I - обеспечение поднятия верхнего горизонта вечной мерзлоты (ВГВМ) не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации;
II - допущение частичного оттаивания грунта в основании насыпи и возможности нахождения его в талом состоянии в период эксплуатации при условии ограничения осадок допустимыми пределами;
III - обеспечение предварительного оттаивания вечномерзлых грунтов и осушения дорожной полосы до возведения земляного полотна.
2.119. Первый принцип применяется при низкотемпературных грунтах зоны I - I вечной мерзлоты, приведенной на картах дорожно-климатического районирования (см. прил. 17 и 18), при наличии термопросадочных грунтов III - V категории согласно классификаций для железных и автомобильных дорог, помещенных в прил. 4, и глинистых грунтов с суммарной влажностью в сезонооттаивающем слое выше границы текучести (в случае проектирования дорог с капитальным покрытием).
Второй принцип может быть применен во всех случаях в качестве основного из конкурирующих вариантов проектирования, оцениваемых технико-экономическими расчетами.
Третий принцип может быть применен в случае высокотемпературной вечной мерзлоты островного распространения, когда возможно заблаговременное оттаивание вечномерзлых грунтов и осушение дорожной полосы.
2.120. При проектировании земляного полотна железных и автомобильных дорог промышленных предприятий по I принципу необходимо обеспечивать сохранение ВГВМ или ее "новообразование" с помощью применения термоизоляции из торфа, пенопласта и геотекстилей. Характеристики последних и методика их применения приведены в прил. 15.
2.121. При проектировании земляного полотна необходимо предусматривать полную механизацию строительных работ.
2.122. Земляное полотно следует проектировать:
с минимальным использованием выемок;
исходя из условий снегонезаносимости;
обеспечения естественного водоотвода с сохранением мохово-растительного покрова в основании насыпей и на прилегающей территории;
с максимальным использованием песчаных грунтов в талом, сыпучемерзлом и сухомерзлом состоянии (см. прил. 5);
не допуская сооружения насыпей из резервов;
прогнозировать "новообразования" вечной мерзлоты в теле и в основании насыпей;
применять инженерные способы управления температурным режимом грунтовых массивов;
применять армирующие и дренирующие прослойки из геотекстиля и других способов управления напряженно-деформированным состоянием земляного полотна на участках использования переувлажненных и пылеватых грунтов, а также другие способы управления напряженно-деформированным состоянием земляного полотна на участках использования переувлажненных и пылеватых грунтов.
2.123. Конструкции земляного полотна разрабатывают по типовым или индивидуальным проектам исходя из учета следующих природных и других условий:
типа местности, определяемого по данным мерзлотной инженерно-геологической съемки, с выделением по трассе тундровых ландшафтов со сливающейся вечной мерзлотой, лесотундровых, луговых и болотных с несливающейся вечной мерзлотой, для определения осадок основания земляного полотна (см. прил. 5);
температуры вечномерзлых грунтов основания земляного полотна, определяемой по данным инженерно-геологических изысканий;
дорожно-климатических зон (см. прил. 23, 24);
состава и состояния грунтов в карьерах и их технологической пригодности для сооружения земляного полотна, определяемых по прил. 5.
Насыпи и выемки на тундровых ландшафтах со сливающейся мерзлотой в дорожно-климатической зоне I - I следует проектировать преимущественно по 1 принципу с сохранением или "новообразованием" мерзлоты исходя из прогноза, основанного на теплотехнических расчетах на ЭВМ, с применением теплоизоляционных слоев из торфа, пенопласта и геотекстилей, а также с учетом состава и состояния грунтов в карьерах и технологии производства работ.
Насыпи и выемки на лесотундровых, болотных и луговых ландшафтах с несливающейся мерзлотой или с залеганием верхней границы вечной мерзлоты (ВГВМ) на глубине более 3 м, чаще встречающиеся в дорожно-климатической зоне 1 - 3, следует проектировать с допущением оттаивания высокотемпературных грунтов под земляным полотном в процессе эксплуатации и учетом его осадки по расчету.
2.124. Выбор конструкций земляного полотна, а также устройств, обеспечивающих управление тепловым режимом в грунтовых массивах, с целью обеспечения его устойчивости должен осуществляться на основе комплексного изучения и анализа природных условий и технико-экономических расчетов.
Для предупреждения неравномерных деформаций подрельсового основания в проектах железнодорожных путей и дорожных покрытий должны быть разработаны комплексные технические мероприятия по обеспечению сохранения (стабилизации) земляного полотна в вечномерзлом состоянии, с этой целью конструкции сооружаются с теплоизоляцией из торфа, пенопласта и геотекстиля согласно теплотехническому расчету.
2.125. По типовым поперечным профилям следует проектировать: насыпи на грунтах I и II категории термопросадочности на скальных, крупнообломочных, песчаных талых и сыпучемерзлых грунтах; выемки глубиной до 12 м в скальных и крупнообломочных грунтах и песках крупной и средней крупности.
