Методические рекомендации по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна при прохождении обводненных болот, озер и грядово-озерковых болотных комплексов в условиях севера Западной Сибири (46197)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУКЦИЯМ И ТЕХНОЛОГИИ СООРУЖЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ОБВОДНЕННЫХ БОЛОТ, ОЗЕР И ГРЯДОВО-ОЗЕРКОВЫХ БОЛОТНЫХ КОМПЛЕКСОВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Одобрены Минтрансстроем

Москва 1978

Приведены конструкции земляного полотна автомобильных дорог на болотах I-III типов и на мелководных озерах, определены условия рационального применения этих конструкций при проектировании дорог III-V, III-п и IV-п категорий.

Даны рекомендации по организации и технологии сооружения земляного полотна, основанные на широком использовании естественного холода и продолжительного зимнего сезона, а также рекомендации по контролю и приемке законченных работ и технике безопасности.

Предисловие

«Методические рекомендации по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна при прохождении обводненных болот, озер и грядово-озерковых болотных комплексов в условиях севера Западной Сибири» разработаны Омским филиалом Союздорнии с участием треста «Нижневартовскдорстрой» и института «Гипротюменнефтегаз» на основе изучения физико-механических свойств минеральных грунтов и торфов, теоретических исследований по обоснованию конструкций земляного полотна на болотах и озерах, материалов строительства и данных наблюдений за опытными участками дорог, а также обобщения и анализа опыта проектирования и строительства земляного полотна на болотах без выторфовывания. Учтены исследования Союздорнии, выполненные под руководством докт. техн. наук, проф. В.Д. Казарновского.

В настоящих «Методических рекомендациях» приведены конструкции земляного полотна с использованием торфов в основании и в нижней части насыпи на болотах I-III типов и на мелководных озерах (типа оз. Самотлор), даны рекомендации по организации и технологии сооружения земляного полотна с максимальным использованием естественного холода и продолжительного зимнего сезона в строительных целях. «Методические рекомендации» разработаны для условий Западной Сибири, применительно к I и II дорожно-климатическим зонам.

«Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук Н.М. Тупицын, Н.Ф. Савко, инженеры М.И. Шалыгин (Омский филиал Союздорнии), Б.Ф. Илясов («Нижневартовскдорстрой») с участием кандидатов технических наук Н.В. Табакова, С.Н. Вассермана, инж. Г.В. Леменкова («Гипротюменнефтегаз»), инж. В.М. Костикова («Нижневартовскдорстрой»), инж. П.В. Бессолова («Главтюменнефтегаз»). Лабораторные работы и обследования опытных участков автомобильных дорог выполнены канд. с-х. наук Н.М. Поляковым, инженерами В.И. Бессоновым, Л.Н. Чекановой, Т.А. Мельниковой, Ю.Б. Анисимовым. Опытное строительство осуществлено СУ-909 треста «Нижневартовскдорстрой» (Ю.Г. Шереметьев, В.Г. Лейтланд, В.А. Кавтуняк).

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.

Общие положения

1. Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для использования при сооружении земляного полотна вновь строящихся автомобильных дорог III - V категорий и подъездных дорог промышленных предприятий III-п и IV-п категорий на болотах I - III типов и на мелководных озерах в северной части Западной Сибири.

«Методические рекомендации» могут быть использованы также при сооружении дорог на болотах в других районах с суровым климатом, например в районах проложения Байкало-Амурской магистрали, с корректировкой на местах отдельных положений в соответствии с природно-климатическими особенностями района строительства.

2. При проектировании и строительстве земляного полотна автомобильных дорог на болотах и озерах необходимо учитывать общие требования, предъявляемые к земляному полотну СНиП II-Д.5-72 и СН 449-72, руководствоваться требованиями СНиП III-Д.5-73, «Методическими указаниями по проектированию земляного полотна на слабых грунтах» (М., Оргтрансстрой, 1968), «Методическими рекомендациями по использованию торфа в нижней части насыпи при строительстве автомобильных дорог на болотах» (Союздорнии. М., 1973), «Методическими рекомендациями по способам проектирования и сооружения земляного полотна автомобильных дорог из местных глинистых грунтов на болотах» (М., 1973), «Методическими рекомендациями по проектированию и строительству автомобильных дорог на промороженных основаниях в заболоченных районах Западной Сибири»(М., 1975), настоящими «Методическими рекомендациями», а также действующими правилами по технике безопасности и охране труда.

3. Следует различать три типа торфяных грунтов по прочности (табл. 1):

1-й - грунты, обладающие достаточной прочностью в природном состоянии; при передаче на них расчетной нагрузки независимо от скорости сжимаются;

2-й - грунты, не обладающие в природном состоянии достаточной прочностью; при быстрой передаче на них расчетной нагрузки выдавливаются, при медленной - сжимаются;

3-й - грунты, которые при передаче на них расчетной нагрузки в любом случае выдавливаются.

4. Инженерно-геологические работы на болотах следует выполнять, руководствуясь «Методическими указаниями по инженерно-геологическому обследованию болот при изысканиях автомобильных и железных дорог» (М., 1973). При этом на болотах, сложенных торфами с зольностью до 8 % и степенью разложения до 45 %, свойства торфа определяются по сдвигомеру-крыльчатке с использованием данных табл. 1.

