Методические рекомендации Методические рекомендации по технологии сооружения земляного полотна автомобильных дорог из переувлажненных грунтов в зоне вечной мерзлоты
Министерство транспортного строительства СССР
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ
ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ТЕХНОЛОГИИ СООРУЖЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ИЗ
ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
Москва-1971
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ГЛИНИСТЫХ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ ПРИ ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ Требования к грунтам и допустимые нормы влажности РАДИАЦИОННОЕ ОСУШЕНИЕ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ И ПРОГНОЗ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ПРОСЫХАНИЯ Мероприятия по радиационному осушению переувлажненных грунтов Влияние атмосферных осадков на влажность грунта в резервах КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ИЗ ГЛИНИСТЫХ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТ ПО СООРУЖЕНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ЕСТЕСТВЕННЫМ ОСУШЕНИЕМ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ Подготовительные работы Основные работы по сооружению земляного полотна Приложение МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЛЕНДАРНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СЕЗОНА ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ИЗ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ |
Рекомендованы мероприятия по радиационному (естественному) осушению переувлажненных глинистых грунтов в целях использования их при сооружении земляного полотна автомобильных дорог в зоне вечной мерзлоты. Даны основные требования к грунтам для возведения земляного полотна и допустимые влажности при уплотнении. Указаны границы районов эффективного радиационного осушения переувлажненных грунтов. Изложены рациональные методы и схемы сооружения земляного полотна с технико-экономическим обоснованием.
Табл.-7, рис. 12.
Предисловие
"Методические рекомендации по технологии сооружения земляного полотна автомобильных дорог из переувлажненных грунтов в зоне вечной мерзлоты" составлены на основе научно-исследовательских и опытно-экспериментальных работ, проведенных в 1964 - 1970 гг. Омским филиалом Союздорнии, а также обобщения опыта возведения земляного полотна из переувлажненных грунтов Бурятским и Якутским управлениями строительства и ремонта автомобильных дорог и Управлением строительства № 19 Главдорстроя СССР.
При составлении рекомендаций использованы материалы исследований Ленинградского филиала Союздорнии, Союздорнии, Иркутского филиала Гипродорнии, СибЦНИИСа, Красноярского Промстройниипроекта, МАДИ и других организаций.
Настоящие "Методические рекомендации" составлены в дополнение и развитие ВСН 166-70 в части технологии сооружения земляного полотна в зоне вечной мерзлоты из местных глинистых переувлажненных грунтов с применением способа предварительного радиационного их осушения.
В "Методических рекомендациях" дана оценка рассматриваемой территории по условиям применения в дорожном строительстве местных глинистых переувлажненных грунтов, рекомендованы различные мероприятия по осушению грунтов; определены границы районов эффективного радиационного осушения переувлажненных грунтов. "Методические рекомендации" могут быть использованы при проектировании и строительстве автомобильных дорог в центральных и южных районах зоны вечной мерзлоты.
Методические рекомендации составили канд. техн. наук А.А. Малышев, инженеры А.С. Плоцкий, Н.А. Голенко при участии канд. техн. наук Г.Г. Тришина.
ЗАМ. ДИРЕКТОРА СОЮЗДОРНИИ |
Ю.Л. Мотылев |
УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ГЛИНИСТЫХ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ ПРИ ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
1. Технологию и организацию работ по сооружению земляного полотна автомобильных дорог в зонах вечной мерзлоты назначают с учетом вида грунта сезоннооттаивающего слоя и его влажности, интенсивности увлажнения грунтов атмосферными осадками и их просыхания, принятой конструкции земляного полотна, обеспеченности ресурсами и календарных сроков производства работ. Ha территории зоны вечной мерзлоты преимущественно распространены переувлажненные глинистые грунты, естественная влажность которых W e превышает допустимую W доп из условия их уплотнения. Влажно cть оценивается величиной Wотн представляющей отношение естественной влажности We к оптимальной при стандартном уплотнении Wопт.
3. Местные глинистые грунты рекомендуется применять на участках 1-го и 2-го типов местности (табл. 1).
