

Применение геотекстильных материалов

Геотекстиль является рулонным водонепроницаемым текстильным полотном, выработанным из синтетических волокон. Основными волокнообразующими полимерами для производства геотекстильных материалов служат полиэфир и полипропилен.

Применение геотекстиля в качестве прослойки при возведении насыпи объясняется свойствами этого материала и способностью выполнять функции: дренирующую, капилляропрерывающую, армирующую и разделительную.

Применение геотекстиля в качестве дренирующих и капилляропрерывающих прослоек улучшает водно-тепловой режим грунтовых оснований под аэродромными покрытиями, позволяет снизить объем земляных работ в результате уменьшения высоты насыпи, уменьшить расход дренирующих материалов и грунтов, заменить привозные грунты местными, снизить объемы перевозок и транспортные расходы, повысить эксплуатационную надежность и срок службы аэродромных покрытий.

41

Дренирующую геотекстильную прослойку укладывают для ограничения притока воды атмосферных осадков в грунт и для отвода воды, отжимаемой из грунта при его усадке после оттаивания и под действием динамической нагрузки. Уложенные в тело насыпи из переувлажненного грунта дренирующие геотекстильные прослойки содействуют осушению прилегающего грунтового массива. При этом проявляются известный в текстильном материаловедении эффект сифона, обеспечивающий формирование фильтрационного потока даже при наличии микропонижения продольного профиля прослойки (впадин глубиной до 15–20 см), полосы из геотекстиля применяют для вертикального дренирования слабых водонасыщенных грунтов. Прослойки из геотекстиля выполняют функции капилляропрерывателя только в глинистых грунтах. Назначение прослойки – уменьшить поступление воды в верхнюю часть насыпи. Прослойку устраивают в теле насыпи на глубине не менее 1,2 м от верха покрытия и не ниже 0,2 м от поверхности земли.

Технологический процесс по возведению насыпей с прослойками из геотекстиля включает операции: отсыпку, планировку и уплотнение нижнего слоя насыпи; раскатку рулонов капилляропрерывающего или гидроизолирующего материала и закрепление полотен на поверхности основания насыпи; засыпку прослойки грунтом с уплотнением; устройство последующих слоев насыпи; окончательную планировку верха насыпи; раскатку рулонов дренирующего слоя перед устройством аэродромного покрытия.

Армирующая функция геотекстильной прослойки обусловлена способностью материала сопротивляться растяжению, препятствуя сдвигу отдельных частей грунтового массива относительно других и изменяя его напряженное состояние путем передачи части напряжений с перегруженных зон на соседние недогруженные участки, вовлекая их в работу. Прослойки в основании насыпей повышают их устойчивость за счет увеличения жесткости нижней части и соответствующего снижения напряжений в основании.

Устройство прослойки в основании насыпи, возводимой непосредственно на слабых грунтах, осуществляют двумя способами: по типу «замкнутая обойма», при котором рулоны геотекстиля раскатывают в поперечном направлении, оставляя с боков запас материала для загибания полотен на слой отсыпанного и уплотненного грунта и смыкания их в верхнем слое обоймы, в продольном направлении с раскаткой материала по ширине основания насыпи с выпуском материала по 0,5 м с каждой стороны

(см. п. 6.2).

Технологический процесс устройства прослоек в основании насыпи включает следующие операции: подготовку естественного основания; раскатку рулонов геотекстиля и закрепления полотен на поверхности основа-

42

ния; стыковку полотен; приемочный контроль за устройством прослоек и засыпку их грунтом с уплотнением; устройство вышележащих слоевнасыпи.

Геотекстильная прослойка может играть роль разделяющей прослойки, предотвращающей перемешивание или взаимное проникание частиц грунта, различных по гранулометрическому составу.

5.3. Виды и состав работ при вертикальной планировке грунтовой поверхности аэродромов

Вертикальная планировка аэродрома – это графическая и текстовая документация по высотному положению грунтовых участков аэродрома, перемещению земляных масс для создания проектного рельефа и сооружению растительного слоя грунта на участок выемки и насыпей. Для каждого аэродрома разрабатывают индивидуальный проект вертикальной планировки. Основными принципами при проектировании вертикальной планировки аэродрома являются:

1.Безопасность и удобство работы авиации, что достигается принятием проектных решений, при которых численные характеристики проектной поверхности полностью отвечают нормативным техническим требованиям, предъявляемым к привязке, уклонам, их сопряжениям, протяженности участков неизменного уклона, видимости летной полосы.