2.126. По индивидуальным проектам возводят земляное полотно на участках:
производства земляных работ с использованием твердомерзлых песчаных грунтов с характеристиками, приведенными в прил. 5;
производства работ способом гидромеханизации;
периодического подтопления и пересечения озер;
интенсивного снегонакопления и его переноса;
развития термоэрозионного оврагообразования;
насыпей из скальных, крупнообломочных, песчаных и сыпучемерзлых грунтов на вечномерзлых грунтах III и IV категории термопросадочности и на участках залегания подземных льдов;
выемок в грунтах III и IV категории термопросадочности;
выемок на сильнозаносимых участках;
миграционных бугров пучения, термокарстовых впадин с залеганием погребенного лада;
на косогорах крутизной 3 - 15°, подверженных солифлюкционным процессам и наледообразованиям;
пересечений нефтегазопроводов и других сооружений.
2.127. Для сооружения насыпей должны максимально использоваться песчаные грунты из сосредоточенных карьеров, разрабатываемых в поймах и на террасах рек.
Сухомерзлые грунты пригодны для сооружения земляного полотна по технологическим схемам с послойным их уплотнением решетчатыми и вибрационными катками с учетом осадки и доуплотнения при оттаивании (см. прил. 5).
Твердомерзлые песчаные грунты допускается укладывать в насыпи, если их содержание в массе талого грунта не превышает 30% по объему в сезонноталом слое и 50% в пределах прогнозируемого вечномерзлого ядра насыпи с тщательным послойным уплотнением.
Не допускается укладывать льдонасыщенные мерзлые грунты в земляное полотно без предварительной подготовки. Льдонасыщенные песчаные грунты можно использовать для заготовки талого грунта в карьерах методом послойного радиационного оттаивания с гидромониторной или гидромониторно-бульдозерной периодической срезкой оттаивающего грунта, с последующей укладкой в насыпи.
Насыпи с применением термоизолирующих прослоек
2.128. Типовые конструкции насыпей, сооружаемых на вечномерзлых грунтах, приводятся на рис. 30 - 36, выемок - на рис. 37, 38.
2.129. Бермы шириной 1 - 3 м сооружаются из торфа или пенопласта и прикрываются слоем суглинка 0,2 м, а откосы - торфопесчаной смесью толщиной 0,2 м с засевом семенами дикорастущих трав (рис. 30).
Рис. 30. Конструкция насыпи высотой более 1,5 м на вечномерзлых грунтах I и II категории термопросадочности
1 - пенопласт; 2 - суглинок толщиной 0,2 м; 3 - торфопесчаная смесь толщиной 0,2 м с засевом семенами дикорастущих трав; 4 - талые и сухомерзлые песчаные грунты; 5 - мохово-растительный слой; 6 - поверхность горизонта вечной мерзлоты до постройки насыпи; 7 - новообразованная поверхность мерзлоты под насыпью; Нр - высота насыпи по расчету
2.130. Насыпи высотой более 1,5 м проектируются по I принципу строительства на вечномерзлых грунтах III и IV категории термопросадочности на тундровых ландшафтах со сливающейся мерзлотой из талых, сыпуче- или сухомерзлых грунтов с укладкой геотекстиля под балластной призмой на выравнивающий слой песка толщиной 0,1 м с содержанием в нем пылеватых фракций не более 30% и устройством бермы шириной 1 - 3 м с покрытием торфопесчаной смесью слоем 0,2 м (рис. 31). Высота насыпи определяется по расчету.
Рис. 31. Конструкция насыпи высотой более 1,5 м на вечномерзлых грунтах III - IV категории термопросадочности с бермами и укладкой геотекстиля
1 - торфопесчаная смесь толщиной 0,2 м; 2 - берма; 3 - геотекстиль; 4 - грунт насыпи; 3 - мохово-растительный слой; 6 - поверхность горизонта вечной мерзлоты до постройки; 7 - новообразованная поверхность мерзлоты; Hр - высота насыпи по расчету; hт - глубина сезонного протаивания грунтов
2.131. Насыпи высотой 2 - 3 м проектируются по I принципу строительства на вечномерзлых грунтах IV категории термопросадочности и более, на бугристых торфяниках (миграционных буграх пучения), со сливающейся мерзлотой и сезонно-талым слоем толщиной до 0,6 м. Сооружаются такие насыпи из талых, сыпуче- или сухомерзлых грунтов с заменой дренирующим грунтом (по расчету) и покрытием откосов торфом или торфогрунтовой смесью с засевом семенами дикорастущих трав (рис. 32).