Таблица 1
Тип местности |
Условия увлажнения |
Характерные признаки |
1-й - сухие места |
Без избыточного увлажнения. Поверхностный сток обеспечен |
Каменистые возвышенности, крутые склоны сопок, песчаные и гравийно-галечниковые косы с мощностью сезоннооттаивающего слоя более 2,5 м.: Грунты гравийно-галечниковые, песчаные а также супесчаные и глинистые непросадочные с влажностью W отн менее 1,4 |
2-й - сырые места |
Избыточное увлажнение в отдельные периоды года. Поверхностный сток не обеспечен |
Плоские водоразделы, пологие склоны гор и их шлейфы с мощностью сезоннооттаивающего слоя от 1 до 2,5 м. Грунты глинистые и песчаные просадочные с влажностью W отн от 1,4 до 1,8 |
Требования к грунтам и допустимые нормы влажности
4. Для сооружения земляного полотна в зоне вечной мерзлоты допускается применять следующие разновидности глинистых грунтов:
- непылеватые супеси, суглинки, глины (кроме жирных);
- суглинки легкие пылеватые и супеси пылеватые, если суммарное содержанием в них пылеватых и глинистых частиц не превышает 50 %; при содержании пылеватых и глинистых частиц в количестве 50 - 60 % такие грунты могут быть использованы только в 3-м и 4-м дорожно-климатических районах на дорогах с усовершенствованными облегченными типами покрытий и во всех районах зоны вечной мерзлоты на дорогах с переходными покрытиями; при большем содержании пылеватых и глинистых частиц из этих грунтов допускается отсыпать лишь нижнюю часть насыпи, а верхняя на толщину не менее 1 м (считая от поверхности покрытия) должна быть отсыпана из непылеватых грунтов;
- суглинки тяжелые пылеватые при суммарном содержании в них пылеватых и глинистых частиц не более 60 %; при содержании пылеватых и глинистых частиц в количестве 60 - 70 % - на дорогах с усовершенствованными облегченными и переходными типами покрытий.
5. Не допускаются для сооружения земляного полотна глинистые грунты с содержанием пылеватых и глинистых частиц более 70 %, а также илы, жирные глины и т.п. (§ 37, ВСН 97-63).
6. При возведении земляного полотна используют грунты с влажностью, наиболее оптимальной для уплотнения их до заданной: плотности.
Наименьший коэффициент уплотнения грунта (отношение наименьшего требуемого объемного веса скелета грунта к максимальному при стандартном уплотнении) следует назначать в зависимости от дорожно-климатического района, расположения слоя грунта в насыпи по высоте и типа покрытия, согласно табл. 4 проекта ВСН (взамен ВСН 84-62).
7. Допустимую влажность (табл. 2) определяют в зависимости от вида грунта и требуемой плотности (коэффициента уплотнения).
Таблица 2
Грунт |
Допустимая относительная влажность W доп (в долях от оптимальной) при коэффициентё уплотнения |
||
1-0,98 |
0,95 |
0,90 |
|
Супесь легкая |
1,25 |
1,35 |
1,40 |
Суглинок легкий пылеватый и супесь пылеватая |
1,15 |
1,30 |
1,35 |
Глина, суглинок тяжелый и суглинок тяжелый пылеватый |
1,10 |
1,20 |
1,30 |
8. Значения оптимальной влажности для характерных грунтов зоны вечной мерзлоты (табл. 3) можно определить через влажность предела текучести по следующим зависимостям:
- супесь легкая Wопт = 0,70 Wтек;
- суглинок легкий пылеватый Wопт = 0,60 Wтек;
- суглинок тяжелый, глина пылеватая Wопт = 0,55.
Таблица 3
Грунт |
Оптимальная влажность, % |
Максимальный объемный вес скелета грунта при стандартном уплотнении, г/см3 |
Супесь легкая |
15 |
1,85 |
Супесь пылеватая, суглинок легкий пылеватый |
16 |
1,75 |
Суглинок тяжелый пылеватый |
20 |
1,70 |
Суглинок тяжелый, глина |
24 |
1,60 |
РАДИАЦИОННОЕ ОСУШЕНИЕ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ И ПРОГНОЗ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ПРОСЫХАНИЯ
Мероприятия по радиационному осушению переувлажненных грунтов
9. Грунты, имеющие в естественном залегании влажность более допустимой (см. табл. 2), должны быть просушены до начала работ и в процессе возведения земляного полотна. Наименее трудоемок и экономически целесообразен способ рационального (естественного) осушения грунтов.
