При возведении земляного полотна в районе вечной мерзлоты необходимо учитывать природно-климатические и грунто-гидрогеологические особенности, которые определяют условия работы дорожно-строительных машин, основные способы и технологические схемы возведения земляного полотна, а также сроки производства работ.
Характеристику условий района строительства составляют по данным ближайших метеорологических станций. Пользуясь данными метеостанций, делают анализ температурного режима воздуха, его изменение по месяцам. Устанавливают максимальную и минимальную температуру, мощность деятельного слоя, количество осадков в виде дождя и снега, направление ветров.
Разрабатывают дорожно-климатический график, на основании которого устанавливают период распутицы, простои в работе из-за осадков в летний период и из-за метелей в зимний период, время разработки талого и мерзлого грунтов. Каждому принятому принципу проектирования земляного полотна соответствует свой способ его возведения (табл. 4.4.1).
Строительство на вечной мерзлоте. Свайные фундаменты. Вечная мерзлота
Таблица 4.4.1
Источник:http://www.gosthelp.ru/text/PosobieSpravochnikdorozhn.html
Способы возведения земляного полотна
| Принцип проектирования | Способ возведения |
| I . Обеспечение поднятия верхнего горизонта вечной мерзлоты до подошвы насыпи и ее сохранение на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги | I . Максимальное сохранение естественного режима местности в период производства работ и в течение всего периода эксплуатации. Устройство просеки только в зимний период с незначительным опережением фронта работ. Отсыпка земляного полотна из несцементированных обломочных грунтов автовозкой в зимний период на полную высоту или в две стадии: нижнюю часть насыпи в зимний период, а верхнюю до проектной отметки — летом |
| II . Ограничение глубины оттаивания грунтов основания | II . Обеспечение минимального протаивания грунтов основания в строительный период за счет полного сохранения мохорастительного покрова под насыпью и начала работ ранней весной. Устройство просеки только в зимний период. Проведение мероприятий по осушению грунтов за год до основных земляных работ. Отсыпка земляного полотна из местных глинистых и несцементированных обломочных грунтов |
| III . Обеспечение оттаивания и осушения вечномерзлых грунтов под дорожной конструкцией | III . Обеспечение максимальною протаивания и осушения грунтов путем заблаговременной подготовки и проведения мероприятий по осушению всей дорожной полосы. Отсыпка земляного полотна из местных грунтов |
На участках, где земляное полотно запроектировано по первому принципу, все подготовительные и основные работы выполняют с таким расчетом, чтобы обеспечить сохранение водно-мерзлого режима местности. Это определяет особенности возведения земляного полотна и сроки производства работ. Подготовительные работы выполняют только в зимний период.
ПОЧЕМУ дома районов вечной мерзлоты именно ТАКИЕ?
Не допускается оставлять расчищенную просеку на летний период, чтобы не вызвать протаивание льдонасыщенных грунтов. Земляное полотно возводят в зимний период из несцементированных обломочных грунтов. Отсыпанное в зимний период полотно предохраняет основание от протаивания. Экономически целесообразно двухстадийное возведение земляного полотна, когда нижнюю часть насыпи возводят зимой, а верхнюю — в летний период. В этом случае снижается стоимость возведения земляного полотна за счет выполнения части объемов работ в летний период.
При втором принципе все работы выполняют так, чтобы обеспечить как можно большее осушение грунтов в притрассовых резервах и возможно меньшее протаивание их в основании насыпи. В этом случае подготовительные работы выполняют за год до начала земляных работ. Лес вырубают и удаляют с просеки в зимний период, чтобы не нарушать мохорастительного покрова в основании насыпи. С полосы резервов мохорастительный покров удаляют сразу после его протаивания, а в основании его сохраняют полностью.
Земляное полотно в основном возводят из местных грунтов с использованием бульдозеров, скреперов и других дорожных машин.
