Министерство транспортного строительства
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА ПРОМОРОЖЕННЫХ ОСНОВАНИЯХ В ЗАБОЛОЧЕННЫХ РАЙОНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Одобрены Главдорстроем Минтрансстроя
Москва 1975
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА ПРОМОРОЖЕННЫХ ОСНОВАНИЯХ В ЗАБОЛОЧЕННЫХ РАЙОНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ. М., Союздорнии, 1975
Предложены конструкции земляного полотна автомобильных дорог III - V, III-п и IV-п категорий на болотах I и II типов, предусматривающие использование торфяных грунтов в мерзлом состоянии в качестве несущего основания. Определены условия рационального применения этих конструкций.
Даны методы расчета термической и деформационной устойчивости и конструирования автомобильных дорог на промороженных основаниях, приведены расчетные физико-механические показатели минеральных грунтов и торфов нарушенного и ненарушенного сложения.
Содержатся рекомендации по организации и технологии строительства автомобильных дорог на промороженных основаниях при прохождении болот I и II типов.
Табл. 15, рис. 16.
Предисловие
«Методические рекомендации по проектированию и строительству автомобильных дорог на промороженных основаниях в заболоченных районах Западной Сибири» разработаны Омским филиалом Союздорнии с участием треста «Тюмендорстрой» на основе изучения физико-механических свойств торфов, теоретических исследований, материалов наблюдений за опытными участками дорог с капитальным типом покрытия, обобщения и анализа опыта строительства и эксплуатации временных дорог на промороженных основаниях.
Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для производственной проверки и внедрения при проектировании и строительстве автомобильных дорог III - V, III-п и IV-п категорий с капитальными из сборных железобетонных плит, переходными и низшими типами покрытий на территории севера Западной Сибири и в других районах, где среднегодовые температуры воздуха ниже 0 °С. Рекомендации по устройству автомобильных дорог на промороженных основаниях с усовершенствованными монолитными типами покрытий предназначены для опытной проверки.
«Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук Н.Ф. Савко и Н.М. Тупицын с участием инженеров Б.Ф. Илясова (трест «Тюмендорстрой») и В.И. Бессонова. Лабораторные работы по определению свойств торфов, установлению их расчетных показателей выполнили канд. с.-х. наук Н.М. Голяков, инженеры М.И. Шалыгин и Л.Н. Чеканова.
Замечания и предложения по настоящим «Методическим рекомендациям» просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии или 644080, Омск, проспект Мира, 3, Омский филиал Союздорнии.
1. Общие положения
1.1. Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для руководства при проектировании и сооружении земляного полотна вновь строящихся автомобильных дорог III - V категории и подъездных дорог промышленных предприятий III-п и IV-п категорий на болотах I - II типов в северной части Западной Сибири, где среднегодовые температуры воздуха ниже 0 °С.
«Методические рекомендации» могут быть использованы также при проектировании и строительстве дорог на болотах в других районах с суровым климатом (север Европейской части, Восточная Сибирь) с установлением на местах расчетных температур поверхности земляного полотна и дорожных покрытий, уточнением физико-механических свойств торфов и минеральных грунтов в соответствии с природно-климатическими особенностями района строительства.
1.2. Климат северной части Западной Сибири характеризуется: суровой и продолжительной зимой; сравнительно коротким, но теплым летом; короткими переходными сезонами (весна и осень); поздними весенними и ранними осенними заморозками; резким колебанием температур в течение года, месяца и даже суток; сравнительно высоким количеством выпадающих осадков. Выраженная широтная зональность в климате, почвенном и растительном покровах позволяет разделить территорию Западной Сибири, где среднегодовые температуры воздуха ниже 0 °С, на три зоны - тундру, лесотундру и тайгу.
Основные расчетные характеристики климата по зонам, используемые при проектировании и строительства дорог на промороженных основаниях, приведены в табл. 1.
1.3. При проектировании земляного полотна дорог на промороженных основаниях необходимо учитывать общие требования, предъявляемые к земляному полотну СНиП II-Д.5-72 и СН 449-72, и обеспечивать термическую и деформационную устойчивость мерзлой части основания в теплый период года.
