Величины, входящие в формулы (8)-(13), рассчитывают в соответствии с «Методическими рекомендациями по проектированию и строительству автомобильных дорог на промороженных основаниях в заболоченных районах Западной Сибири» (Союздорнии, М., 1975).
26. Конструкции земляного полотна на мелководных озерах включают элементы, используемые в конструкциях дорог на болотах: слабые грунты - в качестве несущего основания; торф - в нижней части насыпи, что, и учитывается в расчетах.
Высоту нижней (торфяной) части насыпи определяют по формуле
(14)
где hв - расчетная глубина озера, м;
hвоз - возвышение торфяной части насыпи над зеркалом воды, м; устанавливается согласно п. 23 из условия не превышения допустимой влажности минерального грунта на границе с торфом;
So - осадка слабых донных отложений; для конструкции типа II (см. рис. 4) So =0;
ST - осадка (сжатие) талых слоев торфа в нижней части насыпи, м; в случае полного промораживания торфяной части насыпи величина ST = 0,4 hо где hо - глубина оттаивания насыпи сверху, м; если торфяная часть промораживается не на всю толщину ST =0,4?? hi, где ?? hi - мощность талых прослоек торфяной части насыпи.
Сооружение земляного полотна
27. Климатические особенности северных районов Западной Сибири предъявляет специфические требования к технологии и организации сооружения земляного полотна на болотах и мелководных озерах. Опыт строительства дорог в таких условиях позволяет уточнить существующие и рекомендовать новые технологические приемы работ (табл. 5), основанные на широком использовании торфяных грунтов и естественного холода для возведения земляного полотна в течение всего года.
28. Сооружение земляного полотна на болотах и озерах выполняется механизированными отрядами, укомплектованными высокопроизводительными машинами и механизмами, с учетом объемов и видов работ. Целесообразно комплектовать отряды машинами в северном исполнении, приспособленными к работе на болотах, а также с улучшенными прочностными показателями рабочих органов и ходовой части.
Для ускорения и удешевления строительства следует предусматривать работу механизированных отрядов в две смены или круглосуточно.
Таблица 5
|
Тип болота |
Рекомендуемые конструкции земляного полотна |
Рекомендуемая организация работ и технологические приемы |
|
I и II |
Полное выторфовывание |
Начало работ с наступлением отрицательных температур; в зимнее время устройство сухих траншей выторфовывания. Отсыпка насыпей в две стадии: зимой заполняется траншея на 0,5 м выше поверхности болота; летом производится досыпка до проектной отметки |
|
I и II |
Плавающая насыпь |
Начало работ с наступлением отрицательных температур; в зимнее время устройство технологического мерзлого торфяного основания. Отсыпка насыпи в две стадии: зимой отсыпается насыпь на 0,5 м больше расчетной величины осадки; летом производится досыпка до проектной отметки |
|
I и II |
Использование торфа в нижней части насыпи |
В зимнее время устройство технологического мерзлого основания в нижней торфяной час т и насыпи. Отсыпка верхней (минеральной) части насыпи в две стадии: зимой отсыпается насыпь на высоту не менее 0,6 м |
|
I-III (глубиной до 5 м) |
Земляное полотно на промороженных торфяных основаниях |
В зимнее время промораживание естественного торфяного основания; намораживание торфяной плиты до требуемых размеров; отсыпка верхней (минеральной) части насыпи на высоту не менее 0,6 м. Досыпка минеральной части насыпи до проектной высоты производится летом в расчетные сроки |
|
Озера глубиной до 1,5-2 м |
Торфяная насыпь с мерзлым ядром |
В зимнее время после замерзания водоема на 0,2-0,3 м устройство нижней части насыпи из торфа в сухом котловане. Отсыпка верхней (минеральной) части насыпи в две стадии: зимой отсыпается на высоту не менее 0,6 м; летом насыпь досыпается до проектной высоты |
29. При выборе типов и марок машин для выполнения земляных работ необходимо предусматривать:
а) техническую возможность и экономическую целесообразность применения тех или иных средств механизации для выполнения конкретных объемов и видов работ;
б) степень надежности машин, простоту их устройства и возможность обеспечения их работы при низких отрицательных температурах воздуха, а также необходимые условия для нормальной работы обслуживающего персонала;
в) возможность нормальной загрузки выбранных средств механизации в течение всего срока производства работ.
