Сооружение земляного полотна в сложных условиях (стр. 15 )

Иногда между выполнением II и III этапов при медленном росте перевозок можно допускать разрыв до полутора лет. На графике строительства показывают:

· сроки начала работ на трассе (прорубка просеки) и открытия движения автомобилей;

· время достижения интенсивности движения автомобилей 50 авт./сут (рис. 5.3).

Рис. 5.3. График поэтапного строительства притрассовой автомобильной дороги

Инженерная подготовка строительных площадок. Одновременно с подготовкой полосы отвода на перегонах осуществляется инженерная подготовка строительных площадок под здания и сооружения на раздельных пунктах.

Инженерная подготовка включает комплекс мероприятий, направленных на обеспечение пригодности территорий для градостроительства и их защиты от неблагоприятных природных явлений. Решение вопросов приспособления территорий к нуждам градостроительства относят обычно к благоустройству населенных мест путем организации рельефа и поверхностного стока дождевых и талых вод. Другие необходимые мероприятия причисляют к специальным, предупреждающим такие явления, как например в районах с ВМГ, сохранение мерзлотно-грунтовых условий и температурного режима грунта или искусственное понижение температуры ВМГ.

Согласно нормам (СниП 3.01.01-85) инженерная подготовка территорий застройки должна быть выполнена до начала основных работ. При сооружении железных дорог мероприятия по инженерной подготовке должны разрабатываться в связи с очередностью строительства временных поселков для размещения строителей. Они должны соответствовать принятому принципу строительства на ВМГ.

В состав основных мероприятий по инженерной подготовке территорий входят:

· решение общей схемы вертикальной планировки и водоотвода;

· осушение избыточно увлажненных участков;

· предупреждение развития криогенных процессов: наледеобразования, пучения грунтов, солифлюкции, термокарстов, обвало - и оврагообразования и др.;

· регуляционные и защитные мероприятия: защита прибрежных территорий от затопления и разлива, расчистка и регулирование русел малых рек и водотоков, удаление застойных вод, устройство водоемов и др.

На просадочных грунтах при оттаивании ВМГ, особенно содержащих в верхних границах подземные льды, вертикальная планировка территорий допускается только за счет подсыпок привозным непросадочным или малопросадочным грунтом. При этом вертикальную планировку производят до начала всех строительных работ. В подсыпку укладывают и все инженерные коммуникации.

На непросадочных или малопросадочных грунтах (I и II категории) допускается смягчение уклонов и другие изменения рельефа путем срезок и подсыпок. При этом земляные работы следует производить летом, когда верхние слои грунта оттаивают. Для производства земляных работ по вертикальной планировке выбор типа машин осуществляется в зависимости от средней дальности перемещения грунта.

Дальность перемещения грунта, м Машина

до 20 автогрейдер

30…50 бульдозер 40 кН

50…70 бульдозер 100 кН

70…100 бульдозер 250 кН

300…1500 скреперные прицепные

400…2500 скреперные самоходные

Экскаваторы одноковшовые при планировочных работах эффективны при расстоянии возки грунта более 1,5 км. Однако в связи с ограниченной возможностью использования скреперов при разработке ВМГ экскаваторы применяются и при меньшей дальности возки. При производстве работ по планировке площадок бульдозерами срезаемый грунт следует перемещать в места подсыпки слоями в направлении заданного проектом уклона площадки. Для уплотнения грунта в комплект машин включают катки.

Экскаваторные комплексы по вертикальной планировке включают, кроме экскаваторов, автомобили-самосвалы для транспортировки грунта, бульдозеры для разравнивания грунта на отвале и грунтоуплотняющие машины для уплотнения грунтов. Отсыпку и уплотнение грунта ведут слоями с учетом проектного уклона площадки. Водоотводные системы проектируют, обеспечивая минимальное нарушение сложившихся мерзлотных условий. На участках с грунтовыми водами водоотводные элементы разрабатываются в комплексе с противоналедными устройствами.

Область применения той или иной системы водоотвода зависит от категории грунтов. На грунтах I и II категорий и на подсыпанных участках с грунтами III и IV категорий допускается использование врезанных лотков и канав; на участках с грунтами III и IV категорий, но без подсыпки водоотвод устраивают с помощью земляных валов и лотков на сваях. Многие специальные мероприятия по инженерной подготовке территории строительства в последнее время осуществляются не только до начала основного периода строительства, но и до начала подготовительного периода. Такая организация освоения площадок строительства получила название пионерного освоения.

Пионерное освоение, кроме инженерной подготовки территории размещения площадочных строительных объектов и трасс линейных сооружений, включает мероприятия по жизнеобеспечению, созданию материально-технической базы и строительных формирований в районе строительства (где ничего этого прежде не существовало). Указанные начальные, осуществляемые до начала подготовительного периода мероприятия строительного освоения будущего района строительства, выполняются так называемым пионерным комплексом генподрядной строительной организации. С этой целью в ее составе организуют специальные мобильные подразделения, имеющие соответствующую мобильную инфраструктуру и работающие в основном вахтовым (вахтово-экспедиционным) методом.