При третьем принципе выполняют так же, как и при втором, с той лишь разницей, что мероприятия по осушению грунтов проводят на всей дорожной полосе. Мохорастительный покров в основании насыпи не сохраняют.
Строительство автомобильных дорог в условиях вечной мерзлоты так же, как и в других районах страны, осуществляют поточным методом.
В летний период производят те работы, выполнение которых в зимний период затруднительно (удаление мохорастительного покрова, разработка, перемещение, уплотнение глинистых грунтов, устройство водоотводных канав).
В зимний период следует производить: постройку временных зданий и сооружений; расчистку дорожной полосы от леса, кустарника; буровзрывные работы в мерзлых грунтах, переходящих при оттаивании в текучее состояние; возведение насыпей из скальных и несмерзающихся дренирующих грунтов, на участках, устраиваемых по первому принципу; отсыпку берм и утепление откосов.
Возведение насыпей из несцементированных грунтов производят круглогодично. Расчетное годовое число рабочих смен определяют по формуле
где Тк — календарная продолжительность строительного сезона, дни;
Тв — количество выходных и праздничных дней;
Тм — простои по метеоусловиям, дни;
То — количество дней на ремонт и профилактику машин, а также внутриобъектную переброску, простои по организационным причинам, дни;
К с — среднее количество смен за один рабочий день.
Расчетное количество рабочих смен в летнем строительном сезоне определяют по формуле
где Тб — длительность безморозного периода в сутках;
Тгр — время, необходимое для протаивания грунта на 20. 25 см (табл. 4.4.2);
Тв — количество выходных и праздничных дней за безморозный период;
a — вероятность выпадения осадков в долях длительности безморозного периода (табл. 4.4.3);
Т пр — время, необходимое для просушивания грунта после дождя в сутках (табл. 4.4.4).
Скорость протаивания грунта
| Район дорожно-климатической зоны | Грунт | Скорости протаивания, см/сутки | |
| май | июнь-июль | ||
| 1 южнее 65-й параллели | Супесь | 4. 5,5 | 7. 9 |
| Суглинок легкий | 3. 4.5 | 5. 7 | |
| Суглинок тяжелый, глина | 2,5. 4 | 4. 6 |
Вероятность выпадения осадков
| Метеорологические станции | Вероятность выпадения осадков a(в долях длительности безморозного периода) | |
| 5 мм/сутки | 8 мм/сутки | |
| Якутск | 0,06 | 0,021 |
| Иркутск | 0,12 | 0,06 |
| Улан-Удэ | 0,08 | 0,04 |
| Чита | 0,127 | 0,062 |
| Богучаны | 0,10 | 0,038 |
Время, необходимое для протаивания грунта в районе вечной мерзлоты южнее 65-й параллели на глубину, позволяющую рационально использовать дорожные машины, принимают по табл. 4.4.2.
Вероятность выпадения осадков определяют по средним, многолетним данным метеостанций. Расчет ведут по формуле
a = п /Тб, (4.4.5)
где п — количество дней с осадками более 5 или 8 мм в сутки.
Ориентировочные значения снижения влажности и времени просыхания слоя грунта глубиной 0,2 м в резервах по данным [ 49] приведены в табл. 4.4.4
Снижение влажности и время просыхания грунта
| Грунт | Влажность грунта до осушения в долях от оптимальной влажности | Средняя величина просыхания за сутки в долях оптимальном влажности | Время на просушивание допустимой влажности, сутки |
| Суглинок легкий | 1,8. 1,5 | 0,10 | 1. 2 |
| Суглинок пылеватый | 1,5. 2,0 | 0,12 | 2. 6 |
| Суглинок тяжелый | 1,4. 1,8 | 0,09 | 7. 9 |
| Глина | 1,8. 2,0 | 0,08 | 9. 10 |
Более быстрое просыхание грунта наблюдается при его рыхлении за один-два дня до разработки.
