Сооружение земляного полотна в сложных условиях (стр. 6 )

3.3. Возведение насыпей без выторфовывания

Без выторфовывания возводят насыпи главным образом на болотах III типа. Массой насыпи в процессе ее сооружения вытесняют болотный грунт, и она опускается на дно. Необходимы только некоторые меры, обеспечивающие беспрепятственное и равномерное опускание насыпи на всей площади основания. Этот метод можно применять и на болотах других типов (IIб, IIа и даже Iб), но для возможности выжимания болотной массы в стороны необходимо сильно разрыхлять торф, увеличивать нагрузку на него по способу перегрузки и т. п.

Разрыхление растительно-корневого покрова заключается в перелопачивании его на всю толщину без удаления за пределы основания насыпи. Растительно-корневой покров разрыхляют экскаватором-драглайном при его движении по оси основания перед отсыпаемой насыпью. Наиболее целесообразно примене­ние драглайнов на глубоких болотах II типа, на которых насыпь не погружается на минеральное дно и требуется сохранить нижележащие слои торфа ненарушенными.

При возведении насыпей с широкими основаниями разрыхление растительно-корневого покрова производится при продольно-поперечном перемещении драглайна по отсыпаемой насыпи, когда одновременно с разрыхлением покрова устраиваются канавы-торфоприемники (на болотах II типа). Рекомендуется эти работы совмещать. Экскаватор в этом случае движется по оси канавы.

Устройство дренажных прорезей. Земляное полотно с дренажными прорезями (иногда эту конструкцию называют земляным полотном с про­дольными прорезями) устраивают на болотах I типа глубиной до 3...4 м, при большей глубине применяют конструкцию с вертикальными дренами.

Для устройства прорезей применяют одноковшовые или многоковшовые экскаваторы с ходовой частью болотной модификации. Техно­логия работ включает: устройство прорезей экскаватором; доставку дренирующего грунта (песка) автомобилями (или другим транспортом); перемещение песка и засыпку прорезей бульдозером; послойную от­сыпку насыпи до необходимой высоты.

Устройство прорезей экскаватором производят «на себя», пере­ходя в пределах захватки с одной траншеи на другую. Заполнение траншей ведут одновременно с возведением первого слоя насыпи. Схема производства работ по устройству земляного полотна с дренажными прорезями приведена на рис. 3.6.

Устройство вертикальных дрен. Вертикальные песчаные дрены устраивают для ускорения стабилизации слабых грунтов основания, сильносжимаемых увлажненных торфов, глин и илов мощностью более 5 м. Наиболее эффективны вертикальные дрены в грунтах с дренирующими прослойками, у которых водопроницаемость в горизонтальном направлении значительно больше, чем в вертикальном. Основные параметры вертикальных дрен (диаметр, расстояние между ними, сроки стабилизации) назначаются проектом после определения физико-меха­нических свойств грунтов основания.

Устройство земляного полотна с вертикальными дренами включает следующие основные технологические процессы: устройство песчаной подушки; устройство вертикальных дрен; возведение насыпи до высоты, обеспечивающей необходимую пригрузку; снятие пригрузочного слоя и выравнивание земляного полотна. Вертикальные дрены устраивают различными способами: забивкой специального рабочего органа (пуансона), а затем засыпкой образовавшейся скважины песком; забивкой или вибропогружением специальной обсадной трубы, которую заполняют песком, а затем извлекают, оставляя столб из песка в «болотной каше»; гидробурением скважины с последующим заполнением ее песком; погружением дренажных лент из картона или древесных отходов.

Наиболее широко применяют способ погружения обсадной трубы. Рабочий слой отсыпают по одной из нижеприведенных технологических схем возведения насыпей на болотах. После отсыпки рабочего слоя все операции выполняют комплектом машин, в который входят установка на базе экскаватора (1,0; 1,25 м3), оборудованная копровой направляющей мачтой, вибромолот или вибропогружатель, ямобур, экскаватор для засыпки дрен, центробежный насос, лидер-обсадная труба с наголовником и самораскрывающимся башмаком.

Скважины в рабочем слое и в основании насыпи бурят ямобуром сразу на всю глубину. Перед погружением обсадной трубы направляющую мачту устанавливают в вертикальном положении так, чтобы подвешенная на ней труба находилась над пробуренной скважиной. После этого трубу опускают на скважину, ослабляют тяговый трос и включают вибропогружатель (вибромолот).

В погруженную обсадную трубу засыпают заполнитель через спе­циальный бункер экскаватором с ковшом емкостью до 0,4 м3. Одно­временно в бункер насосом заливают воду до полного водонасыщения заполнителя. Затем обсадную трубу извлекают из скважины при работающем вибропогружателе, при этом заполнитель в дрене уплотняет­ся. Время извлечения трубы должно быть не менее 1 мин. Вибрирова­ние прекращают, когда до выхода трубы остается 0,5…1 м.