Таблица 1
|
Район строительства (пункты) |
Средняя годовая температура воздуха, С |
Переход температуры воздуха через 0 С |
Дата установления устойчивого снегового покрова |
Продолжительность теплого периода года ??, час |
Средняя за период температура поверхности tп, 0 ??С |
|
|||
|
|
|
|
|
|
земляного полотна |
цементобетонного покрытия |
асфальтобетонного покрытия |
|
|
|
|
|
осенью |
весной |
|
|
|
|
|
|
|
Тундра |
|
||||||||
|
Новый Порт |
-8,8 |
3.Х |
6.VI |
14.Х |
2900 |
7,8 |
9,1 |
9,8 |
|
|
Тазовское |
-9,3 |
1.X |
31.V |
10.Х |
2900 |
8,4 |
10,4 |
10,8 |
|
|
Ныда |
-7,8 |
4.Х |
31.V |
16.Х |
3050 |
8,4 |
10,2 |
10,4 |
|
|
Лесотундра |
|
||||||||
|
Салехард |
-6,4 |
5.Х |
21.V |
16.Х |
3240 |
8,8 |
10,6 |
11,2 |
|
|
Полуй |
-6,3 |
6.Х |
21.V |
13.Х |
3240 |
9,4 |
10,6 |
11,7 |
|
|
Надым |
-6,6 |
5.Х |
21.V |
14.Х |
3240 |
9,6 |
10,9 |
11,7 |
|
|
Уренгой |
-7,8 |
3.Х |
26.V |
12.Х |
3120 |
9,5 |
11,0 |
11,5 |
|
|
Питляр |
-5,6 |
6.Х |
18.V |
14.Х |
3360 |
9,0 |
11,0 |
13,0 |
|
|
Тайга |
|
||||||||
|
Тарко-Сале |
-6,7 |
2.Х |
21.V |
12.Х |
3260 |
9,8 |
11,5 |
12,0 |
|
|
Толька |
-6,1 |
5.Х |
14.V |
14.Х |
3540 |
10,6 |
11,7 |
12,4 |
|
|
Ларьяк |
-3,3 |
11.Х |
27.IV |
22.Х |
3890 |
11,0 |
12,6 |
13,4 |
|
|
Нижневартовск |
-3,0 |
10.Х |
25.IV |
20.Х |
4030 |
10,6 |
12,4 |
13,0 |
|
|
Сургут |
-3,1 |
12.Х |
28.IV |
23.Х |
3910 |
10,2 |
12,6 |
14,5 |
|
|
Самарово |
-1,4 |
13.Х |
17.IV |
24.Х |
4270 |
10,5 |
12,7 |
13,4 |
|
|
Ермаково |
-3,6 |
10.Х |
28.IV |
18.Х |
3950 |
11,4 |
12,2 |
13,0 |
|
|
Игрим |
-3,1 |
10.Х |
26.IV |
21.Х |
- |
- |
- |
- |
|
|
Березово |
-3,8 |
9.Х |
3.V |
19.Х |
3810 |
9,8 |
11,8 |
- |
|
|
Казым |
-3,8 |
9.Х |
29.IV |
21.Х |
3900 |
10,3 |
11,7 |
12,3 |
|
|
Нумто |
-5,3 |
8.Х |
16.V |
12.Х |
3550 |
9,7 |
12,0 |
12,2 |
|
|
Кондинское (Октябрьское) |
-1,0 |
10.Х |
27.IV |
23.Х |
4010 |
10,2 |
11,8 |
12,4 |
|
Не рекомендуется проектировать дороги на промороженных основаниях на участках топей выклинивания и проточных топей с циркулирующими потоками теплых болотных вод, где образуются тепловые потоки снизу f 2,5 ккал/(м2 час град).
Величину тепловых потоков определяют по формуле
(1)
где lт - коэффициент теплопроводности торфяной залежи, l ≈ 0,45 ккал/(м час град.);
t1 и t2 - замеренные при изысканиях в конце летнего периода температуры торфяной залежи соответственно на глубине 1,0 - 1,2 м и 1,6 - 1,8 м, °С;
l - расстояние между точками замера температур, м.
На участках, где величина тепловых потоков снизу более 2,5 ккал/(м2 час град.), следует проектировать «плавающие» насыпи.
1.4. Земляное полотно на промороженных основаниях проектируют на основе детальных инженерно-геологических изысканий с необходимыми полевыми и лабораторными испытаниями торфов и минеральных грунтов.
Значения расчетных характеристик торфов устанавливают с учетом возможности их работы под нагрузкой от насыпи в условиях незавершившейся консолидации в соответствии с «Методическими указаниями по проектированию земляного полотна на слабых грунтах» (М., Оргтрансстрой, 1968).
Ориентировочные значения расчетных показателей характерных торфов Западной Сибири и методы их определения приведены в приложении 1.
1.5. В местах пересечения автомобильной дороги с подземными коммуникациями (нефте-, газопровод, водопровод, теплофикационный трубопровод) и на участках сооружения водопропускных труб земляное полотно следует проектировать с расчетом на полное или частичное выторфовывание.
1.6. Метод строительства на промороженных основаниях предусматривает ведение работ широким фронтом в зимний и летний периоды года. Основной объем работ выполняют в зимний период: промораживают торфяную залежь болота, намораживают торфяную плиту и отсыпают нижнюю часть насыпи из минеральных грунтов на высоту не менее 0,6 м. Выполнение указанных мероприятий позволяет создать благоприятные условия для пропуска технологического транспорта и завершения работ по досыпке земляного полотна до проектных отметок и устройству дорожной одежды в летний период.
Сооружение на отдельных участках дороги земляного полотна на промороженных основаниях и «плавающих» насыпей позволяет строительной организации обеспечить ведение работ на болотах высокими темпами с равномерным и максимальным использованием дорожно-строительной техники в течение года.
2. Проектирование
2.1. Земляное полотно, сооружаемое на промороженных болотных грунтах, следует проектировать на болотах I и II типов для дорог с покрытием из сборных железобетонных плит, с переходными и низшими типами покрытий.
При проектировании дорог с покрытием из сборных железобетонных плит целесообразно предусматривать стадийное строительство дорожной одежды. На первом этапе строительства - до завершения осадок торфяного основания - устраивают основание дорожной одежды, укладывают плиты покрытия. На втором этапе - после завершения осадки земляного полотна - производят разборку плит покрытия, выравнивают основание дорожной одежды, укладывают ранее снятые плиты, сваривают и омоноличивают швы покрытия.
2.2. При разработке проектов на строительство опытных участков дорог с усовершенствованными монолитными типами покрытия необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие завершение осадки земляного полотна к началу работ по сооружению дорожной одежды (устройство временной пригрузки, обкатка насыпи тяжеловесной нагрузкой), или намечать сроки устройства дорожной одежды после завершения осадки основания.
2.3. Конструкция дорог на промороженных основаниях включает в себя следующие элементы: торфяное основание, состоящее из талого и промороженного слоев торфяной залежи; намороженную плиту из торфа в нижней части земляного полотна; земляное полотно из минеральных грунтов; дорожную одежду; боковые теплоизолирующие призмы из торфа; боковые водоотводные канавы или резервы.