Расчистку дорожной полосы от леса, кустарника, пней производят при сооружении земляного полотна по первому и второму принципам только в зимний период. При строительстве земляного полотна по третьему принципу расчистку дорожной полосы можно производить в любое время года.
Мохорастительный слой удаляют с поверхности боковых резервов при строительстве земляного полотна по второму принципу и на всю ширину дорожной полосы при сооружении земляного полотна по третьему.
Толщина мохорастительного слоя зависит от множества различных факторов и составляет в среднем от 5 до 30 см. Большая мощность слоя наблюдается во II, III типах местности (сырые и мокрые места).
Источник: poisk-ru.ru
ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНОЙ ПОДГОТОВКИ ТЕРРИТОРИЙ С ВЕЧНОМЕРЗЛЫМИ ГРУНТАМИ
На Крайнем Севере нашей страны интенсивно осваивают районы с вечномерзлыми грунтами. Инженерная подготовка территорий с такими грунтами очень сложна, поскольку ее проектируют учетом условий, необычных для центральных районов России.
Общие сведения о вечномерзлых грунтах
Вечномерзлые грунты, иногда называемые криолитом, представляют собой взаимосвязанную четырехкомпонентную систему минеральных и газообразных частиц, замерзшей воды и льда, цементирующего минеральные частицы. Эти грунты могут сплошь залегать на всей территории, иметь вкрапления талых пород (таликов) или находиться в вечномерзлом состоянии только в виде отдельных линз (островная мерзлота). В первом случае везномерзлые грунты называют сплошными, в двух других — прерывистыми.
Талики чаще всего расположены у южных границ распространения вечной мерзлоты. Талики находят и под водоемами и в местах выхода на поверхность относительно теплых грунтовых вод. В некоторых случаях их появление является следствием нарушения температурного режима в результате хозяйственной деятельности человека.
Рис. 10.1. Схема строения толщи вечномерзлых грунтов:
I — деятельный слой; 2 — верхняя граница мерзлоты (ВГМ); 3 — вечномерзлый слой; 4 — нижняя граница мерзлоты (НГМ), 5 — подмерзлотный слой
Толщу вечномерзлых грунтов по вертикали делят на три зоны, они показаны на рис. 10.1. Деятельным слоем называют первую, верхнюю часть толщи. Она оттаивает летом и замерзает зимой. Ее мощность колеблется от 0,2 до 4 м и зависит от интенсивности и продолжительности прогревания поверхности.
На глубину деятельного слоя оказывают влияние экспозиция и крутизна склонов, наличие растительности и ее характер, гранулометрический состав грунтов и степень их влажности.
Криолитозона — это собственно вечномерзлые грунты, мощность которых может достигать многих сотен метров, а локальные изменения зависят от крупных элементов рельефа. Верхняя граница криолитозоны (ВГМ) находится на глубине сезонного оттаивания грунтов, а расположение нижней (НТМ) зависит от широты местности и активности геотермальных процессов в земной коре. По вертикали вечномерзлые грунты могут залегать сплошной толщей. В ней возможно существование подземных льдов, но иногда имеются прослойки талых пород. Последние обычно находят там, где грунтовые воды связаны с поверхностными или температура в 1лубине толщи близка к нулю.
Грунтовые воды в вечномерзлых грунтах имеют три горизонта. Их подразделяют на над-, меж- и подмерзлотные, расположенные в соответствующих зонах толщи верхнего слоя земной коры.
Надмерзлотные воды размещаются в деятельном слое и питаются преимущественно за счет атмосферных осадков. В некоторых случаях источником надмерзлотных вод являются оттаявший подземный лед или подмерзлотные водоносные пласты. Вода в этих пластах движется в сторону падения кровли водоупора, которым является вечномерзлая зона, и попадает в деятельный слой через талики.
