Сооружение земляного полотна в сложных условиях (стр. 16 )

Важнейшей технологической операцией при возведении насыпей, в том числе на ВМГ, является послойное уплотнение грунта. Эффективность пневмокатков массой 25 т на щебенистых и других дренирующих грунтах невелика. Наиболее подходят для этих целей решетчатые и виброкатки.

В отечественной практике для уплотнения грунтов чаще всего применяют прицепные катки на пневматических шинах, организуя их работу по круговой схеме: легкие (до 10 т) – для подкатки, тяжелые (до 25…50 т) – для окончательного уплотнения. Количество проходов катка зависит от влажности грунта и определяется пробным уплотнением. Ориентировочное число проходов катков по следу можно назначать по табл. 5.7.

Таблица 5.7

Определение количества прохода катков

Грунт	Коэффициент уплотнения	Толщина слоя (при W = 1), см, при массе катка	Количество проходов	Толщина слоя (при W = 1,1), см, при массе катка	Количество проходов	Толщина слоя (при W = 1,2), см, при массе катка	Количество проходов
10 т	25 т	10 т	25 т	10 т	25 т
Супесь	0,90	40	60	4–6	35	55	5–7	30	45	6–8
легкая	0,95	25	40	6–8	20	35	7–9	15	30	8–10
	0,98	20	30	8–10	15	27	9–11	10	23	10–12
Супесь	0,90	30	50	5–7	25	45	6–7	20	30	7–9
тяжелая,	0,95	20	35	7–9	15	30	7–8	15	25	9–11
суглинок	0,98	15	25	9–11	10	20	9–10	–	–	–
легкий
Суглинок	0,90	20	40	6–8	15	35	7–9	15	30	8–10
тяжелый,	0,95	15	30	8–10	10	25	9–11	10	20	10–12
глина	0,98	10	20	10–12	10	15	11–13	–	–	–

При возведении насыпей на ВМГ приходится выполнять ряд операций, которых нет в обычных условиях:

· вырезку слабых глинистых грунтов в основании насыпей;

· отсыпку откосов слоем камня;

· отсыпку берм у подошвы насыпи и др.

Вырезку талого грунта производят бульдозерами, придавая дну траншеи уклон (продольный) не менее 0,005. Грунт собирают в валы, из которых его погружают экскаваторами в автосамосвалы и вывозят за пределы насыпи. Аналогично выполняют работу в мерзлом грунте, который разрабатывают с помощью тракторных рыхлителей.

Теплоизоляционную прослойку укладывают по мере возведения
1-го слоя насыпи. Предварительно завозят автосамосвалами теплоизоляционный материал и выгружают его перед отсыпаемой насыпью, затем бульдозером перемещают вперед на расстояние до 50 м, распределяя его равномерно по всей ширине основания насыпи. После этого отсыпают слой грунта в тело насыпи без заезда автосамосвалов на изоляционный слой.

Отсыпку откосов насыпи слоем камня целесообразно производить по мере ее возведения. После возведения насыпи на высоту 2…3 м завозят автосамосвалами камень и выгружают его около откосов насыпи, а затем бульдозером сдвигают на откосы. Выравнивают слой камня на откосе экскаватором-планировщиком, размещаемым на насыпи. При пологих откосах (под углом 30º) выравнивать камень можно бульдозерами. Бермы по сторонам насыпи возводят из местного грунта по мере отсыпки нижнего слоя насыпи. Грунт доставляют по отсыпанному слою насыпи, выгружают около пониженного места, надвигают бульдозером и уплотняют грунтоуплотняющей машиной. Верх бермы должен быть выше поверхности мари на 0,2…0,3 м с поперечным уклоном 0,02…0,04 в сторону от насыпи.

До начала сооружения насыпей и выемок устраивают водоотводные канавы. Объем работ по устройству водоотводных канав включают в основные земляные работы. Насыпи на просадочных грунтах сооружают по принципу I – с сохранением мерзлого состояния грунта. При этом важно избежать оттаивания грунта в период строительства. Это требование легко выполняется в зимних условиях. Однако строительство целесообразно вести круглогодично. Кроме того, летнее время имеет ряд преимуществ по организации работ. Но для возведения насыпи летом требуется проведение специальных мероприятий. Одно из таких мероприятий – этапное сооружение насыпи.