10. Для ускорения процесса радиационного осушения грунтов рекомендуется:
- заблаговременно (не менее чем за год до начала основных земляных работ) удалять лес и мохорастительный покров с полосы резервов, устраивать осушительные канавы и обеспечивать водоотвод устройством канав с нагорной и с низовой стороны резервов;
- послойно разрабатывать грунт в резервах по мере его просыхания с поверхности;
- рыхлить грунт перед разработкой.
11. Рациональность проведения мероприятий по радиационному осушению переувлажненных грунтов устанавливается исходя из величины Р, равной разности между годовыми осадками и испарением. По величине этой разности на территории зоны вечной мерзлоты выделены три района (рис. 1):
Первый район - неэффективного применения радиационного осушения грунта (Р > 100). Вследствие преобладания осадков над испарением более чем на 100 мм в год осушение грунтов в этом районе до допустимой влажности возможно только искусственным путем.
Второй район - эффективного радиационного осушения переувлажненного грунта с проведением комплекса подготовительных мероприятий (0 < 1 < 100). Осадки преобладают над испарением менее чем на 100 мм. В пределах района на участках 1-го и 2-го типов местности грунт может быть осушен путем проведения всех мероприятий, перечисленных в п. 10.
Третий район - эффективного радиационного осушения грунта без проведения всего комплекса мероприятий (Р < 0). На участках 1-го типа местности возможно использование глинистых грунтов без предварительного осушения. На участках 2-го типа: местности грунты можно осушить в процессе возведения земляного полотна.
12. Величину снижения влажности грунтов, после заблаговременного проведения специальных мероприятий, следует определять с учетом местных природно-климатических условий для конкретных объектов строительства.
Ориентировочную влажность грунтов в резервах Wотн через год после их расчистки при обеспеченном водоотводе можно определить для любого месяца без морозного периода по следующим зависимостям:
Рис. 1. Схематическая карта районов по эффективности радиационного осушения переувлажненного грунта
1 - неэффективное применение радиационного осушения грунта (Р > 100); 2 - эффективное радиационное осушение переувлажненного грунта с проведением комплекса мероприятий (0 < Р < 100); 3 - эффективное радиационное осушение переувлажненного грунта без проведением комплекса мероприятий (Р < 0)
- для суглинков лёгких
Wотн = 1,52 - 0,0013t2 - 0,019t ; |
(1) |
- для суглинков тяжелых:
Wотн = 1,413 - 0,0014t2 - 0,0042t ; |
(2) |
- для глин
Wотн = 1,48 - 0,0027 t2 + 0,0163 t ; |
(3) |
где Wотн - средняя по метровому слою относительная влажность грунта в долях от оптимальной;
t - средняя месячная температура воздуха, °С (определяется по данным метеостанций).
Влажность тяжелых суглинков, рассчитанная по зависимости (2), представлена на рис. 2.
13. Влажность легкого суглинка к началу земляных работ во 2-м и 3-м районах зоны вечной мерзлоты (см. рис. 1) незначительно превышает допустимую (на 0,15 Wотн ) Необходимое подсушивание грунта может быть обеспечено при его послойной разработке в процессе возведения земляного полотна.
14. Влажность тяжелого суглинка и глины к началу работ (см. рис. 2) во 2-м и 3-м районах зоны вечной мерзлоты превышает допустимые значения на (0,20 - 0,30) Wотн. Для дополнительного снижения влажности грунта в этих районах необходимо в процессе возведения земляного полотна проводить комплекс мероприятий, указанных, в п. 10.
Влияние атмосферных осадков на влажность грунта в резервах
15. При ведении земляных работ в летний период необходимо учитывать влияние атмосферных осадков на изменение влажности грунта резервов в верхнем (технологическом) слое толщиной 0,2 м (от влажности в этом слое зависит проходимость механизмов, их производительность, а также возможность уплотнения грунта в насыпи до требуемой плотности).
