МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СОЮЗДОРНИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ МАШИН И ТЕХНОЛОГИИ СКОРОСТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА В СЛОЖНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ МССР
Москва 1986
Проведено грунтово-геологическое обследование района строительства автомобильной дороги в Молдавской ССР, выявлены характерные разрушения земляного полотна и дан анализ их причин. Изучены проектные материалы, показаны характерные особенности продольного профиля трассы и распределения земляных масс. Рассмотрены конструкции для поверхностного и подземного регулирования стока воды с точки зрения их распространенности с учетом условий строительства земляного полотна в Молдавской ССР, технологии и механизации работ. Приведены технология устройства буронабивных свай как одной из эффективных конструкций, применяемых при защите от оползней, а также технология укрепления откосов земляного полотна. Проведено обследование эффективности работы механизмов при строительстве автомобильной дороги в Молдавской ССР.
На основе полученных данных изложены принципы выбора технологии и средств механизации для скоростного строительства земляного полотна, а также даны комплекты машин и технология для подготовительных и основных земляных работ, устройства водоотводных сооружений, укрепления откосов, строительства противооползневых сооружений из буронабивных свай.
Табл. 15.
Предисловие
Строительство земляного полотна автомобильных дорог в районах с сильнопересеченным рельефом местности имеет особенности, затрудняющие производство работ высокими темпами. Это обусловлено наличием больших объемов сосредоточенных работ, прохождением трассы в глубоких выемках и высоких насыпях, распространенностью глинистых, часто переувлажненных, грунтов, опасностью развития оползневых процессов и др.
В процессе строительства необходимо выполнять значительные объемы работ по укреплению откосов земляного полотна, устройству сооружений для регулирования стока поверхностных и подземных вод, устройству противооползневых конструкций.
Союздорнии обобщил опыт строительства автомобильных дорог в Молдавской ССР, провел анализ эффективности применения средств механизации для указанных работ и технологии строительства.
На основе полученных данных изложены принципы выбора технологии и средств механизации для скоростного строительства земляного полотна, включая комплекты машин и технологию для подготовительных, основных земляных работ, устройства водоотводных сооружений, укрепления откосов и строительства противооползневых сооружений (из буронабивных свай).
Настоящие «Методические рекомендации» можно использовать при строительстве автомобильных дорог в сложных инженерно-геологических условиях Молдавской ССР.
«Методические рекомендации» разработали канд. техн. наук М.А. Либерман, инженеры Ю.М. Львович, Б.Н. Полонский, канд. техн. наук Л.И. Семендяев.
Все замечания и предложения просьба направлять по адресу: 143900 Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии.
1. Общие положения
1.1. Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для использования при выборе рациональных комплектов отрядов машин и технологии скоростного строительства земляного полотна автомобильных дорог в сложных инженерно-геологических условиях Молдавской ССР.
1.2. При выборе комплектов машин и технологии в рассматриваемых условиях необходимо, наряду с требованиями основных нормативных документов по дорожному строительству, учитывать следующие особенности: наличие оползневых процессов, широкое распространение глинистых грунтов дочетвертичного возраста, значительную концентрацию объемов земляных работ, необходимость осуществления комплекса противооползневых мероприятий, применение специальной технологии ведения работ.
1.3. Особенности строительства автомобильных дорог в рассматриваемых инженерно-геологических условиях МССР должны быть отражены в проектах организации строительства и производства работ при назначении технологии сооружения земляного полотна на участках индивидуального проектирования, а также при выборе средств механизации.
1.4. Организация работ по строительству земляного полотна автомобильных дорог в рассматриваемых условиях должна быть увязана с организацией работ по устройству дорожного покрытия скоростным методом. Она должна отражать директивные сроки и темпы скоростного строительства и обеспечивать годовой задел подготовленного земляного полотна от 30 до 50 км в зависимости от сложности инженерно-геологических условий.