Для выбора способа сооружения насыпи предварительно производят анализ ее высоты. Цель – определить максимальную высоту насыпи, отсыпаемой летом, чтобы она полностью промерзала за предстоящий зимний период, включая и основание. Это так называемая насыпь пониженного профиля. После ее полного промерзания можно досыпать насыпь до проектного положения.

Высота насыпи пониженного профиля может быть определена ориентировочно из выражения

(5.12)

где hпсп – глубина потенциального сезонного промерзания грунтов в районе строительства насыпи (принимается по данным многолетних наблюдений); hпр – глубина протаивания деятельного слоя на момент начала отсыпки насыпи, определяется по формуле

(5.13)

где hgс – мощность деятельного слоя; i – темп протаивания грунтов в районе строительства; k3 – коэффициент запаса, учитывающий отклонение значений расчетных параметров (температура отсыпаемого грунта, мощность деятельного слоя, темп протаивания грунта и т. д.), k3 принимается в пределах 0,6…0,9. Коэффициент запаса должен быть уточнен в ходе строительства по фактическим изменениям глубин промерзания и оттаивания. Величину hнпп определяют для всех характерных участков, имеющих примерно одинаковую глубину протаивания естественного основания.

Выявление этапности производства земляных работ осуществляется путем сравнения проектной высоты насыпи Hн и высоты насыпи пониженного профиля hнпп:

(5.14)

. (5.15)

Неравенство (5.14) показывает, что при его соблюдении отсыпку насыпи на данном участке можно производить сразу на проектную величину (одноэтапная отсыпка). Неравенство (5.15) соответствует двухэтапной отсыпке. Дополнительные требования к технологии двухэтапной отсыпки насыпей на ВМГ:

· отсыпку насыпи пониженного профиля в летнее время следует производить непрерывно (круглосуточно) без длительных перерывов между смежными технологическими процессами по отсыпке слоев грунта, их разравниванию и уплотнению, обеспечивая сохранение возможно более низкой температуры грунтов тела насыпи;

· досыпку насыпи пониженного профиля в зимний период до проектных отметок следует производить послойно с технологическими перерывами между отсыпкой каждого последующего слоя, достаточными для промерзания предыдущего слоя грунта.

Технология сооружения выемок в вечномерзлых грунтах. В ВМГ выемки закладывают, как правило, в скальных, песчано-гравийных и других непросадочных (после оттаивания) грунтах. ВМГ разрабатывают как в зимнее, так и в летнее время. Грунт в зависимости от его пригодности и времени года перемещают в насыпь или отвал.

Технология разработки выемок в скальных грунтах в зоне вечной мерзлоты не имеет особых отличий от разработки в обычных условиях. Спецификой является, например то, что в трещиноватых грунтах в летнее время при рыхлении буровзрывным способом попадающая в скважины вода из деятельного слоя замерзает, препятствуя их зарядке. Поэтому разрывы между бурением и зарядкой скважин допускать не следует.

Нескальные ВМГ в зимнее время разрабатывают с использованием технологических приемов, применяемых на разработке сезонномерзлого грунта. В летнее время ВМГ находится как в мерзлом, так и в талом состоянии. Особенности разработки ВМГ в летнее время рассмотрены выше. В зимних условиях низкотемпературные ВМГ разрабатываются буровзрывным способом; высокотемпературные – с помощью тракторных рыхлителей.

Мерзлые грунты по трудности дробления взрывом делятся на легко-, средне - и труднодробимые. К легкодробимым грунтам относятся песчаные сыпучемерзлые грунты малой влажности и грунты IV группы, кроме суглинков и глин с влажностью более 5 %; к среднедробимым – грунты V группы и грунты, содержащие крепкие включения размером более 0,2 м в количестве не свыше 30 % объема массива. К труднодробимым грунтам относятся грунты VI и VII групп, суглинки и глины с влажностью до 5 %, грунты с крепкими включениями размером более 0,2 м в количестве свыше 30 % объема массива. Опыт показывает, что в зимнее время наиболее эффективным приемом, позволяющим достичь хорошего дробления ВМГ, является максимальное сближение зарядов ВВ с расположением их по сетке с размерами квадратов от 1,5´1,5 до 2´2 в зависимости от вязкости грунта при уменьшении диаметра скважин до 70…100 мм.