Рис. 2. Схематическая карта средней относительной влажности W отн тяжелого суглинка в резервах (в метровом слое) к началу производства земляных работ (май) при заблаговременном (за год) снятии мохорастительного покрова
16. С этой целью следует определять два основных показателя увлажнения и просыхания грунта:
- количество атмосферных осадков, увлажняющих грунт в слое 0,2 м до влажности, превышающей допустимую;
- время, необходимое для просушивания грунта в технологическом слое после дождя.
17. Количество атмосферных осадков, увлажняющих грунт выше допустимой влажности, следует принимать: для супесей и суглинков легких - не менее 5 мм/сутки, а для суглинков тяжёлых и глин - не менее 8 мм/сутки.
Методика расчета календарной продолжительности летнего строительного сезона приведена в приложении.
18. Для ориентировочных подсчетов скорости и времени просыхания слоя грунта (0,2 м) в резервах летом можно пользоваться данными табл. 4.
Таблица 4
Грунт |
Влажность грунта до осушения, в долях от оптимальной |
Средняя величина просыхания за сутки, в долях от оптимальной влажности |
Время, необходимое на просушивание до допустимой влажности, сутки |
Суглинок легкий |
1,3-1,5 |
0,10 |
1 |
1,5-2,0 |
0,12 |
2-6 |
|
Суглинок тяжелый, глина |
1,4-1,8 |
0,03 |
7-9 |
1,8-2,0 |
0,09 |
9-10 |
При производстве земляных работ в летний период необходимо обеспечивать своевременную послойную разработку грунта в резервах сразу после его просыхания до допустимой влажности. Своевременное удаление подсохшего слоя способствует быстрому просыханию нижележащего грунта.
19. Для ускорения процесса просыхания грунта рекомендуется его послойное рыхление за 1 - 2 дня до разработки. Этим может быть достигнуто дополнительное осушение грунта на 0,15 - 0,20 от оптимальной влажности.
Рыхление грунта рекомендуется в районах с вероятностью расчетных осадков в безморозный период (п. 17) не более 25 %. Во избежание переувлажнения грунтов дождями длину сменной захватки на участке рыхления назначают с расчетом, чтобы объем разрыхленного грунта не превышал сменной производительности ведущих землеройно-транспортных машин.
КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ИЗ ГЛИНИСТЫХ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ
20. На участках 1-го типа местности при легкоосушаемых грунтах земляное полотно сооружают на заранее расчищенной от мохорастительного покрова и осушенной дорожной полосе (рис. 3).
21. На участках 2-го типа местности земляное полотно сооружают с сохранением мохорастительного покрова в основании насыпи (рис. 4).
22. Откосы насыпей устраивают уположенными, с заложением откосов 1:4 - 1:3 (при высоте насыпей до 2 м). Поперечный водоотвод обеспечивают путем устройства канав на расстоянии не менее 5 м от внешней бровки резерва, а продольный - планировкой его поверхности.
23. Выемки в переувлажненных грунтах устраивают с уположенными (1:4 - 1:3) откосами с выполнением мероприятий по их осушению (при легкоосушаемых грунтах) или с заменой переувлажненного грунта несцементированным обломочным (рис. 5).
Тип I
.
Рис. 3 . Поперечный профиль насыпи с расчисткой всей дорожной полосы от мохорастительного покрова:
1 - местный глинистый грунт; 2 - резерв; 3 - водоотводная канава, устраиваемая при наличии поперечного уклона местности
Тип II
Рис. 4 . Поперечный профиль насыпи с сохранением мохорастительного покрова в основании:
1 - местный глинистый грунт; 2 - мохорастительный покров; 3 - резерв; 4 - водоотводная канава, устраиваемая при наличии поперечного уклона местности
Тип III
Рис. 5. Поперечный профиль выемки в переувлажненных грунтах:
1 - глинистый переувлажненный грунт; 2 - насыпь из качественного дренирующего материала; 3 - водоотводная канава
ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТ ПО СООРУЖЕНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ЕСТЕСТВЕННЫМ ОСУШЕНИЕМ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ
24. При сооружении земляного полотна на участках переувлажненных глинистых грунтов следует исходить из учета климатических грунтово-гидрогеологических условий района строительства и возможности естественного осушения грунта.
С целью максимально использовать благоприятный для осушения грунтов весенне-летний период необходимо:
- комплексно механизировать все работы по сооружению земляного полотна;
- земляные работы вести в 2 - 3 смены;
- капитальный и средний ремонт дорожных машин производить в зимний период;
- работы, на проведение которых не оказывают существенного влияния отрицательные температуры воздуха, выполнять зимой.
