2371

Б

Б

А – А

Б – Б

Рис. 6.6. Схема выторфовывания двумя продольными траншеями: 1 – драглайн на выторфовывании; 2 – автомобиль-самосвал с грунтом; 3 – бульдозер; 4 – экскаватор с трамбующей плитой; 5 – отвал торфа

Вынутый из траншеи торф вывозят автомобилями-самосвалами за пределы летного поля.

При выторфовывании болот II и III типов в летний период даже использование бревенчатых щитов не обеспечивает проходимость экскаваторов, поэтому целесообразно траншею выторфовывания разрабатывать поперечным способом с перемещением экскаватора по насыпи (рис. 6.7). Разработка траншеи осуществляется при проходе экскаватора перпендикулярно оси насыпи от одного до другого края траншеи захватками, размеры которых зависят от производительности

71

экскаватора. Вынутый торф сразу вывозится теми же автомобилямисамосвалами, которые подвозят грунт для засыпки траншеи.

Рис. 6.7. Схема выторфовывания поперечными проходами с перемещением экскаватора по насыпи: 1 – разработка торфа экскаватором; 2 – подвоз грунта автомобилями-самосвалами; 3 – заполнение траншеи бульдозером; I-IV – порядок разработки захваток

Способ механического выторфовывания в летний период не позволяет выполнить послойное уплотнение грунта в насыпи. Насыпь возводят по способу «от себя» из привозных крупнообломочных и песчаных грунтов обычно в обводненную траншею сразу на высоту, превышающую на 0,5 м глубину выторфовывания. Уплотнение таких насыпей следует осуществлять грунтоуплотняющими машинами (трамбующие плиты на экскаваторах, трамбовочные машины). Досыпку насыпи до проектных отметок выполняют слоями по 0,3–0,4 м с обычным послойным уплотнением грунта. В зимний период на болотах I и II типов представляется возможным получить «сухие» траншеи выторфовывания, если рационально использовать естественный холод. С наступлением устойчивых холодов и промерзания болота на глубину не менее 0,2 м производят проминку рабочих полос по краям траншеи выторфовывания (рис. 6.8) и после промерзания болота в пределах этих полос на глубину не менее 0,4 м выполняют расчистку от снега и приступают к разработке траншеи.

Разработку траншеи ведут в продольном направлении экскаваторамидраглайнами. На болотах I типа благодаря быстрому промерзанию откосы траншеи обычно не оплывают и не пропускают воду. На болотах II типа глубиной до 2 м, чтобы избежать оплывания откосов траншей, боковые полосы следует промораживать на глубину не менее 1 м; при большей глу-

72

бине болота целесообразно устраивать дополнительные боковые траншеи шириной 0,5...1 м на расстоянии 2 м от основной (рис. 6.8, в). Траншеи устраивают роторными экскаваторами или оборудованные обратной лопатой сразу на всю глубину болота, если торфяные грунты способны держать стенку; в противном случае их разрабатывают послойно до 0,5..,0,6 м по мере промерзания отрытой части.

Отсыпка насыпи с частичным выторфовыванием заключается в том, что в пределах контура насыпи торф удаляют не на всю глубину его залегания, а только на часть ее. В процессе отсыпки насыпи привозным грунтом оставшаяся часть торфа отжимается в стороны и насыпь садится на минеральное дно.

Ускорить посадку насыпи на дно можно путем увеличения нагрузки на торф по способу перегрузки, предусматривая дополнительный слой привозного грунта, укладываемый сверх отметки насыпи. По мере отжимания торфа дополнительный слой оседает вместе с насыпью. После осадки насыпи на дно болота лишний грунт снимают и используют на соседних участках. Ориентировочно требуемую высоту насыпи из грунта Нгр для выдавливания по методу пригрузки можно определить по формуле Л.К Юргенсона:

где С – сопротивляемость торфа сдвигу; В – ширина насыпи по средней линии; γн – плотность грунта в насыпи; Нт – мощность отдавливаемых слоев.