Рис. 32. Конструкция насыпи высотой 2 - 3 м на вечномерзлых грунтах IV и более категорий термопросадочности (торфяных буграх пучения) с заменой торфа в основании на дренирующий грунт и устройством теплоизоляции из торфа на откосах
1 - торф; 2 - грунт насыпи; 3 - поверхность горизонта вечной мерзлоты до постройки насыпи; 4 - новообразованная поверхность мерзлоты; hз - толщина замены дренирующим грунтом; Нр - высота насыпи по расчету
2.132. Конструкции насыпей высотой 1,5 - 3 м проектируются по I принципу строительства на вечномерзлых грунтах III и IV категории термопросадочности, а также на участках с залеганием от поверхности кровли подземных льдов на глубине более 1,5 м. Сооружаются такие насыпи из талых сыпуче- или сухомерзлых грунтов. Теплоизоляционный слой устраивается в обойме из геотекстиля и сыпучемерзлого глинистого грунта, песка или обломочного грунта толщиной 0,5 - 1 м. Откосы покрываются торфом или торфогрунтовой смесью мощностью 0,3 - 0,5 м (рис. 33).
Рис. 33. Конструкция насыпи высотой 1,5 - 3 м на вечномерзлых грунтах III и IV категории термопросадочности или на участках с близким от поверхности залеганием подземных льдов, с термоизоляционным слоем из геотекстиля в обойме и утепленными откосами из торфа
1 - лед; 2 - мохово-растительный слой; 3 - торф; 4 - торфопесчаная смесь; 5 - геотекстиль; 6 - сыпучемерзлый песок; 7 - грунт насыпи; 8 - поверхность вечной мерзлоты до постройки насыпи; 9 - новообразованная поверхность мерзлоты; Нр - высота насыпи по расчету
2.133. Конструкции насыпей высотой более 3 м проектируется по II принципу строительства на талых грунтах, на пойменно-луговых и болотных ландшафтах с отсутствием вечной мерзлоты или глубоким ее залеганием. Сооружаются такие насыпи из талых сухо- или сыпучемерзлых грунтов с применением для армирования геотекстиля в полуобойме. Под балластной призмой укладывается геотекстиль. Откосы покрываются торфогрунтовой смесью и засеиваются семенами дикорастущих трав.
Геотекстиль укладывается на выровненный песчаный слой, который в процессе отсыпки погружается в слабые грунты основания и дает осадку 0,2 - 0,4 м (рис. 34).
Рис. 34. Конструкция насыпи высотой более 3 м на талых грунтах, залегающих на участках с отсутствием вечной мерзлоты или ее глубоким залеганием из талых сухо- или сыпучемерзлых грунтов
1 - мохово-растительный покров; 2 - торфогрунтовая смесь; 3 - геотекстиль; 4 - грунт насыпи; Нр - высота насыпи по расчету; S - осадка насыпи
2.134. Насыпи высотой более 1,5 м на вечномерзлых грунтах I и II категории термопросадочности проектируются на застроенных территориях промышленных предприятий, станциях и погрузочно-разгрузочных пунктах по II принципу строительства. Сооружаются такие насыпи из талых сухо- или сыпучемерзлых песчаных грунтов. Водоотводы устраиваются в виде канав, укрепленных железобетонными плитами. На обводненных территориях возможно устройство железобетонных лотков, утепленных торфом или пенопластом (рис. 35). Следует предусматривать осадку основания насыпи по расчету или по табл. 70.
Рис. 35. Конструкция насыпи высотой более 1,5 м на вечномерзлых грунтах I и II категории термопросадочности, проектируется по II принципу строительства на застроенных территориях, из талых, сыпуче- или сухомерзлых песчаных грунтов
1 - мохово-растительный слой; 2 - пенопласт или торф; 3 - железобетонный лоток; 4 - грунт насыпи; 5 - укрепление канавы железобетонными плитами; 6 - поверхность горизонта вечной мерзлоты до постройки насыпи; 7 - новообразованная поверхность мерзлоты; S - осадка основания насыпи; Нр - расчетная высота насыпи
2.135. Насыпи высотой более 1,5 м на вечномерзлых грунтах III и IV категории термопросадочности, на тундровых ландшафтах со сливающейся мерзлотой сооружаются из талых сыпуче- или сухомерзлых песчаных грунтов, на застроенных территориях, станциях и погрузочно-разгрузочных пунктах с заменой на дренирующий грунт на глубину по расчету и с применением геотекстиля под откосами и основной площадкой земляного полотна (см. рис. 36).
Рис. 36. Конструкция насыпи высотой менее 1,5 м на вечномерзлых грунтах III и IV категории термопросадочности из талых, сыпуче- и сухомерзлых песчаных грунтов, проектируемой на станции и погрузочно-разгрузочных пунктах, с заменой грунтов в основании насыпи на дренирующий грунт и применением геотекстиля
1 - мохово-растительный слой; 2 - геотекстиль; 3 - грунт насыпи; 4 - дренирующий грунт; 5 - торфопесчаная смесь толщиной 0,15 м; 6 - дрена или трубо-фильтр; 7 - поверхность горизонта вечной мерзлоты до постройки насыпи; 8 - новообразованная поверхность мерзлоты; hз - глубина замены групп основания насыпи на дренирующий; 9 - граница отвода земель; Нр - высота насыпи по расчету