30. При комплектовании механизированных отрядов следует:
а) подобрать основные (ведущие) машины для выполнения основных объемов работ, а затем вспомогательные машины и приспособления, с помощью которых можно рационально выполнить все прочие работы; входящие в технологический процесс;
б) увязать по производительности выработку основных и вспомогательных машин в расчете на комплексную механизацию всех процессов по сооружению земляного полотна.
31. При сооружении земляного полотна на болотах в зимнее время предусматриваются технологические перерывы между отдельными видами работ. Поэтому целесообразно механизированному отряду планировать выполнение работ по сооружению земляного полотна различных конструкций (с полным выторфовыванием, на промороженных основаниях, плавающую насыпь) последовательно на ряде болот. Участки работ, обслуживаемые механизированным отрядом, должны быть расположены так, чтобы свести до минимума потери времени на переброску строительной техники в периоды технологических перерывов.
Выторфовывание болот I типа целесообразно вести не в отвал, а с погрузкой торфа в самосвалы, чтобы использовать его для устройства нижней части насыпи на болотах III типа или на озерах, с технико-экономическим обоснованием дальности возки торфа.
При составлении проекта производства работ для механизированных отрядов необходимо учитывать объемы и виды работ по ряду участков, чтобы обеспечить высокие темпы работ с равномерным и максимальным использованием дорожно-строительной техники. Особое внимание следует уделять подготовительным мероприятиям до наступления зимнего периода: изысканию грунтовых и торфяных карьеров и подготовке их для работы зимой; подготовке парка автомобилей и дорожных машин для работы зимой.
32. Личный состав механизированных отрядов должен быть обеспечен передвижными помещениями для отдыха, приготовления и приема пищи, средствами связи (рация) и передвижения. Механизированные отряды наряду с необходимым оборудованием должны быть обеспечены средствами освещения.
33. Технологические приемы и схемы организации работ по отсыпке верхней части земляного полотна из минеральных грунтов на болотах, не отличаются от применяемых при возведении насыпей в обычных условиях из грунтов сосредоточенных резервов. Поэтому ниже рассмотрены в основном особенности организации и производства работ первого этапа строительства (зимой) по подготовке полосы отвода и основания насыпей, а также отсыпки и уплотнения нижней части насыпей на болотах.
Технология сооружения земляного полотна методом выторфовывания
34. При разработке проекта производства работ по возведению земляного полотна с полным или частичным выторфовыванием (см. рис. 1, а, в) устройство траншеи и заполнение ее минеральным грунтом до отметки на 0,5 м выше поверхности болота следует предусмотреть в зимний период. В этом случае технологическая последовательность рабочих процессов следующая:
а) подготовка полосы отвода и основания;
б) разработка траншеи выторфовывания;
в) послойная отсыпка и уплотнение минерального грунта в насыпи.
35. Подготовку полосы отвода и основания следует начинать, когда болота промерзнут на глубину 10-15 см.
Для более быстрого промерзания торфа по полосам движения экскаватора их с внешних сторон траншеи выторфовывания очищают от снега, кустарника, мелколесья и кочек на ширину 10 м и на длину траншеи выторфовывания. Снег на месте будущей траншеи сохраняют до начала работ по выторфовыванию, чтобы не допустить глубокого промерзания болота.
Для обеспечения безопасной работы экскаваторов толщина промерзшего слоя торфа на боковых полосах Нпр должна быть не менее величин, указанных в табл. 3. Время промерзания торфа на глубину Нпр назначают согласно п. 64.
36. Основную траншею выторфовывания разрабатывают экскаваторами в продольном направлении, предварительно очистив поверхность траншеи от снега и мелколесья. На болотах I типа, благодаря быстрому промерзанию откосов, стенки траншеи обычно не оплывают и не пропускают воду.
Для повышения производительности экскаваторы (ведущие машины) оборудуются ковшами повышенной емкости, например, для экскаватора Э-652 применяют, ковш емкостью 1 м3. Работу экскаваторов организуют в две смены или круглосуточно.
В конце каждой смены дно траншеи выторфовывания зачищают бульдозерами.
Торфяные валы в отвале разравнивают бульдозерами до смерзания торфа.
37. На болотах II типа глубиной до 2 м, чтобы избежать оплывания откосов траншеи, боковые полосы следует промораживать на глубину не менее 0,8-1 м.