Погружение насыпи методом отдавливания торфа всегда ведут быстрыми темпами; на практике стремятся за смену отсыпать насыпь на захватке до требуемой высоты, потому что при медленной отсыпке насыпи торф в основании может уплотняться и будет возрастать его сопротивляемость отжатию.

Обычно взрывная посадка насыпи на дно допускается только на глубоких (более 4 м) болотах II типа, где массы насыпи оказывается недостаточно для отдавливания торфа. Для погружения насыпи на дно достаточно разрушить структуру торфа поднасыпными взрывами рыхления, т.е. мелкими зарядами.

Возведение насыпей с использованием торфа в основании

Конструктивно искусственные основания с использованием торфа под ВПП, РД и МС представляют собой массивную насыпь, возведенную из крупнообломочных или песчаных грунтов на поверхности болота (см. рис. 6.5). К таким насыпям предъявляют дополнительные требования: не допускается боковое выдавливание (выпор) торфа в основании в период строительства и эксплуатации насыпи; интенсивная часть осадки должна завершиться до начала строительства аэродромной одежды. Эти требова-

73

ния с учетом типа и глубины болота и определили три основные конструкции насыпей с торфом в основании: массивная насыпь, возведенная на поверхности болота; насыпь с продольными дренажными прорезями (дренами); насыпь с вертикальными дренами.

Насыпь, возведенная на подготовленную поверхность болот I и II типов глубиной до 4 м, наиболее простое решение, в котором используется свойство торфяных грунтов уплотняться и упрочняться под нагрузками, не превышающими прочность торфа. Подбирая режим отсыпки насыпи, можно добиваться того, что торф в основании насыпи будет только сжиматься без явлений бокового выпора.

Отсыпку насыпи на поверхности болот можно осуществлять круглогодично. При работе в летний период первый слой грунта толщиной 0,3...0,4 м отсыпают способом «от себя», последующие – продольным способом. На болотах I типа насыпь возводят послойно с уплотнением сразу на полную высоту с учетом осадки (Нгр= hн · So) быстрыми темпами, а на болотах II типа соблюдают скорость отсыпки, установленную в ППР. Определенный недостаток летней отсыпки – трудно получить требуемую степень уплотнения нижних слоев насыпи на слабом торфяном основании.

Для обеспечения требуемых норм уплотнения насыпи толщины мерзлого слоя торфяной залежи должны быть не менее 0,4 м. Насыпь в зимнее время возводят на неполную высоту для создания задела на летнее время. Толщина слоя отсыпки зимой назначается из условия обеспечения будущей его осадки и возвышения насыпи над болотом на 0,5 м. Досыпку насыпи производят летом после оттаивания торфяного основания.

С целью повышения несущей способности насыпей всех трех конструкций, снижения неравномерности их осадок и для улучшения условий производства работ на поверхности первого слоя насыпи (выравнивающий

изащитный) укладывают рулонные синтетические нетканые материалы типа дорнит Ф-1. Синтетические материалы раскатывают с перекрытием полос на 0,2 м, закрепляют на месте П-образными скобами из проволоки. Скобы забивают через каждые 1,5...2 м в поперечном направлении по ширине основания в местах нахлеста полотен. Уложенную готовую прослойку засыпают грунтом по схеме «от себя», который доставляют автомоби- лями-самосвалами и распределяют слоем толщиной 0,3 м по всей площади захватки бульдозером.

Торф, оставляемый под насыпью, сжимается и постепенно уплотняется за счет отжатия свободной поровой воды в торфе. Процесс фильтрационной консолидации происходит длительно, необходимая 80-90 % консолидация основания на болотах I и II типов достигается не ранее 2...2,5 лет

иболее, что задерживает устройство аэродромных покрытий. Чтобы ускорить осадку мощных слоев торфа, широко применяют метод дренирования слабых оснований.