Межмерзлотные грунтовые воды существуют, как правило, благодаря переносу теплоты при движении воды в криолитозону и их связи с нижележащим подмерзлотным водоносом. Подмерзлотные воды циркулируют ниже вечной мерзлоты, имеют относительно постоянный напор и дебит, неизменный химический состав. Их часто используют для водоснабжения.
Грунтовые воды всех трех горизонтов взаимосвязаны, имеют сложный режим и оказывают влияние на устойчивость зданий и сооружений.
Один из решающих факторов, определяющий пригодность мерзлых грунтов в качестве оснований фундаментов,— это температура вечномерзлых грунтов. В зоне сплошного распространения последних она обычно ниже —5°С, у таликов меньше или равна —1,5°С, а островной мерзлоты близка к 0°С. От температуры зависит прочность мерзлых пород и способность их восстанавливать исходное состояние после оттаивания в результате строительства. При этом поверхность мерзлого грунта оседает, величина осадки зависит от глубины проникновения положительных температур, влажности грунта и передаваемых на него нагрузок. Предельно допустимую величину деформаций оттаявшего основания нормируют по условиям обеспечения устойчивости сооружений.
При инженерной подготовке используют дорожно-мерзлотную классификацию грунтов, в основу которой положен признак относительного сжатия грунтов под нагрузкой и влажность грунтов. По этим признакам выделяют четыре категории грунтов: непросадочные, малопросадочные, просадочные и сильнопросадочные (табл. 10.1).
Вечномерзлые грунты осваивают для градостроительных нужд с использованием двух основных принципов. Первый — это сохранение их в мерзлом состоянии в процессе строительства и эксплуатации. Второй заключается в оттаивании грунтов на расчетную глубину. Обычно в пределах каждой строительной площадки применяют один из этих принципов, хотя для линейных сооружений возможно их сочетание.
Сжатие при оттаивании под нагрузкой 6 в % от мощности оттаившего грунта
Все виды грунта
6>40 (с включением в верхних слоях льда толщиной >0,1 м)
Влажность в мерзлом состоянии, %
Гравийно-галечные и щебенисто-дресвя- ные с примесью: песка
супеси или суглинка до 25 %
супеси или суглинка до 50 %
легкие и средние
Первый принцип находит применение в тех случаях, когда грунты застраиваемой территории можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически оправданных затратах. Второй принцип рационален на скальных породах или грунтах, деформация оттаивания которых не превышает предельно допустимых значений. Этот принцип целесообразен и при несплошном распространении вечной мерзлоты и неодинаковой глубине залегания ВГМ.
Особые природные условия районов распространения вечномерзлых грунтов диктуют специальные требования к строительству и эксплуатации сооружений, что и предопределяет особенности проектирования инженерной подготовки территорий, характер мероприятий которой зависит от мерзлотно-геологических условий строительства. Эти условия в районах вечной мерзлоты характеризуются наличием обширных областей с грунтами пониженной несущей способности — с подземными льдами или засоленных, с мерзлотно-геоморфологическими образованиями, а в некоторых случаях и активной сейсмической деятельностью.
К мерзлотно-геоморфологическим образованиям на таких грунтах относят следующие виды деформации поверхности: бугры пучения, наледи, морозобойные трещины, термокарсты, солифлюкцию и оврагооб- разование.
Бугры пучения — это поднятие почвы под действием потока грунтовых вод, в которых имеются ледяные включения. С изменением теплового режима происходит разрушение бугров и образование впадин.
Грунтовые наледи возникают под напором надмерзлотных вод из-за уменьшения или промерзания живого сечения потока грунтовых вод. Причиной образования наледей могут быть и подземные воды глубинных горизонтов, выходящие по зонам разломов, тектоническим трещинам, контактам пород различного возраста и состава. В результате постепенно изливающаяся вода замерзает, образуя на поверхности наледи. Иногда наледи появляются на участках, где движению потока грунтовых вод препятствует какая-либо преграда, например местное увеличение промерзания с поверхности или прослойки слабофильтрующих грунтов. Часто появлению таких наледей способствует срезка и выемка грунта на склонах в местах разгрузки грунтовых вод или отсыпка в летний период штабелей грунта.