25. Земляное полотно из местных глинистых переувлажненных грунтов возводят поточным методом. При этом выделяют два специализированных потока:
- подготовительные работы;
- основные линейные земляные работы.
Для каждого специализированного потока комплектуют отдельный дорожно-строительный отряд, который должен обеспечить выполнение работ в заданные сроки.
26. Подготовительные работы должны выполняться за год до начала основных линейных земляных работ с таким расчётом, чтобы иметь время для просушивания грунта в резервах.
27. Календарную продолжительность работ по сооружению земляного полотна из переувлажненных грунтов определяют с учетом длительности безморозного периода, времени оттаивания грунта на 15 - 20 см, количества дней с атмосферными осадками более 5 и 8 мм/сутки и потребного времени на просушивание грунта после дождя (см. приложение).
Подготовительные работы
28. Подготовительные работы при возведении земляного полотна c проведением радиационного осушения переувлажнённых грунтов включают: валку и трелевку леса, удаление кустарника, устройство осушительных и водоотводных канав, удаление мохорастительного покрова и снега на дорожной полосе и в карьерах.
29. Сроки выполнения подготовительных работ назначают в зависимости от влажности грунта сезоннооттаивающего слоя. На сухих участках (1-й тип местности) при влажности грунтов менее 1,4 Wопт подготовительных работ могут выполняться в год производства основных работ.
На сырых участках (2-й тип местности) при влажности грунта (1,4 - 1,8) Wопт подготовительные работы выполняют за год до начала основных работ.
30. При возведении насыпей без сохранения мохорастительного покрова в основании (см. рис. 3) расчистку дорожной полосы выполняют на всю ширину. Валку леса, трелёвку и удаление порубочных остатков ведут круглогодично . Мохорастительный покров удаляют со всей дорожной полосы весной по мере его оттаивания.
31. Валы перемещенного за пределы резервов мохорастительного покрова необходимо разравнивать одновременно с планировкой резервов.
Снежные отложения с дорожной полосы на участках сооружения земляного полотна из переувлажненных глинистых грунтов необходимо удалять до начала их таяния.
32. При возведении насыпей из местных грунтов с сохранением мохорастительного покрова в основании (см. рис. 4) валку леса, трелевку, а также расчистку просеки от порубочных остатков выполняют в зимний период. Просеку устраивают на ширину всей дорожной полосы. Мохорастительный покров удаляют только с полосы резервов; разработку его ведут весной, по мере оттаивания.
33. Разработку и перемещение мохорастительного покрова из резервов шириной до 20 м рекомендуется выполнять бульдозерами продольно-поперечными ходами. Если используются бульдозеры с неповоротным отвалом, то удаление мохорастительного покрова ведут по схеме рис. 6,а. Для сохранения мохорастительного покрова в основании насыпи, первые проходы бульдозера выполняют вдоль нижней бровки откоса с созданием промежуточных валиков. В дальнейшем мохорастительный покров срезают полосами при движении бульдозера под углом к оси дороги (без заезда на основание насыпи) и перемещают за пределы резервов.
34. При применении универсального бульдозера работу рекомендуется выполнять по схеме рис. 6, б; первый продольный проход производится у кромки основания насыпи универсальным бульдозером с отвалом, установленным под углом к оси дороги. Мохорастительный покров срезают по всей длине захватки, в результате чего образуется сплошной промежуточный валик. На остальной части резерва расчистку ведут поперечными проходами бульдозера.
Рис. 6 Схема удаления мохорастительного покрова с поверхности резервов при сохранении его в основании насыпи:
а - с укладкой промежуточных валиков бульдозером с неповоротным отвалом; б - с устройством сплошного промежуточного вала универсальным: бульдозером; I - насыпь; II - промежуточныё валы мохорастительного покрова после продольного прохода бульдозера; III - мохорастительный покров, уложенный в валы по обе стороны резервов; I V - грунт резервов 1-п -последовательность работы бульдозеров
При устройстве выемок в переувлажненных грунтах все подготовительные работы рекомендуется выполнять заблаговременно, согласно требованиям пп. 29, 30.