В процессе производства работ ведется журнал по устройству вертикальных песчаных дрен, который заполняет строительный мастер. В ходе работ для определения однородности песчаной дрены производят контрольное бурение дрен (5 % общего количества) с отбором грунта через 1 м по длине дрены. Работы по устройству дрен и возведению на них насыпи следует производить в теплое время года. В исключительных случаях – при отрицательной температуре, но не ниже –5оС. Технологическая схема устройства вертикальных дрен приведена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Схема устройства вертикальных песчаных дрен

3.4. Технологические схемы возведения насыпей на болотах

Возведение насыпей автосамосвалами возможно при любой высоте насыпи на болотах всех типов. Наиболее эффективно применять автосамосвалы грузоподъемностью до 12 тонн. Грунт транспортируют из карьеров или выемок, разрабатываемых одноковшовыми или роторными экскаваторами. Схемы движения самосвалов применяют следующие: с разворотом их на насыпи, без уст­ройства разъездов или с использованием устраиваемых для этой цели разъездов; кольцевое движение.

Часть насыпи, расположенную ниже поверхности болота, отсыпают сразу на всю ширину и высоту с головы. При ширине насыпи более 11 м самосвалы для выгрузки разворачиваются на насыпи, а при ши­рине менее 11 м – перед насыпью с подачей на разгрузку на рас­стояние до 50 м задним ходом или с использованием разъездов (рис. 3.8). Выгруженный из автомобиля грунт надвигают бульдозером на ранее подготовленное основание.

Верхнюю часть насыпи па болотах всех типов отсыпают горизонтальными слоями с обязательным уплотнением каждого слоя грунтоуплотняющими машинами. По длине насыпи участок работ делят на две захватки, по ширине – на две полосы. Автосамосвалы передвигаются по одной полосе, а выгружают грунт на другой. После разгрузки (на захватке 1) они движутся вперед до разъезда, где разворачиваются и возвращаются под погрузку. Вслед за отсыпкой грунта на захватке 1 его разравнивают бульдозером, а на захватке 2 работает грунтоуплотняющая машина. После отсыпки и уплотнения слоя грунта на одной половине насыпи на участке между разъездами по ней открывают движение автосамосвалов, а грунт отсыпают на другой половине насыпи.

Рис. 3.8. Схема возведения насыпи с разворотом автомобилей на разъезде

Ширина площадки разъезда должна быть не менее 5 м; высота разъезда – менее высоты насыпи на толщину отсыпаемого слоя. Если вблизи трассы пролегает притрассовая автомобильная до­рога, то следует рассматривать технологию отсыпки насыпи с ис­пользованием этой дороги для движения по ней автосамосвалов по кольцевой схеме. При этом необходимо учитывать дополнительные затраты на отсыпку съездов с насыпи и временных соединительных участков дорог.

Возведение насыпей самоходными скреперами выполняют на сухих болотах при дальности возки грунта до 3 км. Наиболее эффективно применять скреперы при наличии вблизи земляного полотна автомобильной дороги. Нижнюю часть насыпи до уровня поверхности болота отсыпают скреперами в комплексе с бульдозерами. Скреперы транспортируют грунт к месту отсыпки, выгружают его перед болотом и возвращают­ся к месту набора грунта. Бульдозеры надвигают грунт на подготов­ленное основание насыпи.

Слой отсыпают сразу на всю высоту и ширину нижней части насыпи. После отсыпки насыпи на небольшом на­чальном участке болота скреперы выгружает на нем грунт, а бульдозеры надвигают его вперед на болото. Для въездов скреперов на землевозную дорогу устраивают соединительную дорогу. Верхнюю часть насыпи выше поверхности болота отсыпают послойно по кольцевой схеме движения скреперов с уплотнением грунта грунтоуплотняющими машинами. Для этого насыпь по ширине делят на две полосы.

Возведение насыпей и подушек с использованием железнодорожного подвижного состава. Насыпи и выемки из переувлажненных глинистых грунтов тугопластичной консистенции дорог I–III категорий устраивают с подушками из дренирующих грунтов. В труднопроходимых заболоченных районах при отсутствии у трассы грунта, пригодного для возведения насыпей и песчаных подушек, и в случае расположения карьера на расстоянии более 10 км используют железнодорожный подвижной состав в комплексе с автосамосвалами.

Дренирующий грунт для возведения земляного полотна, как правило, доставляется из действующих карьеров по добыче песка для общих нужд строительства или из карьеров МПС, при объемах поездной возки более 100 тыс. м3 – из специальных земляных карь­еров. Насыпи и подушки возводят по одно - и двухэтапной технологи­ческим схемам. По одноэтапной схеме их отсыпают на всю высоту с перемещением грунта поездами широкой колеи из основного карьера в перегрузочный, а из него в насыпь – автосамосвалами.

По двухэтапной схеме предварительно возводят насыпь пониженного профиля (не на полную высоту) с использованием одноэтапной схемы, а на втором этапе досыпают ее до проектной высоты только поездной возкой. Для возведения насыпей по одноэтапной схеме необходим следующий ориентировочный состав комплекса машин: экскаватор прямая лопата для разработки грунта в основном карьере; драглайн с ковшами ЦНИИС для погрузки грунта в автосамосвалы в перегрузочном карьере; железнодорожный подвижной состав (тепловозы и думпкары) для перевозки грунта из основного карьера в перегрузочный; автосамосвалы для перевозки грунта из перегрузочного карьера в насыпь; бульдозеры для использования в карьерах и на отсыпке на­сыпи; грунтоуплотняющая машина для уплотнения грунта в насыпи; электростанции для освещения мест производства работ в темное время.