Образование наледей может быть вызвано и особенностями режима водоемов. Тогда такие наледи называют речными или озерными. Они отличаются крупными размерами по сравнению с грунтовыми.
Морозобойные трещины возникают из-за неравномерного охлаждения грунтов в связи с развитием в них растягивающих напряжений, превышающих предел прочности мерзлого грунта на разрыв. Глубина растрескивания ограничивается обычно зоной сжатия грунтов и практически не превышает 10 м.
Термокарстом называют провальные формы рельефа, образованные из-за оттаивания льдистых вечномерзлых грунтов и поверхностного льда вследствие изменения температурного и гидрогеологического режима. Провалы наполняет вода, образуя озера глубиной 1,5. 3,0 м. Для термокарста характерно прогрессирующее интенсивное увеличение провалов, сопровождающееся оползанием грунта у берегов.
Солифлюкцией называют медленное вязкое течение переувлажненного и оттаявшего грунта по склону под влиянием силы тяжести. Это явление значительно усиливает действие выпадающих атмосферных осадков. Тогда деятельная зона сплывает интенсивней, а растительный слой смещается по отношению к нему, двигаясь быстрее. В ряде случаев со- лифлюкационные явления могут переходить в оползневые с катастрофическими последствиями.
Процесс оврагообразования на вечномерзлых грунтах вызывает разрыв проточными водами льдистых грунтов. В таких условиях процесс развивается очень интенсивно, так как лед, цементирующий грунтовые частицы, тает и легко уносится водой.
Источник: studme.org
Проектирование и строительство сооружений в районах распространения многолетней мерзлоты
Для районов распространения многолетней мерзлоты характерно:
определенное строение толщ горных пород, обусловленное появлением в них льда (как породы) в виде различных форм и таликов;
изменение состава, строения и физико-механических свойств пород при промерзании и оттаивании;
развитие и широкое распространение мерзлотных геологических процессов;
неоднородный температурный режим многолетнемерзлых пород вследствие особенностей теплообмена отдельных частей земной поверхности;
различный тепловой режим пород во время строительства на них сооружений в зависимости от интенсивности искусственного воздействия на мерзлые породы.
На режим мерзлоты влияют:
- а) тепловой режим сооружений и технологические особенности эксплуатации;
- б) снег;
- в) вырубка леса, уничтожение растительного покрова и т.п.;
- г) грунтовые и поверхностные воды и их режим;
- д) строительство и эксплуатация земляного полотна дорог;
- е) водохранилища;
- ж) плотность застройки и экспозиция сооружений;
- з) санитарно-технические коммуникации и их способы укладки.
Строительство и эксплуатация объектов на территории вечной мерзлоты осуществляется по СНиПам. При земляных работах вечная мерзлота разрабатывается как скальный грунт.
Для решения строительных задач важно знать мощность деятельного слоя. Эту мощность можно определить:
при инженерно-геологических изысканиях;
по многолетним (более 10 лет) наблюдениям за данным районом;
расчетным способом, при котором учитывается тепловое влияние будущего здания или сооружения.
В поясе умеренного климата глубины сезонных изменений грунтов не превышают 1,5-1,8 м, в связи с чем нормативная глубина заложения фундаментов обычных зданий составляет 2,5-2,0 м, если это допустимо по геологическим условиям.
Основания, сложенные пучинистыми грунтами, должны проектироваться с учетом способности таких грунтов при сезонном промерзании увеличиваться в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и возникновением сил морозного пучения грунта, действующих на фундамент. При оттаивании происходит осадка пучинистого грунта.