35. Нагорные и водоотводные канавы устраивают в весенний период, по мере оттаивания грунта, одновременно с расчисткой резервов или зимой взрывным способом (до расчистки резервов). Возможно устройство канав осенью после промерзания грунта на глубину 13 - 15 см, допускающую проход тягачей с канавокопателем. В этом случае канавы устраивают до расчистки просеки, т.е. за 1,5 года до начала основных земляных работ, а после расчистки резервов канавы обязательно восстанавливают.
36. Перед началом основных земляных работ, необходимо обследовать район проложения трассы для выявления дополнительных карьеров грунтов, а также уточнения условий и технологических особенностей производства работ. При обследовании должны быть выполнены следующие работы:
- определены места укладки снега, убираемого с полосы резервов и карьеров;
- выявлено состояние водоотводных канав;
- определена влажность грунтов в резервах.
37. По материалам обследования уточняют проект производства работ, в котором корректируются:
- сроки очистки резервов от снега;
- объемы работ по восстановлению водоотводных канав;
- способы и сроки разработки резервов на различных участках, устанавливаемые в зависимости от влажности грунтов;
- сроки доставки машин к месту работ.
Основные работы по сооружению земляного полотна
38. При сооружении земляного полотна из местных глинистых грунтов расстановку дорожных машин по фронту работ, а также назначение способов и сроков разработки грунтов осуществляют с учетом природно-климатических условий района строительства, влажности грунтов и наличного парка машин.
Переувлажненные грунты в резервах рекомендуется разрабатывать бульдозером после оттаивания слоя на глубину 15 - 20 см; машины должны иметь хорошую проходимость, обеспечивающую послойную разработку грунта. В процессе работ необходимо проводить контрольные измерения влажности грунта в резервах перед его разработкой, а затем в насыпи после разравнивания. Влажность и плотность грунта определяют в соответствии с требованиями ВСН 55-69.
39. При влажности грунтов в резервах в пределах (1,15 - 1,20) Wопт допускают глубокое оттаивание грунта. Разработку его ведут слоями 15 - 20 см (по мере просыхания с поверхности) поперечными проходами бульдозера. Устройство глубоких траншей не допускается.
40. Порядок укладки грунта в насыпь устанавливают в зависимости от дальности его перемещения и поперечного уклона местности.
При дальности перемещения грунта до 20 м и отсутствии мохорастительного покрова в основании применяют схему укладки грунта слоями на всю ширину насыпи из каждого резерва.
При дальности перемещения более 20 м рекомендуется использовать схему укладки грунта от оси дороги к бровке.
На косогорных участках (не круче 1:10) рекомендуется применять схему комбинированной укладки грунта в насыпь (рис. 7).
41. При влажности грунта в пределах от 1,2 Wопт до Wд on ведется послойная разработка по мере оттаивания на 15 - 20 см. Разработку резервов выполняют по схеме рис. 8. Для сохранения мохорастительного покрова в основании насыпи первый слой отсыпают от бровки к оси с передвижением бульдозера только по ранее отсыпанному грунту.
Рис. 7. Схема возведения земляного полотна бульдозером на косогорных участках с разработкой грунта по мере просыхания:
I - мохорастительный покров за полосой резервов; II - мохорастительный покров, уложенный в валы; 1, 2, 3, 4 - последовательность разработки грунта в резерве; 1, 2, 3, 4 - последовательность укладки грунта в насыпь; ГМ - горизонт мерзлоты
42. Длину фронта работ бульдозера при двусторонних резервах определяют по формуле:
, |
(4) |
где Z - длина фронта работ бульдозера, м;
П - производительность бульдозера, м3/сутки (по рис. 9);
Вр - ширина резерва, м;
hг - толщина слоя талого грунта, м (для бульдозера - hг = 0,15 ÷ 0,20);
Vг - скорость оттаивания грунта в резерве в слое 15 - 20 см, м/сутки (устанавливают по данным непосредственных полевых наблюдений или принимают ориентировочно по табл. 5).
Рис. 8. Схема возведения земляного полотна с послойной разработкой грунта по мере оттаивания:
I - мохорастительный покров в основании насыпи и за полосой резервов; II - мохорастительный покров, уложенный в валы; 1, 2, 3, 4 - последовательность разработки грунта в резерве; 1, 2, 3, 4 - последовательность укладки грунта в насыпь.
