2.23. Земляное полотно на болотах, не подстилаемых вечномерзлыми грунтами, проектируют на основе детальных инженерно-геологических изысканий с необходимыми полевыми и лабораторными испытаниями торфов и минеральных грунтов, руководствуясь «Методическими указаниями по инженерно-геологическому обследованию болот при изысканиях автомобильных и железных дорог» (М., СоюздорНИИ, 1973), «Методическими рекомендациями по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна при прохождении обводненных болот, озер и грядово-озерковых болотных комплексов в условиях севера Западной Сибири» (М., СоюздорНИИ, 1978) с учетом пп. 2.24 - 2.33 настоящей Инструкции.
2.24. По данным инженерно-геологических обследований устанавливают типы торфяных грунтов и строительный тип болот.
Следует различать три типа торфяных грунтов по прочности (табл. 7):
1 - грунты, которые обладают достаточной прочностью в природном состоянии и при передаче на них расчетной нагрузки только сжимаются независимо от скорости передачи нагрузки;
2 - грунты, не обладающие в природном состоянии достаточной прочностью, при быстрой передаче на них расчетной нагрузки выдавливаются, а при медленной - сжимаются;
3 - грунты, которые при передаче на них расчетной нагрузки в любом случае выдавливаются.
В зависимости от типов торфяных грунтов, слагающих слабую толщу, различают три строительных типа болот (табл. 8).
2.25. Земляное полотно на болотах проектируют в насыпях с учетом категории дорог, типа дорожной одежды, глубины и типа болот в соответствии с поперечными профилями, приведенными на рис. 8 - 10. Выбор конструкции осуществляют на основе технико-экономического сравнения с учетом частных факторов (темпа и стадийности строительства, наличия материалов, пересечения коридоров коммуникаций, сопряжения земляного полотна с искусственными сооружениями и др.).
2.26. Конструкцию земляного полотна с полным выторфовыванием (рис. 8, тип - IX) применяют на болотах I, II и III - А типов:
при глубине болот менее 2 м и протяженности их по трассе менее 20 %:
при пересечении одиночных болот протяжением менее 400 м;
при сопряжении земляного полотна с искусственными сооружениями.
2.27. Конструкцию насыпи с посадкой на минеральное дно (см. рис. 8, тип - X) предусматривают на болотах III - Б типа и ограниченно на болотах III - А типа. При этом болота не выторфовывают, а посадку осуществляют путем отдавливания слабых слоев текучей консистенции весом насыпи. Для ускорения посадки необходимо предусматривать соответствующие технологические меры (отсыпку грунта в узкие продольные траншеи, пригрузку или поднасыпные взрывы).
2.28. Конструкцию земляного полотна с частичным выторфовыванием (см. рис. 8, тип - XI) предусматривают на болотах I и II типов при безвыторфовочном методе строительства:
когда упругие деформации превышают допустимую величину, а повышение рабочей отметки не представляется возможным (например, участки сопряжений, примыкания и т.д.);
когда необходимо уменьшить величину конечной осадки.
Таблица 7
|
Разновидности отложений |
Тип торфа по прочности |
Подтип торфа по деформативности |
Сопротивление сдвигу τсд, кгс/см2 |
Влажность, % |
Плотность ρск, г/см3 |
Коэф. пористости θо |
Сопротивление зондированию q, кгс/см2 |
Модуль осадки lр, мм/м при давлении, кгс/см2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,4 |
0,6 |
|
Торф маловлажный |
1 |
A |
0,15 |
< 600 |
> 0,13 |
< 10 |
- |
80 |
170 |
220 |
|
Торф средней влажности |
1 |
Б |
0,10 - 0,15 |
600 - 800 |
0,13 - 0,10 |
10 - 13 |
- |
150 |
270 |
350 |
|
Торф очень влажный |
2 |
- |
0,03 - 0,10 |
800 - 1200 |
0,10 - 0,07 |
13 - 20 |
- |
220 |
340 |
430 |
|
Торф избыточно влажный |
3 |
A |
< 0,05 |
> 1200 |
0,07 |
> 20 |
0,3 |
- |
- |
- |
|
Жидкие образования |
3 |
Б |
- |
- |
- |
- |
< 0,3 |
- |
- |
- |
Примечание. Типизация торфов (зольностью до 8 % и степенью разложения до 45 %) выполнена применительно к насыпи высотой до 2,5 м. Для насыпей большей высоты тип торфа определяется соответствующим расчетом.
