Сооружение земляного полотна в сложных условиях (стр. 12 )

Сроки ведения работ имеют решающее значение в районах ВМГ. Перед составлением проекта организации работ в районах с ВМГ должны быть собраны следующие данные:

· среднемесячные, годовые и многолетние продолжительности безморозного периода и температуры воздуха, а также абсолютные минимальные и максимальные их значения; средние температуры грунта; число дней со снежным покровом и его мощность, роза ветров и их скорости; число дней со скоростью ветра более 12 м/с; число дней с метелями, с осадками более 5 мм/сут, количество и периоды выпадения осадков, число дней с сильными туманами; время начала и размеры снегозаносимости площадок и дорог; появление и интенсивность действия наледей; характеристика ВМГ; прогноз изменения природных условий при освоении занимаемых под строительство территорий;

· возможные пути и время действия маршрутов для завоза машин, оборудования и людей к месту работ;

· необходимость и возможность строительства постоянных автодорог, автозимников и временных аэродромов, временных помещений для хранения машин и материалов, а также для проживания и обогрева рабочих;

· возможность многоцелевого использования машин и оборудования, транспортабельность и необходимость при этом демонтажа и сборки машин на месте работ;

· необходимость заблаговременной доставки машин, механизмов, зап­частей, горючесмазочных материалов и ВВ на случай временного бездорожья;

· возможное сокращение рабочего времени, снижение производительности людей и машин из-за погодных условий и работы на открытом воздухе;

· неоднородность, обводненность, несущая способность грунтов карьеров, глубина и сроки их замерзания и оттаивания, плотность, зерновой и минералогический состав, а также возможность, объемы добычи и осушения талых мелкозернистых грунтов, добываемых со дна прилегающих озер.

В связи с тем, что в районах сурового климата (районах с ВМГ) из-за отдаленности, обособленности, малой освоенности и отсутствия транспортных связей чрезвычайно трудно организовать и осуществить нормальное строительное производство, при разработке ПОС, ППР, ПОР требуется тщательно детализировать входящие в них планы организационно-технической подготовки строительства.

В частности в подготовительный период должны быть выполнены:

· передислокация мобильных подразделений вместе с необходимой строительной техникой, транспортом и другим оборудованием в северном исполнении;

· отвод земель, постройка подъездных путей, дорог, вертолетных площадок и т. д.;

· постройка и оборудование ремонтной базы, складов, гаражей, электростанций, линий связи энергоснабжения, водоснабжения и канализации;

· постройка поселков строителей с необходимыми объектами культурно-бытового обслуживания, медицинской помощи и т. п.;

· специальные работы, связанные с особенностями строительства объектов на ВМГ: утепление грунтов полимерной пеной, засоление грунтов, рыхление, замораживание талых или оттаивающих грунтов, покрытие грунтов полимерной пленкой, оттаивание грунтов холодной или теплой водой, электроосмотическое просушивание грунтов забивными перфорированными электродами, штабелирование дренирующих гравийно-галечниковых грунтов и многократное окучивание обычных грунтов, следующее за оттаиванием и первоначальным просушиванием, уплотнение и закрепление грунтов, в том числе на участках солифлюкционных и наледных явлений и т. д.

5.3. Способы производства земляных работ
и разработки вечномерзлых грунтов

Земляные работы в районах с ВМГ следует вести круглосуточно, с соблюдением принятого принципа строительства, придерживаясь условий возведения земляных сооружений в летнее и зимнее время.

Строительство по принципу I ведется при всемерном сохранении природных условий и температур ВМГ. Для этого движение транспорта разрешается только по промерзшему слою 0,3…0,5 м. Землевозные дороги строят, начиная от карьера, зимой по настилу из хвороста, обсыпанного слоем грунта 0,5…0,6 м. Лес, кустарник вырубают зимой только в контурах земляного сооружения. Корчевка пней не допускается. Мохо-растительный покров под сооружением и на расстоянии 100 м в стороны от его подошвы тщательно сохраняют.

В течение зимы после каждого снегопада или метели снег с площадки убирают. В конце зимы перед началом таяния проводят снегозадержание или снегонакопление.

Задел по расчистке просеки не допускается. На расчищенном участке до наступления положительных температур воздуха должна быть отсыпана насыпь на всю длину и ее проектную высоту или только нижний ее слой (при двухэтапной отсыпке). Двухэтапная отсыпка насыпей создает условия для круглогодичной работы.

Дренирующие грунты разрабатывают и укладывают круглый год. Мелкозернистые и глинистые грунты, сцементированные льдом, можно укладывать в насыпь (СНиП 3.06.02–86) в количестве 20…50 %. При необходимости возведения зимой насыпей из мелкозернистых грунтов талый грунт заготавливают и сгребают в бурты летом. Бурты располагают вблизи карты укладки вдоль уклона местности на дренирующей подушке 0,3…0,5 м. От переувлажнения грунт покрывают пленкой и в конце теплого периода слоем пенопласта или иных теплоизоляционных материалов.

На зимний период относят работы по замене грунта и удалению слабых (после оттаивания) грунтов основания насыпей, поэтому используют привозные грунты. В зимнее время также производят разработку выемок в грунтах III и IV категорий просадочности с предварительным рыхлением.