43. При возведении насыпи из переувлажненного грунта необходимо соблюдать следующие требования:
- начинать разработку резервов с низовой стороны для обеспечения стока дождевых вод;
- разравнивать грунт ежедневно после перемещения его в насыпь с приданием грунтовой поверхности уклона 3 - 5 % от оси к бровкам;
- планировать дно и откосы резервов, а также разравнивать валы мохорастительного покрова сразу же после окончания земляных работ.
44. Выемки в переувлажненных грунтах рекомендуется разрабатывать после проведения комплекса мероприятий по осушению грунтов согласно п. 10.
Разработку выемок бульдозерами осуществляют послойно по мере оттаивания слоя на глубину 15 - 20 см с перемещением грунта в кавальеры или для погрузки в транспортные средства. Потребное количество бульдозеров для послойной разработки грунта N определяют исходя из производительности машин П, скорости оттаивания грунта Vг и площади выемки Sг по формуле:
. |
(5) |
Выемки рекомендуется разрабатывать с низовой стороны для обеспечения стока дождевых и талых вод.
С целью ускорить оттаивание грунта слои в выемке следует снимать с уклоном преимущественно на южную экспозицию.
Рис. 9 . Производительность бульдозеров типа Д-494, Д-271 при разработке грунтов III группы различной влажности. Цифры на кривых - дальность перемещения грунта, км
45. При глубине выемок до 2 м разработку их бульдозерами рекомендуется вести по поперечной схеме.
При глубине выемок более 2 м рекомендуется применять продольно-участковую схему послойной разработки грунта (рис. 10). Целесообразно применять комбинированную разработку выемок с использованием обеих схем. На глубину до 2 м разрабатывать выемку по поперечной схеме, а на большую глубину - по схеме рис. 10.
46. При глубоких выемках и дальности перемещения грунта до 60 м разработку его и при дальности перемещения грунта более 60 м разработку и транспортирование осуществляют двумя звеньями. При этом первое звено разрабатывает грунт в выемке в промежуточный валик, а второе - перемещает грунт в кавальер по схеме рис. 10.
47. В процессе возведения земляного полотна грунт рекомендуется уплотнять катками на пневматических шинах. Перед уплотнением грунт должен быть распределен слоем равномерной толщины. При уплотнении необходимо применять два типа катков:
- легкие (до 10 т) - для подкатки;
- тяжелые (25 - 50 т) - для окончательного уплотнения.
Рис. 10. Схема послойной продольной разработки выемки при глубине более 2 м и дальности перемещения до 60 м: 1 - 9 - последовательность разработки грунта; 1 - 6 - последовательность укладки грунта в кавальер.
Количество проходов для уплотнения грунта зависит от влажности грунта и определяется пробным уплотнением.
Таблица 5
Район дорожно-климатической зоны |
Грунт |
Скорость оттаивания, см/сутки |
|
май |
июнь |
||
2 |
Супесь |
4,0 - 5,0 |
7,0 - 8,0 |
Суглинок, легкий |
3,0 - 4,0 |
8,0 - 6,0 |
|
Суглинок тяжелый, глина |
2,5 - 3,5 |
4,0 - 5,0 |
|
3, 4 |
Супесь |
4,5 - 5,5 |
8,0 - 9,0 |
Суглинок легкий |
3,5 - 4,5 |
5,5 - 7,0 |
|
Суглинок тяжелый, глина |
3,0 - 4,0 |
5,0 - 6,0 |
48. Уплотнение откосов насыпей с крутизной 1:4 и положе рекомендуется выполнять легкими катками (весом до 10 т) с перемещением их по круговой схеме перпендикулярности насыпи. Откосы с крутизной 1:4 - 1:3 уплотняют бульдозерами в процессе возведения насыпей.
49. При уплотнении грунта в насыпи с сохранением в основании мохорастительного покрова толщину первого слоя необходимо назначать с учетом мощности и несущей способности талой прослойки в основании (рис. 11).
Прочность грунта основания определяют штамповыми испытаниями. Ориентировочные значения модуля деформации грунта основания (естественной плотности) в зависимости от его влажности можно принимать по табл. 6.