74

Насыпь с продольными дренажными прорезями устраивают на болотах I и II типов глубиной до 3 м. Технология работ включает устройство продольных прорезей; доставку дренирующего грунта (песка) и заполнение им прорезей; послойную отсыпку насыпи до необходимой высоты

(рис. 6.8).

Рис. 6.8. Схемаустройстванасыпей с дренажными прорезями: 1 – отрывка продольных прорезей многоковшовым экскаватором; 2 – заполнение прорезей и послойное разравнивание грунта в насыпи бульдозером; 3 – доставка грунта автомобилями-самосвалами; I-V – последовательность устройства

прорезей

Дренажные прорези (траншеи) шириной от 0,4 до 1 м рекомендуется устраивать одноковшовыми экскаваторами (драглайн или оборудованные обратной лопатой) или многоковшовыми, расстояние между прорезями принимают от 1,5 до 3 м. При летнем производстве работ обычно трудно обеспечить проходимость техники и транспорта в продольном и поперечном направлениях. Прорези удобнее устраивать болотными экскаваторами или переходить к работам в зимний период.

Заполнение прорезей песком производят сдвижкой куч бульдозером сразу же после их отрывки; не допускается оставлять прорези незасыпанными. Песок доставляют теми же автосамосвалами, которые вывозят торф после его разработки в траншеях.

Уплотнение песка в прорезях осуществляют навесным оборудованием

– трамбующей плитой или виброплитой, навешенной на экскаваторе. Возведение насыпи до проектной высоты выполняется по обычной технологии, описанной выше. Прорези позволяют ускорить отвод из торфа воды,

75

отжимаемой массой насыпи, и тем самым сократить время завершения осадки насыпи и устройство аэродромного покрытия.

При глубине болот более 3 м применяют конструкцию насыпи с вертикальными дренами, которые устраивают в шахматном порядке на расстоянии от 3 до 5 м друг от друга, диаметром от 0,3 до 0,6 м. Устройство насыпи с вертикальными дренами включает следующие технологические процессы (рис. 6.9): отсыпку по всей площади хорошо дренирующего песчаного рабочего слоя – платформы толщиной от 0,5 до 1 м по способу «от себя» (надвижка слоя выполняется бульдозером); уплотнение песчаного слоя и планировку поверхности рабочей платформы; разметку сетки дрен с обозначением их центров колышками в продольном и поперечном рядах; устройство скважин и заполнение их крупнозернистым песком с одновременным виброуплотнением; возведение насыпи на полную высоту с учетом ожидаемой осадки (hн + So) и с добавлением слоя временной пригрузки hnp, т.е. Нтр = hн + So+ hnp; снятие пригрузочного слоя hnp и выравнивание поверхности насыпи после окончания ее осадки.

Рис. 6.9. Схема возведения насыпи с вертикальными дренами: 1 – надвижка бульдозером рабочего слоя; 2 – устройство дрен с заполнением их песком; 3 – наращивание насыпи до проектной высоты и устройство временной пригрузки; 4 – контроль осадки; 5 – снятие пригрузочного слоя;

6 – уплотнение насыпи; 7 – устройство аэродромной одежды

76

Дрены устраивают одним из следующих способов: продавливанием или забивкой специального рабочего органа (пуансона или «лидера») с извлечением его до заполнения скважины песком; бурением с обсадной трубой, которую извлекают после заполнения песком; забивкой обсадной трубы с чугунным или стальным башмаком на конце, который остается в грунте; вибрированием обсадной трубы, имеющей раскрывающийся четырехлепестковый наконечник, с удалением ее после заполнения песком (рис. 6.10); погружением обсадной трубы гидропромывом; погружением в дренируемый слой торфа ленточных гибких дрен. Для каждого способа используют свой набор оборудования.