К пучинистым грунтам относятся пылевато-глинистые грунты, пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем, имеющие к началу промерзания влажность выше определенного уровня. При проектировании следует учитывать возможность повышения влажности грунта за счет подъема уровня подземных вод, инфильтрации подземных вод и экранирования поверхности. В глинистых пучинистых породах глубина заложения фундаментов сооружений и зданий должна быть не менее расчетной глубины промерзания пород (СНиП И-15-74).
Пучинистые грунты характеризуются:
относительной деформацией морозного пучения fh — отношением подъема ненагруженной поверхности грунта к толщине промерзающего слоя;
давлением морозного пучения fh, нормальным к подошве фундамента;
удельным значением fh касательной силы морозного пучения, действующей вдоль боковой поверхности фундамента.
Указанные характеристики должны устанавливаться на основе опытных данных с учетом возможного изменения гидрогеологических условий; допускается определять по физическим характеристикам грунтов.
Расчет оснований, сложенных пучинистыми грунтами, должен выполняться с учетом сил морозного пучения. При заложении фундаментов ниже расчетной глубины промерзания должен выполняться расчет устойчивости фундаментов на действие касательных сил морозного пучения;
при заложении фундаментов выше (малозаглубленные фундаменты) необходимо производить расчет деформаций морозного пучения грунтов основания с учетом касательных и нормальных сил морозного пучения.
Расчетные деформации морозного пучения грунтов основания, определяемые с учетом нагрузки от сооружения, не должны превышать предельных значений для набухающих грунтов.
Для предупреждения выпучивания фундаментов предусматривают мероприятия для уменьшения сил смерзания пород с фундаментами — гравийные, галечные и щебенистые засыпки, покрытие фундаментов смазками, расширение фундаментов книзу, дренирование пород и др.
В зависимости от природных условий района и особенностей сооружений их строительство осуществляют по одному из двух принципов:
І — с сохранением горных пород в мерзлом состоянии в течение всего периода строительства и эксплуатации сооружений;
ІІ — когда рассчитывают на: а) постепенное оттаивание мерзлых пород в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений; б) предварительное искусственное оттаивание горных пород до возведения зданий и сооружений; в) замену льдонасыщенных мерзлых пород талыми.
Выбор принципа строительства определяется из условий технической целесообразности и экономической выгодности для конкретного режима многолетней мерзлоты и теплового режима проектируемых сооружений.
Строительство по 1 принципу рекомендуется в случаях, когда многолетняя мерзлота имеет устойчивый режим. Для неустойчивого режима — допускается при осуществлении мероприятий, обеспечивающих понижение температуры горных пород по сравнению с естественной.
Строительство по принципу 2 допускается, когда сохранить мерзлоту невозможно или экономически нецелесообразно. Осадка сооружений при оттаивании пород не должна превышать предела допустимых значений.
Сохранение горных пород в основании сооружений в мерзлом состоянии достигается с помощью поверхностных и заглубленных охлаждающих устройств. К поверхностным относятся холодные подполья, вентиляционные короба по периметру сооружений, система каналов под полом сооружений. К заглубленным относятся системы охлаждающих труб, каналов, шахт, закладываемых в грунты основания сооружений.
Предусматривают производство работ по закладке фундаментов в зимнее время, отвод дождевых, талых и грунтовых вод, свайные фундаменты; применяют отдельно стоящие сборные бетонные фундаменты, противопучинные мероприятия (отсыпка грубообломочного материала, обмазка фундаментов покрытиями и др.).
При проектировании сооружений с постепенным оттаиванием пород в процессе эксплуатации рекомендуются мероприятия по уменьшению неравномерности их осадки путем: а) равномерного оттаивания пород под фундаментами (регулирование теплоизоляцией, спецнагреватели и пр.); б) исключения резких изменений нагрузки по длине фундаментов; в) придание жесткости сооружениям, устройство осадочных швов и др.; г) заложением фундаментов отдельных частей здания на различные глубины, на которых находятся породы с примерно одинаковой или большей несущей способностью; д) уширением фундаментов, созданием песчано-гравийных подушек и других в пределах более деформируемых грунтов; е) особыми типами фундаментов для различно действующих частей сооружения.