2.Обеспечение быстрого и надежного стока поверхностной воды, отвод ее (с помощью системы водоотвода) за пределы аэродрома через поверхность грунта и слой грунтового основания.

3.Экономичность решений, что достигается разработкой вертикальной планировки с минимальным объемом земляных работ, равенством объемов выемок и насыпей, минимальным средним расстоянием перемещения земляных масс. Для получения минимального объема земляных работ проектирование рельефа выполняют по обертывающей, при этом необходимо стремиться к балансу общих объемов выемок и насыпей по всей площади аэродрома, при котором исключается необходимость устройства объемов грунта или карьеров.

Проектирование рельефа с частным балансом земляных работ в боль-

шинстве случаев приводит к сокращению объемов земляных работ и способствует значительному сокращению дальности перемещения грунта, а следовательно, уменьшению стоимости перемещения.

Продольные и поперечные уклоны поверхности грунтовых элементов (за исключением грунтовых обочин) принимаются из условия обеспечения поверхностного стока и должны быть в ‰, не менее, при грунтах:

глинистых и суглинистых ………………………………. 7; супесчаных, песчаных, гравийных, щебенистых ……… 5.

43

При производстве работ по вертикальной планировке поверхности летного поля, а также строительстве ИВПП, широких участков перронов, МС и РД необходимо выполнять следующие виды работ:

-снятие растительного слоя и перемещение его за пределы летного поля с последующим восстановлением на обочины и летное поле;

-разработка выемок;

-возведение насыпей из грунта близлежащих выемок;

-завоз грунта из грунтовых карьеров в тех случаях, когда объем выемки меньше объемов насыпи;

-вывоз лишнего грунта в кавальеры или пониженные места за пределами летного поля в тех случаях, когда объем выемки значительно больше объемов насыпи.

Схему перемещения земляных масс составляют на основе анализа взаиморасположения на плане контуров выемок и насыпей и их объемов. На схеме перемещения показывают план расположения выемок и насыпей

суказанием направления и дальности перемещения, а также объема перемещаемого грунта. Направление перемещаемого грунта указывают в виде стрелки, проводимой из центра тяжести участка выемки. Объем перемещаемого грунта указывают в виде цифр над стрелкой, а дальность перемещения – в виде цифр под стрелкой.

Для примера на рис. 5.1 показана схема перемещения земляных масс, которая занесена в табл. 5.4.

44

Дальность перемещения грунта определяют расстоянием на плане между центрами тяжести выемки и насыпи. Центры тяжести грунтовых массивов X и Y определяют:

1. Для участков, объемы земляных работ которых вычислены по способу квадратов, графически с помощью построения интегральной кривой накопления объема грунта по обеим осям координат или аналитически по формулам:

где xi и yi – координаты рабочих отметок, м; ∑hxi и ∑hyi – суммы рабочих

отметок, имеющих одинаковую координату, м; ∑h – сумма рабочих отметок внутри контура выемки или насыпи, м.

2. Для участков, объемы земляных работ которых вычислены не по способу квадратов, а другими способами, глазомерно с учетом характера изменения рабочих отметок по контуру выемки или насыпи.

При необходимости большие массивы делят на части, которые рассматривают как самостоятельные участки со своими центрами тяжести. При составлении схемы перемещения грунта руководствуются следующими правилами: расстояния возки должны быть минимальными ; необходимо избегать пересечения направления возки грунта и не допускать встречных перевозок, а также избегать пересечения участков, предусмотренных для строительства искусственных покрытий; направление перемещения грунта следует выбирать таким, чтобы обеспечить движение груженых

45

транспортных средств под уклон. При наличии большого количества контуров и сложном их расположении на плане составляют несколько вариантов схемы перемещения для всех или нескольких массивов. За расчетный принимают вариант с меньшей средней дальностью перемещения грунта

Lср.

где Vi – объемы перемещаемого грунта, м3; li – расстояние между центрами тяжести соответствующих выемок и насыпей, м.