Рис. 6.10. Схема устройства вертикальных песчаных дрен: 1 – насыпной грунт; 2 – рабочий слой крупнозернистого грунта; 3 и 4 – слои торфа; 5 – песчаная дрена; 6 – водонасыщенные пласты; 7 – подстилающий плотный грунт; 8 – наконечник обсадной трубы; 9 – загрузочная воронка для песка; 10 – обсадная труба; 11 – вибромолот; 12 – телескопическая опора (стрелками показано направление движения воды)

При продавливании дрен рабочим органом служит круглый металлический заостренный стержень пуансон диаметром 0,3...0,4 м, снабженный необходимой для погружения пригрузной массой до 1 т. Опускают и поднимают его крановым оборудованием. В торфяных грунтах уплотненные при вдавливании пуансона стенки скважины обычно обладают устойчивостью в течение времени, достаточного для заполнения песков с одновременным виброуплотнением.

Выработка скважин бурением или гидронамывом не сопровождается уплотнением торфа, но благодаря обсадной трубе, извлекаемой с вибриро-

77

ванием после заполнения дрена песком, устойчивость скважины обеспечивается полностью. Гидробурение является экономичным способом; оборудование состоит из гидробура, в который подается вода под давлением более 300 КПа, и обсадной трубы с полостью в стенках для отвода пульпы.

Вертикальные ленточные дрены представляют собой ленты из рулонного волокнистого материала, вертикально установленные в грунте. Наиболее простая ленточная дрена – лента из иглопробивного нетканого материала типа дорнит. Нарезку полос материала необходимой ширины выполняют на предприятии-изготовителе или на специальной площадке. Сечение ленты перед погружением должно быть не менее 100x6 мм.

Технология устройства вертикальных ленточных дрен включает те же рабочие операции, что и у песчаных дрен, исключая заполнение скважины песком. Вертикальные ленточные дрены погружают до минерального дна болота; шаг дрен (расстояние между осями) принимают в пределах 1 ...2 м. Для отсыпки рабочей платформы используют песок с коэффициентом фильтрации не менее 2 м/сут при ширине насыпи до 20 м и не менее 3 м/сут при большей ширине.

Процесс погружения ленточных дрен состоит из таких операций: заправки дрен в обсадную трубу, ее погружения и извлечения, обрезки дрены, переезда агрегата на новую точку, смены катушки с дреной, стыковки дрен с разных катушек.

Заправку дрены в обсадную трубу выполняют один раз для всего участка с помощью проволоки, продеваемой в трубу. Дрену зацепляют за конец проволоки и протягивают сквозь трубу. Конец дрены оборачивают вокруг якоря (стопорят) и вновь заправляют в трубу.

Погружение обсадной трубы выполняют равномерно, контролируя визуально сматывание дрены с катушки. По достижении заданной глубины начинают извлечение трубы из грунта; после полного выхода трубу поднимают над уровнем рабочего слоя на 0,3 м, обрезают дрену ножницами, оставляя конец дрены около 0,2 м. Выходящий из трубы отрезок дрены стопорят якорем, заправляют в трубу и перемещают на новую точку. После того как закончится дренажная лента на катушке, последнюю снимают и заменяют новой. Конец ленты соединяют с началом ленты на второй катушке внахлест сшивкой нитками, проволокой или скобами.

Для погружения обсадкой трубы можно использовать технику, предназначенную для погружения свай ударной, вибрационной или статической нагрузкой.

Опыт применения дренажных прорезей и вертикальных дрен показал, что они позволяют значительно сократить путь фильтрации отжимаемой воды и ускорить протекание осадки насыпи в 10 раз и более по сравнению с насыпью, возведенной на поверхность болота без дренирования грунта.

78

Устройство искусственных оснований под ВПП, РД и МС относится к скрытым работам и должно фиксироваться соответствующими актами с указанием всех основных конструктивных параметров, допущенных отклонениях от проекта. К скрытым работам относят полное и частичное выторфовывание, погружение насыпей методом выдавливания торфа, устройство вертикальных дрен и дренажных прорезей, дренирующего слоя в нижней части насыпей.