Рис. 11. Определение толщины первого слоя насыпи в зависимости от прочности основания и мощности талой прослойки: а - при уплотнении катком: Д-283 (25 т); б - при уплотнении катком Д-219 (10 т)
Таблица 6
Грунт |
Модули деформации грунта, кГ/см2, при его относительной влажности |
||||
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
|
Супесь легкая |
120 |
100 |
75 |
70 |
60 |
Песок пылеватый, супесь тяжелая, суглинок легкий |
100 |
80 |
60 |
50 |
40 |
Тяжёлый суглинок, глина |
90 |
70 |
50 |
40 |
30 |
Приложение
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЛЕНДАРНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СЕЗОНА
ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ИЗ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
Календарную продолжительность сезона возведения земляного полотна из переувлажненных грунтов определяют с учетом длительности безморозного периода, скорости оттаивания грунта, времени его просыхания и количества дождливых дней за безморозный период.
Расчет выполняют по формуле:
,
где Тр - расчетное количество рабочих смен в летнем строительном сезоне;
Тδ - длительность безморозного периода, сутки (определяют по карте приложения);
Тгр - время, необходимое для оттаивания грунта на 15 - 20 см, определяемое по табл. 5 п.43 настоящих "Методических рекомендаций";
Тп - количество праздничных и выходных дней за безморозный период;
α - вероятность осадков, определяемая по таблице приложения;
Тпр - количество времени, необходимого для просушивания грунта после дождя, определяют по табл. 4 п.18 настоящих "Методических рекомендаций";
Кс - коэффициент сменности работы дорожных машин.
Схематическая карта длительности безморозного периода, сутки
Пример определения календарной продолжительности сезона по возведению земляного полотна из переувлажненных грунтов.
Исходные данные: Район строительства (дорога) - Романовка - Бог дарин;
Грунт для земляного полотна - суглинок лёгкий;
Коэффициент сменности работы машин Кс - 2.
1. По карте приложения устанавливаем Tδ (170 суток).
2. По табл. 5 Настоящих "Методических рекомендаций" для третьего района, в котором находится объект строительства, определяем скорость оттаивания суглинка лёгкого (4 см/сутки), а затем время оттаивания грунт а на глубину 20 см:
3. Пользуясь данными таблицы приложения, определяем вероятность осадков (5 мм/сутки) для метеостанции Богдарин (α = 0,12).
4. По табл. 4 настоящих "Методических рекомендаций" устанавливаем количество дней, необходимых для просушивания грунта после одного дождя более 5 мм/сутки при влажности, равной 1,5,: Wопт (Тпр = 2 суток).
5. Определяем количество выходных и праздничных дней за безморозный период (май - сентябрь): Тп = 25 дней.
6. По формуле приложения определяем календарную продолжительность сезона:
Тр = [170 - (5 + 25) - 170·0,12(1 + 2)]·2 = 160 смен.
Вероятность атмосферных осадков α за безморозный период
Метеорологические станции |
Вероятность выпадения осадков, мм/сутки, в долях длительности; безморозного периода |
|
5 |
8 |
|
Якутск |
0,06 |
0,021 |
Вилюйск |
0,064 |
0,023 |
Алдан |
0,16 |
0,078 |
Чурапча |
0,067 |
0,023 |
Ленск |
0,086 |
0,03 |
Витим |
0,10 |
0,041 |
Иркутск |
0,12 |
0,06 |
Братск |
0,096 |
0,038 |
Киренск |
0,10 |
0,036 |
Слюдянка |
0,16 |
0,078 |
Богдарин |
0,12 |
0,06 |
Романовка |
0,11 |
0,055 |
Улан-Удэ |
0,08 |
0,04 |
Мухор-Шибирь |
0,10 |
0,052 |
Кяхта |
0,06 |
0,03 |
Букукун |
0,137 |
0,08 |
Красный Чукой |
0,11 |
0,056 |
Чита |
0,127 |
0,062 |
Сретенск |
0,11 |
0,065 |
Игарка |
0,10 |
0,037 |
Северо-Енисейск |
0,14 |
0,05 |
Богучан |
0,10 |
0,038 |
Кызыл |
0,07 |
0,023 |
Ачинское |
0,12 |
0,05 |