1.5. Организация работ по строительству земляного полотна в МССР для условий скоростного строительства должна включать два взаимоувязанных, но самостоятельных (с точки зрения технологии и механизации этих работ) процесса строительства: сооружение земляного полотна и применение комплекса противооползневых мероприятий и конструкций, установленных проектом.
1.6. Выбор комплектов машин для основных земляных работ осуществлен на основе оптимизации плана перевозок грунта из выемок или резервов в насыпи применительно к эксплуатируемой строительной организацией технике, а также мощной технике, выпускаемой промышленностью. Расчет производится по специально разработанной программе на ЭВМ ЕС 1022.
1.7. Комплекты машин следует определять исходя из средних объемов основных земляных работ на рассматриваемом участке с учетом характеристики объектов с сосредоточенными работами и характера распределения земляных масс.
1.8. Комплекты машин для выполнения подготовительных работ, укрепления откосов, устройства водоотвода и других специальных работ выбирают исходя из средних объемов перечисленных работ, полученных на основе оценки продольного профиля рассматриваемого участка.
2. Принципы выбора технологии и средств механизации применительно к основным проектным решениям
2.1. При выборе технологии и средств механизации необходимо выполнять анализ проектных решений. Он должен включать, в первую очередь, оценку полноты и достаточности рабочей документации, которая предоставляется заказчиком и проектной организацией. Особое внимание при этом следует уделять индивидуальным проектным решениям и наличию проекта организации строительства как в целом для намеченной к строительству автомобильной дороги, так и для отдельных наиболее сложных участков.
2.2. На основе результатов анализа и установленных сроков строительства автомобильной дороги выделяют пусковые комплексы и определяют очередность их осуществления с учетом следующих основных факторов:
распределения объемов земляных масс по длине трассы пускового комплекса;
выделения участков сосредоточенных и линейных работ. К участкам сосредоточенных и сложных для условий МССР работ следует отнести: глубокие выемки и высокие насыпи; оползневые структуры, пересекаемые трассой или находящиеся вблизи неё; насыпи на склонах; подходы к путепроводам и мостам; развязки в разных уровнях. К участкам линейных работ относятся участки пускового комплекса с равномерным распределением земляных масс;
определения площадей съема плодородного слоя почвы, мест его складирования, сроков и последовательности разработки;
определения мест расположения карьеров и сосредоточенных резервов, возможности устройства подъездов, наличия существующих коммуникаций;
определения объемов и номенклатуры укрепительных и отделочных работ, а также характера их распределения в пределах участков индивидуального проектирования и типовых решений;
определения объемов и времени устройства сооружений для регулирования стока поверхностных и подземных вод;
определения объемов и сроков строительства противооползневых конструкций несущего типа;
определения (на основе имеющегося опыта строительства) вероятных аварийных ситуаций, связанных с нарушением устойчивости склонов и откосов.
2.3. Для правильного выбора технологии и средств механизации необходимо уточнить соответствие фактических значений показателей физико-механических свойств грунтов карьеров, резервов, глубоких выемок их проектным данным.
При этом особое внимание необходимо уделять определению естественной плотности, влажности, показателей стандартного уплотнения (максимальной плотности и оптимальной влажности, устанавливаемых в лабораторных условиях), показателей пластичности (число пластичности и влажность на границе текучести).
На основе этих данных:
устанавливают степень переувлажнения грунтов в выемках, карьерах и резервах, склонность глинистых грунтов к набуханию и усадке;
определяют допустимый коэффициент переувлажнения грунтов, укладываемых в различные части типовых и высоких насыпей; максимальную фактическую плотность грунта, которую можно достичь при допустимой влажности имеющимися в наличии уплотняющими средствами;
разрабатывают мероприятия по снижению влажности в случае превышения ее фактических значений над допустимыми;
назначают темпы ведения работ по укреплению откосов и водоотводных канав.
2.4. В пределах каждого пускового комплекса необходимо выделить характерные структурные элементы трассы на основе анализа продольного профиля.
Далее структурные элементы объединяют в группы по следующим характерным признакам: объемам основных земляных работ (кубатурные работы), средней дальности возки грунта, сложности оползневой обстановки в пределах выделяемых элементов, источнику получения грунта для сооружения насыпей (карьеры, резервы, выемки).