Таблица 8
|
Тип и подтип болота |
Характеристика деформаций |
Характеристика режима нагружения |
Возможное наличие типов (по прочности) грунтов, слагающих болото |
|
I |
Сжатие |
Любая скорость |
Только тип 1 (1-А, 1-Б) |
|
II |
Сжатие |
Скорость отсыпки ограничена (не более 0,65 кгс/см2 за месяц) |
Тип 1 обязателен Возможно наличие типа I |
|
III-A |
Выпор, частичное сжатие |
Как правило, скорость отсыпки ограничена (не более 0,05 кгс/см2 за месяц) |
Возможно наличие всех типов. Тип 3 и тип 1 обязателен |
|
III-Б |
Только выпор |
Любая скорость |
Только тип 3 |
Примечания. 1. Характеристика типов торфяных грунтов приведена в табл. 7.
2. Толщина выделяемых слабых слоев должна составлять не менее 10 % от общей мощности болота.
2.29. Конструкцию земляного полотна с использованием торфяной залежи в качестве несущего основания - плавающую насыпь (см. рис. 8, тип - ХII) - применяют на болотах I, II и III-A типов в случаях, не попадающих в условия пп. 2.26 - 2.28.
2.30. Конструкцию земляного полотна с использованием торфа в основании и в нижней части насыпи предусматривают на болотах I и II типов при соответствующем технико-экономическом обосновании (высокая заболоченность, большая дальность транспортирования грунта). Конструкция земляного полотна (см. рис. 9) включает верхнюю (минеральную) и нижнюю (торфяную) часть насыпи, возводимую на естественном торфяном основании.
Нижнюю часть насыпи устраивают из торфа боковых резервов или из сосредоточенных карьеров, используя слабо- и среднеразложившиеся торфы устойчивой консистенции, которые в естественных условиях залегания отвечают следующим требованиям: степень разложения не более 40 %; пористость менее 90 %; влажность не более 800 %; сопротивление сдвигу по крыльчатке не менее 0,15 кгс/см2. Резервы закладывают с обеих сторон земляного полотна не ближе 5 м от подошвы насыпи (см. рис. 9, тип - XIII). Ширина и глубина резервов определяется потребностью в торфе для устройства нижней части насыпи.
Рис. 8. Поперечные профили насыпей на болотах I - III типов:
1 - насыпь из минерального грунта; 2 - торфяная залежь; 3 - выдавливаемые торфяные отложения или вода; 4 - профиль отсыпаемой насыпи; 5 - линия выторфовывания; 6 - линия посадки насыпи.
При невозможности закладки боковых резервов (болота II типа, близкое расположение нефтегазопроводов, водоводов и т.д.), нижнюю часть насыпи предусматривают из торфов притрассовых резервов (см. рис. 9, тип - XIV).
2.31. Земляное полотно на промороженных основаниях (рис. 10) предусматривают на болотах I - III типов. Проектирование таких конструкций целесообразно, как правило, при глубине болот более 1,5 м и протяженности участков более 1 км и не рекомендуется на участках топей выклинивания и проточных топей с циркулирующими потоками болотных вод.
2.32. Конструкцию земляного полотна на промороженном основании на болотах I типа назначают применительно к поперечному профилю типа - XV (см. рис. 10), а на болотах II и III типов - применительно к поперечным профилям типа - XVI и XVII. На болотах II типа конструкцию типа - XV (резервный профиль) предусматривают в том случае, если болото сложено достаточно плотными торфами (γ ?? 0,07 г/см3) или нижняя часть залежи относится к болотам I типа.
Если в верхней части торфяной залежи болот I и II типа имеются слои неустойчивой консистенции (мочажины, жидкие образования), насыпи проектируют применительно к поперечному профилю XVIII, предусматривая удаление слабых слоев зимой и замену их торфом устойчивой консистенции.
2.33. Нижнюю часть насыпи (намораживаемую плиту) устраивают из торфа боковых резервов (профиль типа - XV) или из торфа сосредоточенных карьеров (профили типа XVI - XVIII), закладываемых на болотах I типа.
Торфяную часть насыпи устраивают в серповидном профиле, предусматривая толщину намораживаемой плиты по оси насыпи на 0,2 - 0,3 м больше, чем по бровкам. Крутизну откосов торфяной насыпи назначают равной 1:1.
Рис. 9. Поперечные профили насыпей на болотах I и II типов:
1 - насыпь из минерального грунта; 2 - торфяная часть насыпи; 3 - торфяная залежь; 4 - боковой резерв.