Полноту выторфовывания определяют в процессе строительства по изменению вида грунта, выжимаемого со дна траншеи, а после возведения насыпи – контрольным бурением не реже чем через 50 м по 5 скважин на каждом поперечнике (ось, кромки одежды, обочина). Полноту погружения насыпи способом выдавливания ориентировочно устанавливают по отметкам верха насыпи до и после погружения, окончательно – контрольным бурением. Контроль за устройством вертикальных дрен и прорезей осуществляют только в процессе строительства.

Методика контроля за насыпями с торфом в основании имеет такие особенности: толщина насыпного слоя определяется как сумма высоты насыпи h и расчетной осадки So и контролируется нивелированием осадочных марок, установленных на поверхности болота под насыпью с бурением на закрепленных поперечниках; в период консолидации осадок выполняется нивелирование осадочных марок, установленных на поверхности насыпи на закрепленных поперечниках, не реже двух раз в месяц. За начало устройства аэродромного покрытия принимают время, когда интенсивность осадки насыпи не превышает 2 см/мес при строительстве аэродромного покрытия с асфальтобетонным покрытием и не более 5 см/мес – с покрытиями облегченного типа.

6.3. Возведение насыпей в условиях повышенной влажности грунтов

Кгрунтам повышенной влажности следует относить грунты, которые

впериод укладки их в насыпь или разработки в выемке имеют влажность выше оптимальной.

Оптимальная влажность определяется по методике, изложенной в ГОСТ 22733-77. Оптимальной влажностью является влажность, при которой достигается максимальная плотность сухого (скелета) грунта.

Грунты повышенной влажности могут быть использованы при условии достижения к моменту окончания строительства аэродрома требуемой плотности и устойчивости насыпи.

Степень уплотнения грунта оценивается коэффициентом уплотнения Купл как отношение плотности скелета грунта в конструкции к макси-

79

мальной плотности скелета того же грунта при уплотнении с помощью большого прибора стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-77.

Плотность грунтов в насыпе, предъявленной к сдаче в эксплуатацию аэродрома, должна соответствовать нормативным требованиям СНиП 32- 03-96, приведённым в табл. 6.1.

Примечание. Перед чертой приведены значения коэффициента уплотнения грунта в зоне сезонного промерзания, за чертой – ниже границы сезонного промерзания, а также для насыпей, возводимых в IV и V дорожно-климатических зонах.

Если под аэродромным покрытием естественная плотность грунта ниже требуемой, следует уплотнять грунты до норм, приведённых в табл. 6.1: на глубину 1,2 м – для I–III дорожно-климатических зон и 0,6 м

– для IV и V зон, считая от поверхности грунтов основания.

По СНиП 32-03-96 коэффициент уплотнения грунтов на глубину до 30 см должен быть не менее:

-на стартовых участках ГВПП, МС, местах опробования двигателей, путях руления: для песков и супесей – 0,95, для суглинков и глин – 1,00;

-на средних участках ГВПП и остальных грунтовых элементах ЛП, а также для насыпных грунтов на летном поле, не входящих в ЛП, – 0,90 и 0,95 соответственно.

Ниже (на глубину до 55 и до 70 см) коэффициент уплотнения может быть снижен не более чем на 5 и 15 % соответственно.

Впериод производства земляных работ влажность грунтов отличается от оптимальной W0. Степень увлажнения грунта характеризуют превышением его фактической влажности W над оптимальной W0. Этот показатель выражается в виде коэффициента увлажнения Кw.

Для грунтов с повышенной влажностью этот коэффициент больше единицы.

При уплотнении грунтов катками на пневматических шинах влажность грунтов не должна выходить за пределы значений коэффициента увлажнения Кw, приведенных в табл. 6.2.

80