Применяют фундаменты различных типов — в виде лент, плит, столбов, свай-стоек или глубоких опор. Выбор глубины заложения фундаментов определяется составом, строением и условиями залегания мерзлых пород, принятым принципом строительства, расчетной глубиной промерзания, особенностями проектируемого сооружения.
Эксплуатация зданий и сооружений в районах вечной мерзлоты требует непрерывного контроля за состоянием грунтов оснований, постоянных профилактических и ремонтно-восстановительных работ. Серьезной проблемой становится нарастающая тенденция к деградации вечной мерзлоты, что влечет за собой деформации сооружений. Проблема является геоэкологической и может быть разрешена ее методами.
Источник: vuzlit.com
Производство земляных работ в условиях вечной мерзлоты
Особенности организации земляных работ. В районах распространения ВМГ (в северной строительно-климатической зоне) значительную часть года занимает зимний период (до 200…300 суток) с еще более суровыми параметрами, чем в более умеренной зоне. В этих условиях особое значение имеет качественное и своевременное решение вопросов организации работ.
При составлении проекта организации работ необходимо учитывать все агрессивные факторы сурового климата, неблагоприятные мерзлотно-грунтовые условия района строительства, а также труднодоступность и малую освоенность, характерную для зоны распространения ВМГ. При производстве строительных работ на открытом воздухе необходимо учитывать потери рабочего времени по метеорологическим условиям и вследствие снежных заносов. Эти потери могут достигать 25 % и более от общей продолжительности зимнего периода и зависят от географического положения строительной площадки.
Сроки ведения работ имеют решающее значение в районах ВМГ. Перед составлением проекта организации работ в районах с ВМГ должны быть собраны следующие данные:
· среднемесячные, годовые и многолетние продолжительности безморозного периода и температуры воздуха, а также абсолютные минимальные и максимальные их значения; средние температуры грунта; число дней со снежным покровом и его мощность, роза ветров и их скорости; число дней со скоростью ветра более 12 м/с; число дней с метелями, с осадками более 5 мм/сут, количество и периоды выпадения осадков, число дней с сильными туманами; время начала и размеры снегозаносимости площадок и дорог; появление и интенсивность действия наледей; характеристика ВМГ; прогноз изменения природных условий при освоении занимаемых под строительство территорий;
· возможные пути и время действия маршрутов для завоза машин, оборудования и людей к месту работ;
· необходимость и возможность строительства постоянных автодорог, автозимников и временных аэродромов, временных помещений для хранения машин и материалов, а также для проживания и обогрева рабочих;
· возможность многоцелевого использования машин и оборудования, транспортабельность и необходимость при этом демонтажа и сборки машин на месте работ;
· необходимость заблаговременной доставки машин, механизмов, запчастей, горючесмазочных материалов и ВВ на случай временного бездорожья;
· возможное сокращение рабочего времени, снижение производительности людей и машин из-за погодных условий и работы на открытом воздухе;
· неоднородность, обводненность, несущая способность грунтов карьеров, глубина и сроки их замерзания и оттаивания, плотность, зерновой и минералогический состав, а также возможность, объемы добычи и осушения талых мелкозернистых грунтов, добываемых со дна прилегающих озер.
В связи с тем, что в районах сурового климата (районах с ВМГ) из-за отдаленности, обособленности, малой освоенности и отсутствия транспортных связей чрезвычайно трудно организовать и осуществить нормальное строительное производство, при разработке ПОС, ППР, ПОР требуется тщательно детализировать входящие в них планы организационно-технической подготовки строительства.