5. В зависимости от типа торфяных грунтов, слагающих слабую толщу, различают три строительных типа болот (табл. 2).

6. При выборе и обосновании типа дорожных покрытий следует отдавать предпочтение сборным покрытиям, предусматривая стадийное строительство дорожной одежды. На первой стадии строительства - до завершения осадок торфяного основания - устраивают основание и укладывают плиты покрытия. На второй стадии - после завершения осадки земляного полотна - разбирают плиты покрытия, выравнивают основание дорожной одежды, укладывают ранее снятые плиты, сваривают и омоноличивают швы покрытия.

7. Земляное полотно сооружают при максимальном использовании комплексной механизации на основе предварительно разработанных проектов производства работ, которые должны содержать указания по технологии строительства и времени выполнения работ с учетом принятых конструкций земляного полотна.

Таблица 1

Примечание. Типизация торфов дана применительно к насыпи высотой до 2,5 м. Для насыпей большей высоты тип торфа определяется соответствующими расчетами.

Таблица 2

Примечания: 1. Характеристика типов торфяных грунтов приведена в п. 3.2. Толщина выделяемых в слабой толще слоев должна составлять не менее 10 % общей мощности болота.

При разработке проекта производства работ следует планировать выполнение основного объема работ на болотах в зимнее время, предусматривая двухстадийное возведение земляного полотна. На первой стадии (зимой) нижнюю часть насыпи из минеральных грунтов отсыпают на высоту не менее 0,6 м; на второй стадии (летом) досыпают земляное полотно до проектных отметок. Такой способ строительства на болотах и озерах позволяет значительно упростить производство работ, повысить качество строительства нижней части насыпи, обеспечить ведение земляных работ высокими темпами с равномерным и максимальным использованием дорожно-строительной техники в течение года.

Конструкции земляного полотна

8. Выбор конструкции осуществляют на стадии проектирования 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.). Возможные варианты конструкций земляного полотна на болотах приведены на рис. 1-3.

9. Конструкцию земляного полотна с полным выторфовыванием (см. рис. 1, а) применяют на болотах I, II и III-А типов на дорогах с усовершенствованными капитальными покрытиями:

при глубине болот менее 2 м и протяженности болот по трассе менее 20 %;

при пересечении одиночных болот протяженностью менее 400 м;

при пересечении дорогой коридоров коммуникаций, когда строительство дороги опережает строительство коридора коммуникаций;

при сопряжении земляного полотна с искусственными сооружениями.

Рис. 1. Поперечные профили насыпей на болотах:

а - I, II, III-A типа с полным выторфовыванием; б - III-Б типа с посадкой насыпи на минеральное дно; в - I и II типа с частичным выторфовыванием; г - I и II типа без выторфовывания (плавающая насыпь); 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

10. Конструкцию насыпи с посадкой на минеральное дно болота (см. рис. 1, б) предусматривают при проектировании дорог с любыми типами покрытий на болотах III-Б типа и ограниченно на болотах III-А типа. При этом болота не выторфовывают, а посадку осуществляют путем отжатия слабых слоев текучей консистенции массой насыпи. Для ускорения посадки насыпи на минеральное дно необходимо предусматривать соответствующие технологические меры: отсыпку грунта в узкие продольные траншеи, пригрузку или поднасыпные взрывы.

11. Конструкцию земляного полотна с частичным выторфовыванием (см. рис. 1, в) предусматривают на болотах I и II типов при безвыторфовочном методе строительства в случаях:

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.

Частичное выторфовывание эффективно в тех случаях, когда плотность торфяной залежи увеличивается по глубине. Такое сложение залежей является характерным для болот Западной Сибири.

12. Конструкцию земляного полотна с использованием в качестве несущего основания торфяной залежи - плавающую насыпь (см. рис. 1, г) применяют на болотах I, II и III-А типов в случаях, не оговоренных в пп. 9-11.

13. Устройство 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, дальность транспортирования грунта). Конструкция земляного полотна (см. рис. 2) 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 на болотах I и II типов с обеих сторон земляного полотна не ближе 5 м от подошвы насыпи (см. рис. 2, а). Ширина и глубина резервов определяются потребностью в торфе для устройства нижней части насыпи.

Рис. 2. Поперечные профили насыпей на болотах:

а - I и II типа; б - II типа; 1 - насыпь из минерального грунта; 2 - торфяная часть насыпи; 3 - торфяная залежь; 4 - боковой резерв

При невозможности закладки боковых резервов (болота II типа, близкое расположение нефтепроводов, водоводов, озер и т.д.) возведение нижней части насыпи предусматривают из торфов притрассовых резервов.

14. Устройство земляного полотна на промороженных основаниях предусматривают на болотах I-III типов. Строительство таких конструкций целесообразно, как правило, при глубине болот более 1,5 м и протяженности участков более 1 км в северных районах со среднегодовыми температурами воздуха ниже 0С. К таким районам относится вся территория I дорожно-климатической зоны и примыкающие к ней с юга районы, входящие во II дорожно-климатическую зону (в Западной Сибири - районы севернее 56с.ш.).