Низкотемпературные мерзлые грунты целесообразно рыхлить буро - и щелевзрывным способами, высокотемпературные – рыхлителями статического действия на тракторах мощностью 220 кВт и более. Разрыв между рыхлением грунтов и разработкой не должен превышать 1…2 смен работы ведущей машины. Между бурением и зарядкой скважин не следует допускать разрыва.

Строительство по принципу II следует вести при возможно большом осушении и прогреве грунтов. Для этого зимой за год до основных работ рубят лес и корчуют пни, принимают меры к снегозадержанию в начале зимы и убирают снежный покров при первых оттепелях в основании насыпей, резервах, карьерах и выемках. Мохорастительный слой убирают сразу по мере его оттаивания.

Для ускорения осушения грунтов весной нарезают водоотводные канавы глубиной 0,3…0,4 м с последующим углублением по мере оттаивания. При большой обводненности в районах, где испарение на 100 мм и более превышает годовое количество осадков, водоотводные канавы целесообразно устраивать в начале зимы, когда промерзший на 0,1…0,15 м грунт легко можно взломать землеройными машинами.

Сроки начала весенне-летних работ определяются оттаиванием грунта на глубину 0,15…0,2 м. В этот период разрабатывают, отсыпают и уплотняют мелкозернистые и глинистые грунты, устраивают выемки в таких же грунтах.

В летнее время разработка ВМГ имеет некоторые трудности. Главной из них является обводнение тающего льдонасыщенного грунта с переходом его в текучепластичное состояние. При разработке выемки экскаватором прямая лопата нижний слой льдонасыщенного грунта рекомендуется оставлять в естественном состоянии с последующей его послойной разработкой бульдозером по мере оттаивания (метод радиационного оттаивания). Это мероприятие позволяет автосамосвалам, транспортирующим грунт от экскаватора, перемещаться по прочному мерзлому основанию. Разжиженный оттаявший грунт перемещается бульдозером за пределы выемки.

Метод радиационного оттаивания можно применять с начала июня и до середины сентября. При послойном радиационном оттаивании связных и плохо дренирующих грунтов, если оттаявший грунт снимается каждую смену, скорость продвижения фронта положительных температур, идущего от дневной поверхности, составляет 0,2…0,3 м в сутки.

Способ радиационного оттаивания наиболее эффективен в гравийно-галечных грунтах. При этом рекомендуется в комплект машин включать фронтальные погрузчики и тракторные рыхлители мощностью 220 кВт и более.

При рыхлении ВМГ взрыванием в летнее время при больших разрывах между рыхлением и разработкой грунта происходит его повторное смерзание, поэтому продолжительность разрыва не должна превышать более 1–2 смен.

В зимнее время ВМГ разрабатывают с использованием технологических приемов, применяемых на разработке сезонномерзлого грунта. Плотные ВМГ (низкотемпературные) следует рыхлить буровзрывным способом; более пластичные (высокотемпературные) целесообразнее рыхлить тракторными рыхлителями. В зимнее время также существует опасность повторного смерзания разрыхленного грунта, во избежание этого объем взорванной породы (или сменная выработка рыхлителя) не должен превышать сменную производительность грунтоуборочной техники в 3…4 раза.

Для работы в северных условиях (ВМГ) следует применять машины с большой единичной мощностью, так как только в этом случае можно снизить трудоемкость работ.

Использование различных способов разработки ВМГ в зависимости от времени года и грунтовых условий приведено в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Использование способов разработки ВМГ

Время года	Характеристика грунтовых условий	Рекомендуемые способы разработки грунтов
Декабрь–май	Сезонная мерзлота с ВМГ	1. Пневмоинструмент 2. Отогрев грунта огневыми установками 3. Отогрев грунта паровыми иглами 4. Электропрогрев токами высокого напряжения 5. Взрывание, особенно с использованием щелевых зарядов 6. Использование рыхлителей

Окончание табл. 5.4

Время года	Характеристика грунтовых условий	Рекомендуемые способы разработки грунтов
Май–июнь	Начало оттаивания сезоннопромерзающего слоя	1. Радиационное оттаивание 2. Послойная срезка оттаявшего грунта бульдозером 3. Возможно предохранение грунтов от оттаивания и использование способов зимней разработки
Июнь–сентябрь	Значительное, а местами полное оттаивание сезоннооттаивающего слоя	1. Малообводненные грунты разрабатываются землеройными машинами (бульдозерами, экскаваторами) 2. Сильнообводненные – мероприятия по осушению, возможна частичная разработка грейферами
Сентябрь–октябрь	Промерзание сезоннопромерзающего слоя	1. В зависимости от условий проводятся мероприятия по предохранению или промораживанию грунтов 2. Вымораживание грунтов 3. При промерзании до глубины 0,3…0,4 м разработка одноковшовыми экскаваторами, далее использование зимних способов работ

Средства механизации земляных работ. Одним из основных методов разработки мерзлого грунта, в том числе ВМГ, является его механическое рыхление с последующей разработкой землеройными машинами. По оценке ЦНИИОМТП Госстроя СССР этим способом осуществляется более половины объема земляных работ в мерзлых грунтах. В табл. 5.5 приведена оценка ЦНИИОМТП по данным 1990 г.