Для обеспечения наименьшего значения средней дальности целесообразно вертикальную планировку выполнять из условия получения частного баланса или баланса соседних насыпей и выемок: растительный грунт, удаляемый с площади искусственных покрытий, использовать для устройства обочин. При сравнительно небольшом числе выемок и насыпей (до 10–15) полученную схему перемещения грунта оптимизируют методом потенциалов для получения оптимальной схемы с минимальной средней дальностью возки грунта. Метод потенциалов основан на последовательном улучшении некоторого первоначального решения схемы перемещения грунта, называемого базисным планом, Чем лучше базисный план, т.е. чем он ближе к оптимальному, тем меньше нужно сделать шагов для получения оптимального плана. После составления схемы перемещения земляных масс весь объем земляных работ разбивают на группы по дальности возки, исходя из оптимальных пределов дальности перемещения грунта различными землеройно-транспортными средствами (табл.5.5).

Таблица 5.5

Рекомендуемые землеройно-транспортные средства в зависимости от дальности его перемещения

Такая разбивка необходима для выбора землеройно-транспортных средств и оценки стоимости производства работ по разработке и перемещению грунта. Проект вертикальной планировки аэродрома включает следующие текстовые и графические материалы: пояснительную записку, в которой приведен анализ исходных данных для составления проекта, варианты проекта и их анализ, обоснование выбора основного варианта и решений вертикальной планировки для особых участков аэродромов, реко-

46

мендации по выбору землеройно-транспортных машин, техникоэкономические показатели (ТЭП) по вариантам; продольный профиль ИВПП и РД. Масштаб горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:100 или 1:50, план вертикальной планировки в масштабе 1:2000 с сечением горизонталей через 0,5 м. Проектные и рабочие отметки на профиле показывают через 40 м. На чертеже должны быть показаны границы летных полос, зон ГРМ и др. контуры покрытий ИВПП, РД, МС и перронов, пикетаж по оси, горизонтали и линии нулевых работ; местоположения реперов, шурфов и скважин; условные обозначения; картограмма земляных работ и схема перемещения грунта в масштабе 1:2000, на которых показывают массивы и объемы земляных работ с указанием направлений и расстояний перемещения минерального и растительного грунта и условные обозначения отдельно. Приводятся ведомость перемещения грунтов и условные обозначения. План укладки искусственных покрытий в откосах, как правило, в масштабе 1:1000 или 1:500. На чертеже показывают контуры и конструкцию покрытия, пикетаж, нивелирную сетку и ее размеры, отметки, уклоны, расстояния, линии перелома поверхности.

В состав земляных работ с минеральным грунтом входят следующие операции:

а) рыхление слоя минерального грунта; б) разработка и перемещение грунта из выемки в насыпь; в) послойное разравнивание грунта;

г) увлажнение или просушивание грунта до оптимальной влажности; д) послойное уплотнение грунта.

5.4. Производство работ бульдозерами

Бульдозер применяют в строительстве как ведущую машину и как вспомогательную при совместной работе с другими машинами.

Как ведущая машина бульдозер наиболее эффективен при разработке выемок с перемещением из них грунта в смежно расположенный контур, предназначенный для возведения насыпи высотой до 1,0–1,5 м.

При работе на горизонтальном участке наиболее экономичная дальность перемещения грунта бульдозером составляет 50–70 м, а при работе под уклон местности – до 100 м.

Полный цикл работы бульдозера состоит из следующих операций: зарезание в грунт и набор грунта перед отвалом, перемещение грунта, разгрузка отвала и возвращение к месту зарезания (холостой ход).

При перемещении грунта на расстояние свыше 25–30 м для уменьшения его потери и полной загрузке отвала целесообразно применять способ «перемещение с промежуточным валом». При этом способе машинист бульдозера, разрабатывая выемку траншейным способом, перемещает

47

грунт, набранный от первого зарезания не в контур насыпи, а только на 1/2 пути до нее, образуя здесь вал. При втором зарезании забранный грунт машинист бульдозера перемещает уже в насыпь, захватывая на пути вал грунта, оставленный от первого зарезания.

Рис. 5.2. Схемы разработки выемок с перемещением грунта в насыпи:

а– наклонными слоями с переменным уклоном пути перемещения;

б– наклонными слоями с постоянным уклоном пути; в – разработка выемки с перемещением грунта в две насыпи; г – разработка двух выемок с перемещением из них грунта в одну насыпь

Повышения производительности бульдозера и более полного использования мощности трактора можно достигнуть также путем установки на отвал боковых щек (открылков) козырьков. Применение этих приспособлений увеличивает объем перемещаемого бульдозером грунта на 60-70 %, а общую выработку машины – на 30–40 %.

Способы разгрузки и укладки разработанного в выемке грунта зависят от его назначения. Например, при отсыпке насыпей грунт должен быть разгружен таким образом, чтобы обеспечить послойную укладку.