Рис. 10. Поперечные профили насыпей на промороженных основаниях в период строительства (а) и в процессе эксплуатации на конец теплого периода года (б):
1 - промороженный слой естественной торфяной залежи; 2 - намороженная торфяная плита; 3 - боковые призмы из торфа; 4 - насыпь из минерального грунта; 5 - боковой резерв; 6 - талый слой торфяной залежи; 7 - талые слои торфяной плиты; 8 - граница мерзлого торфяного основания; 9 - минеральное дно болота.
Водоотводные сооружения
2.34. Поверхностные и грунтовые поды рекомендуется отводить от дорожного полотна с помощью боковых водоотводных и нагорных канав, приоткосных берм, притрассовых резервов и нагорных мерзлотных валиков.
При выборе типов водоотводных устройств следует руководствоваться данными по рельефу, мерзлотно-грунтовыми и гидрогеологическими условиями местности в соответствии с требованиями ВСН 84-75.
2.35. Размеры водоотводных устройств назначают на основании гидравлического расчета с учетом притока воды с площади водосбора.
2.36. На участках местности, где земляное полотно проектируется по первому принципу, основными типами водоотводов должны быть мерзлотные валики. Устройство канав запрещается.
Валики (см. рис. 3) располагают с нагорной стороны не ближе 15 - 20 м от подошвы насыпи, высота их должна превышать максимальный расчетный уровень воды на 0,25 м. Заложение откосов назначают не круче 1:2, а ширину поверху - не менее 1,5 м.
Валики рекомендуется отсыпать из суглинка легкого или тяжелого с сохранением мохорастительного покрова в основании и дополнительной теплоизоляцией всей его поверхности.
2.37. На участках местности, где земляное полотно проектируется по второму принципу, а также на сухих местах (1-й тип местности) основными типами водоотводов должны быть боковые водоотводные и нагорные канавы, притрассовые резервы.
Дно и откосы канав, проектируемых в легкоразмываемых грунтах, следует укреплять одиночным или двойным слоем тундровой дернины или бетонными плитами.
2.38. В равнинной местности, сложенной просадочными грунтами, боковые канавы необходимо располагать не ближе 2 м от подошвы насыпи.
На косогорах, сложенных просадочными грунтами, канавы следует удалять от подошвы насыпи на расстояние 15 - 20 м.
2.39. На косогорных участках, подверженных сильным снежным заносам, водоотвод рекомендуется проектировать в виде двух рядов нагорных канав, расположенных в 100 м друг от друга, или нагорной канавы в сочетании с мерзлотным валиком. Первый ряд нагорных канав располагают не ближе 3 м от подошвы земляного полотна. Уклоны дна канав принимают не менее 0,008, дна в выемках - не менее 0,005.
Дорожная одежда
2.40. При назначении конструкций дорожных одежд руководствуются требованиями ВСН 84-75 и «Методическими рекомендациями по проектированию и строительству сборных дорожных покрытий» (М., СоюздорНИИ, 1973) и положениями настоящей Инструкции.
2.41. На межпромысловых и внутрипромысловых дорогах III-п и IV-п категорий следует применять дорожные одежды со сборными покрытиями из железобетонных плит. На дорогах V категории применяют переходные покрытия из гравийно-песчаных материалов.
При наличии соответствующих баз, технологического оборудования и с учетом сроков ввода покрытий в эксплуатацию при соответствующем технико-экономическом обосновании могут быть приняты варианты дорожных одежд с монолитным цементобетонным или асфальтобетонным покрытиями.
2.42. Дорожная одежда со сборным покрытием включает железобетонные плиты покрытия, выравнивающий слой и основание.
Для покрытия предусматривают железобетонные плиты следующих типов:
предварительно напряженные плиты ПАГ-XIV, ПДГ и ПДСН толщиной 14 см - на межпромысловых и внутрипромысловых дорогах III-п и IV-п категорий;
ненапряженные плиты ПДС толщиной 16 см - на внутрипромысловых дорогах IV-п и V категорий.
Техническая характеристика плит приведена в табл. 9, а конструкции - в прил. 4.
2.43. Выравнивающий слои проектируют из цементопесчаной смеси состава 1:8 - 1:10, толщину его назначают равной 3 - 5 см.
Если основание устраивают из песка, выравнивающий слой не предусматривают.
2.44. Основания под сборные покрытия проектируют из местных грунтов, укрепленных цементом, а также из щебня, гравийно-песчаной смеси и песка. Укрепленные основания и основания из щебня и гравийно-песчаной смеси предусматривают на дорогах III-п и IV-п категорий, а основания из песка - на дорогах V категории. При этом минимальную их толщину назначают: из песка, укрепленного цементом, - 14 см; из щебня и гравийно-песчаной смеси - 16 см; из песка - 20 см.