На болотах II типа с сильно обводненными торфами и мощностью залежи более 2 м целесообразно устраивать роторными экскаваторами дополнительные боковые траншеи шириной 0,5-1 м на расстоянии 1,5-2 м от основной траншеи выторфовывания. При торфах, способных удерживать стенки, дополнительные траншеи роют сразу до минерального дна или на глубину частичного выторфовывания; в противном случае их разрабатывают послойно, углубляя до 50-60 см после промерзания отрытой части.
Воду, поступающую в траншеи, сразу же откачивают. Количество и производительность насосов подбирают таким образом, чтобы в траншее непрерывно понижался уровень воды и стенки траншеи промерзали. По мере промерзания стенок приток воды уменьшается и обычно через З-5 суток при температуре воздуха ниже --15°С приток воды прекращается полностью.
38. После промерзания дна и стенок боковых траншей расчищают поверхность траншеи выторфовывания от снега и мелколесья и удаляют торф из траншеи экскаваторами таким же методом, как на болотах I типа (см. п. 36). Для повышения производительности экскаваторов их оборудуют ковшами повышенной емкости с отверстиями в задней стенке для свободного стекания воды во время загрузки обводненного торфа.
39. После промерзания дна траншеи на глубину, обеспечивающую проезд автомобилей (10-15 см), завозят минеральный грунт самосвалами, послойно его разравнивают бульдозерами и уплотняют до требуемых норм катками на пневматических шинах или трамбующими машинами.
40. Земляное полотно, послойно уплотняя, отсыпают до проектных отметок или на неполную высоту в целях создания задела на летний период. Во всех случаях верх земляного полотна, отсыпанного в зимний период, должен возвышаться над поверхностью болота не менее чем на 0,5 м.
Для отсыпки земляного полотна в зимний период целесообразно использовать дренирующие зернистые грунты.
41. При сооружении земляного полотна из глинистых грунтов в зимний период все технологические операции, начиная от разработки грунта в карьере и кончая его уплотнением в насыпи, должны быть выполнены за период, в течение которого температура грунта будет держаться не ниже +0,5°С. Исходя из этого назначают длину захватки земляных работ:
|
Температура воздуха,°С |
Длина захватки, м |
|
До -10 |
150 |
|
От -10 до -20 |
100 |
|
Ниже -20 |
50 |
Технология сооружения плавающих насыпей
42. Технология возведения плавающих насыпей (см. рис. 1, г) в зимний период включает: подготовку торфяного основания; послойную отсыпку и уплотнение минерального грунта в насыпи.
43. Подготовка торфяного основания, осуществляемая в плановом порядке для быстрейшего промерзания болота по траншее дороги, включает:
а) проминку поверхности;
б) очистку основания от снега, древесной и кустарниковой растительности на ширину насыпи понизу;
в) систематическую очистку полосы от выпадающего снега в течение периода промораживания торфяного основания.
44. К проминке поверхности болот I типа целесообразно приступать осенью, сразу после наступления холодов и выпадения снега. Уплотнение рыхлого снега и мохового очеса ускоряет промерзание болот.
Проминку болот осуществляют круговыми проходами по рабочей захватке гусеничными машинами типа ГАЗ-47, ГТТ, Т-100МБ и др. Первый проход делают по оси дороги, а второй и третий - по краям промораживаемой полосы. Последующие проходы осуществляют от краев к оси дороги, смещаясь за каждый проход на ширину гусеницы.
Проминку болот II типа, как правило, не производят.
45. Дорожную полосу от снега, древесной растительности расчищают бульдозерами на базе тракторов Т-100МБ. Сначала прокладывают пионерную траншею по оси дороги, а затем расчищают поперечными проходами бульдозера в обе стороны от оси дороги, перемещая снег и валежник за границы промораживаемого торфяного основания.
Время начала проведения расчистки основания определяется несущей способностью промерзшего слоя болота:
полный вес гусеничного бульдозера, т................................................... 10 15
минимальная толщина промерзшего слоя на болотах I типа, см........ 20 24
то же, на болотах II типа, см.................................................................... 24 25
Усредненные данные потребности машин для выполнения проминки и расчистки дорожной полосы приведены в табл. 6.
46. Толщина мерзлого слоя торфяной залежи должна быть не менее 0,5 м для обеспечения безопасной работы и требуемого уплотнения грунтов в насыпи.