2.5. В зависимости от состава структурных элементов, объемов земляных работ и внетрассовых источников получения грунта разрабатывают конкретную технологию строительства всего пускового комплекса и отдельных участков с соответствующей увязкой в технологическом цикле.
2.6. Номенклатура работ в технологической последовательности для каждого сгруппированного комплекса должна включать проведение следующих работ: подготовительных, основных (кубатурных), регулирования поверхностного и подземного стока, укрепления откосов и водоотводных канав, отделочных.
2.7. Технология работ участка выемка-насыпь должна предусматривать следующее.
Подготовительные работы - устройство временных подъездных коммуникаций и водоотвода со сбросом воды за пределы строительной площадки; снятие растительного слоя плодородного грунта и складирование его в специально подготовленные места.
Основные земляные работы включают разработку глубоких выемок с одновременным сооружением земляного полотна высоких насыпей поярусно. При этом запрещается переходить к последующему ярусу выемки или насыпи до окончания полного комплекса всех предусмотренных проектом решений.
Устройство сооружений по регулированию поверхностного и подземного стока производят с учетом следующих положений:
все работы следует выполнять в пределах разрабатываемого или разработанного яруса выемки или насыпи; для выемок, в определенных условиях, которые оговариваются индивидуальным проектом, устройство таких сооружений выполняют еще до разработки самой выемки;
траншейные дренажи необходимо устраивать сразу после того, как соответствующий ярус выемки разработан до его рабочей отметки. При устройстве траншейных дренажей в пределах каждого яруса по мере разработки выемки необходимо предусматривать временный сброс воды из дренажных систем, а по окончании всех работ по регулированию подземного стока обеспечивать соединение дренажных систем, предусмотренное проектом;
откосные и присыпные дренажные системы в выемках, а также водосборные устройства лоткового типа следует выполнять после придания откосам проектной крутизны в пределах соответствующего яруса. При этом необходимо предусматривать временный сброс для удаления воды, даже если это не отражено в проектном решении.
Укрепление откосов и водоотводных канав выполняют немедленно после разработки соответствующего яруса выемки или отсыпки яруса насыпи и устройства конструкций по регулированию поверхностного и подземного стока, одновременно укрепляются поверхности будущих полок в пределах каждого яруса.
2.8. Последовательность работ при строительстве участка выемка (карьер) - насыпь на склоне включает все перечисленные выше операции, однако производство основных земляных работ имеет значительные отличия:
запрещается отсыпать грунт с верхней части склона;
отсыпку следует вести с низовой стороны до рабочей отметки, предусмотренной проектом;
необходимо строго выдерживать проектную крутизну откосов;
запрещается сосредоточенная отсыпка с последующим «растаскиванием» грунта вдоль будущей насыпи;
при наличии оползневого или потенциально оползневого склона перед началом отсыпки земляного полотна насыпи должны быть выполнены все противооползневые конструкции, начиная с регулирования поверхностного и подземного стоков и кончая сооружениями поддерживающего типа. Указанные работы следует выполнять в летне-осенний период.
2.9. При выборе средств механизации, которые должны обеспечивать требуемую технологию производства работ при заданном темпе пускового комплекса, необходимо, прежде всего, использовать мощную землеройно-транспортную технику: экскаваторы с ковшом вместимостью 1,6 - 2,5 м3, автомобили-самосвалы грузоподъемностью 7 - 25 т, скреперы самоходные с ковшом вместимостью 15 и 25 м3, катки кулачковые или решетчатые массой 22 т в сочетании с катками на пневматических шинах массой 25 т.
При этом для скоростного строительства следует формировать отряды землеройно-транспортной техники с годовой мощностью не менее 10 млн. м3.
2.10. Средства механизации следует выбирать в соответствии с видами и объемами основных земляных и сопутствующих работ, отдавая предпочтение мощным машинам с учетом их полной годовой загрузки.