48

Разработка выемки с перемещением грунта в смежно расположенную насыпь производится поперечными проходами бульдозера. Наибольшая производительность при этом достигается, когда общая ширина контуров выемки и насыпи не превышает 1000–150 м. При разработке выемки всегда надо стремиться, чтобы зарезание и перемещение грунта производились под уклон траншейным способом. В этом случае производительность бульдозера может быть увеличена до 70 % (чем больше уклон, тем выше производительность) и достигнута большая экономия горючего.

Как показано на рис.5.2, разработка выемки производится послойно с перемещением грунта под уклон. При одностороннем размещении насыпи (рис. 5.2, а) обратный ход бульдозера (холостой) производится задним ходом на максимальной скорости.

В том случае, когда разрабатывается выемка, расположенная между двумя насыпями (см. рис. 5.2, в), и дальность перемещения грунта в каждую из них не превышает 50–60 м, холостой ход бульдозера после отсыпки первого слоя грунта в одну насыпь делается передним ходом примерно до середины выемки. Вслед за этим производятся зарезание и перемещение грунта на второй половине выемки и отсыпка его в другую насыпь. Такая схема работы позволяет сократить число разворотов бульдозера.

Если дальность перемещения грунта в каждую насыпь более 50–60 м, то сначала разрабатывают половину выемки с отсыпкой грунта в одну насыпь, а затем вторую половину – в другую насыпь. В этом случае холостой

няют следующие рабочие операции: послойную разработку грунта, послойную отсыпку грунта в насыпь (отвал). Скреперы применяют при раз-

вместимостью более 10 м3.

Оптимальная дальность транспортирования грунта самоходными скреперами составляет 0,3…0,5 км.

Не рекомендуется применять скреперы: на заболоченных участках и участках с выходом грунтовых вод; при разработке сыпучих песков, т. к. коэффициент наполнения ковша скрепера снижается до 0,3...0,5; при разра-

49

ботке моренных и других грунтов, содержащих валуны и крупные включения размером более 2/3 наибольшей конструктивной глубины резания данного скрепера; при разработке мерзлых и плотных грунтов без предварительного рыхления.

Полный цикл работы скрепера включает резание грунта и наполнение ковша, транспортирование грунта, разгрузку ковша, обратный (порожний) ход, повороты.

При разработке растительного грунта, торфа, лесса естественной влажности, легкого лессовидного суглинка зарезание выполняют по клиновой схеме, при которой грунт срезают с уменьшением толщины стружки по мере наполнения ковша.

В грунтах средней плотности применяют гребенчатый способ резания грунта. При этом способе каждый последующий гребень меньше предыдущего по высоте примерно в 1,5 раза. Для получения более ровного забоя срез грунта производят на одной и той же полосе с перекрытием гребней, каждый следующий набор грунта начинают, отступив на 2...3 м от начала предыдущего.

В сухих песчаных грунтах применяют метод многократного резания грунта «клевками», при котором ковш скрепера на ходу несколько раз наклоняют. При этом грунт несколько раз сдвигается к задней стенке ковша.

В зависимости от взаимного расположения на летном поле аэродрома выемок и насыпей, карьера и их геометрических параметров применяют схемы движения скрепера: эллиптическую, двустороннюю эллиптическую, «восьмеркой», по зигзагу (рис. 5.3).

Эллиптическую схему применяют, когда участок земляных работ состоит из отдельных выемки (выемок) и насыпи (насыпей), расположенных рядом или на значительном расстоянии друг от друга, с местным балансом земляных масс (как правило). Рабочий цикл содержит рабочий ход в одном направлении, холостой ход в обратном направлении – с двумя поворотами.

Повороты скрепера выполняются с порожним ковшом, а их количество должно быть наименьшим: резание грунта следует выполнять под уклон от 5 до 12 % с максимально возможной толщиной стружки; плотные грунты необходимо предварительно рыхлить на толщину слоя резания; временные землевозные дороги должны быть хорошо спланированы и уплотнены, иметь допустимые уклоны (120... 150 ‰ при подъеме и до 300 ‰ при спуске) и большие радиусы на поворотах (15...20 м); крутизна въездов и съездов должна соответствовать тяговым усилиям машин и удовлетворять условиям техники безопасности; ширина проезжей части при одностороннем движении скреперов принимается 4,5...5,5 м.

50