5.5. Сооружение земляного полотна на вечномерзлом грунте

Требования к земляному полотну на вечномерзлом грунте. В настоящее время на ВМГ в России построено и эксплуатируется несколько тысяч километров железных дорог. Накопленный опыт проектирования и строительства дорог на ВМГ позволяет получить выводы об использовании принципа сохранения мерзлого состояния грунта в основании. Этот принцип является основным при разработке проектов. Однако на практике мероприятия, предусмотренные проектом для сохранения мерзлоты, не были осуществлены в производственных масштабах ни на одной из дорог, построенных в районах с ВМГ.

Несмотря на то, что проектные решения, направленные на сохранение мерзлоты в основании не реализованы, земляное полотно эксплуатируемых железных дорог удовлетворяет эксплуатационным требованиям, а появившиеся на них деформации (длительные осадки, пучины, сплывы откосов и др.) связаны с плохим состоянием водоотводных устройств, скоплением воды непосредственно около земляного полотна, высокой влажностью грунтов и отсутствием укрепления откосов. Таким образом, земляное полотно в районах с ВМГ проектируют и сооружают с учетом свойств грунтов деятельного слоя и ВМГ, залегающих в основании, а также наличия мерзлотных явлений и подземных льдов. С точки зрения использования ВМГ в качестве оснований земляного полотна их можно разделить на следующие основные группы:

· скальные грунты слабовыветривающиеся (граниты, порфиры, песчано-глинистые сланцы);

· скальные грунты легковыветривающиеся (песчаники, туфы, глинистые сланцы);

· щебенистые и гравийно-галечниковые грунты с примесью песка, имеющие суммарную влажность 15...30 %;

· супеси и суглинки с естественной влажностью 30…37 %;

· супеси и суглинки оторфованные с влажностью 40…80 %;

· торф с естественной влажностью до 100 %.

При проектировании и строительстве сооружений считают, что если основанием сооружений служит скальный грунт, то его мерзлотное состояние можно не учитывать, поскольку при промерзании и оттаивании его физические свойства практически не меняются.

На участках с прочным основанием следует проектировать земляное полотно обычной конструкции независимо от глубины, характера залегания и температуры ВМГ. На участках, где ВМГ при оттаивании дает осадку, земляное полотно выполняют по индивидуальным проектам с определением расчетных глубин протаивания и осадки грунтов основания по поперечным профилям не реже, чем через каждые 50 м трассы.

Технология сооружения насыпей на вечномерзлом грунте. Земляное полотно в районах с ВМГ проектируется преимущественно в виде насыпей. Технология работ при возведении насыпей на ВМГ подчинена требованиям сохранения мерзлоты или ее оттаивания.

Когда конструкцией насыпи предусматривается оттаивание ВМГ, принимаются меры, способствующие осушению грунта:

· своевременная вырубка леса и кустарника;

· устройство постоянных и временных водоотводных канав;

· расчистка полосы отвода от растительного грунта и торфа.

На участках, где проектом предусматривается сохранение ВМГ (чаще всего на марях) принимают меры, исключающие повреждение растительно-мохового покрова:

· отсыпку насыпи ведут зимой;

· первый слой насыпи отсыпают с «головы», не допуская движения машин по естественному основанию;

· систематически удаляют снег с площади основания насыпи с целью увеличения глубины промерзания грунта.

В том случае, когда производится отсыпка насыпи в летнее время, работы выполняются либо в один, либо в два этапа. При двухэтапной отсыпке насыпи сначала сооружают так называемую насыпь пониженного профиля, т. е. поднимают ее на такую отметку, которая не препятствует полному промерзанию грунта в теле насыпи и основании (при наступлении периода с отрицательными температурами воздуха). После полного промерзания нижнего слоя насыпи производят досыпку ее до проектных отметок (II этап). Если проектная высота насыпи меньше (или равна) насыпи пониженного профиля, то ее и зимой, и летом можно отсыпать сразу до проектных отметок (по одноэтапной схеме).

Насыпи на ВМГ следует возводить из скального или дренирующего грунта, используя глинистые грунты в исключительных случаях. Резервы при наличии ВМГ закладывать не целесообразно. Для возведения насыпей на участках ВМГ с прочным основанием могут применяться все виды землеройных и землеройно-транспортных машин, а также автомобильный и железнодорожный транспорт для перемещения грунта, как и в обычных условиях.

На недостаточно прочном и слабом основаниях с высокотемпературной вечной мерзлотой, включая мари (III и IУ категория просадочности), при значительных дальностях возки и объемах работ целесообразно использовать железнодорожный подвижной состав в комплексе с автосамосвалами, как при возведении насыпей на болотах. В благоприятных условиях и при соответствующих грунтах возможно применение самоходных скреперов с ковшами 10…15 м3 и более. Технология отсыпки слоев насыпи с применением автосамосвалов, железнодорожного подвижного состава и скреперов в основном аналогична технологии возведения насыпей на болотах, особенно на марях с высокотемпературной вечной мерзлотой, где учитывают понижение поверхности ВМГ.