В частности в подготовительный период должны быть выполнены:
· передислокация мобильных подразделений вместе с необходимой строительной техникой, транспортом и другим оборудованием в северном исполнении;
· отвод земель, постройка подъездных путей, дорог, вертолетных площадок и т. д.;
· постройка и оборудование ремонтной базы, складов, гаражей, электростанций, линий связи энергоснабжения, водоснабжения и канализации;
· постройка поселков строителей с необходимыми объектами культурно-бытового обслуживания, медицинской помощи и т. п.;
· специальные работы, связанные с особенностями строительства объектов на ВМГ: утепление грунтов полимерной пеной, засоление грунтов, рыхление, замораживание талых или оттаивающих грунтов, покрытие грунтов полимерной пленкой, оттаивание грунтов холодной или теплой водой, электроосмотическое просушивание грунтов забивными перфорированными электродами, штабелирование дренирующих гравийно-галечниковых грунтов и многократное окучивание обычных грунтов, следующее за оттаиванием и первоначальным просушиванием, уплотнение и закрепление грунтов, в том числе на участках солифлюкционных и наледных явлений и т. д.
5.3. Способы производства земляных работ
и разработки вечномерзлых грунтов
Земляные работы в районах с ВМГ следует вести круглосуточно, с соблюдением принятого принципа строительства, придерживаясь условий возведения земляных сооружений в летнее и зимнее время.
Строительство по принципу I ведется при всемерном сохранении природных условий и температур ВМГ. Для этого движение транспорта разрешается только по промерзшему слою 0,3…0,5 м. Землевозные дороги строят, начиная от карьера, зимой по настилу из хвороста, обсыпанного слоем грунта 0,5…0,6 м. Лес, кустарник вырубают зимой только в контурах земляного сооружения. Корчевка пней не допускается. Мохо-растительный покров под сооружением и на расстоянии 100 м в стороны от его подошвы тщательно сохраняют.
В течение зимы после каждого снегопада или метели снег с площадки убирают. В конце зимы перед началом таяния проводят снегозадержание или снегонакопление.
Задел по расчистке просеки не допускается. На расчищенном участке до наступления положительных температур воздуха должна быть отсыпана насыпь на всю длину и ее проектную высоту или только нижний ее слой (при двухэтапной отсыпке). Двухэтапная отсыпка насыпей создает условия для круглогодичной работы.
Дренирующие грунты разрабатывают и укладывают круглый год. Мелкозернистые и глинистые грунты, сцементированные льдом, можно укладывать в насыпь (СНиП 3.06.02–86) в количестве 20…50 %. При необходимости возведения зимой насыпей из мелкозернистых грунтов талый грунт заготавливают и сгребают в бурты летом. Бурты располагают вблизи карты укладки вдоль уклона местности на дренирующей подушке 0,3…0,5 м. От переувлажнения грунт покрывают пленкой и в конце теплого периода слоем пенопласта или иных теплоизоляционных материалов.
На зимний период относят работы по замене грунта и удалению слабых (после оттаивания) грунтов основания насыпей, поэтому используют привозные грунты. В зимнее время также производят разработку выемок в грунтах III и IV категорий просадочности с предварительным рыхлением.
Низкотемпературные мерзлые грунты целесообразно рыхлить буро- и щелевзрывным способами, высокотемпературные – рыхлителями статического действия на тракторах мощностью 220 кВт и более. Разрыв между рыхлением грунтов и разработкой не должен превышать 1…2 смен работы ведущей машины. Между бурением и зарядкой скважин не следует допускать разрыва.
Строительство по принципу II следует вести при возможно большом осушении и прогреве грунтов. Для этого зимой за год до основных работ рубят лес и корчуют пни, принимают меры к снегозадержанию в начале зимы и убирают снежный покров при первых оттепелях в основании насыпей, резервах, карьерах и выемках. Мохорастительный слой убирают сразу по мере его оттаивания.
Для ускорения осушения грунтов весной нарезают водоотводные канавы глубиной 0,3…0,4 м с последующим углублением по мере оттаивания. При большой обводненности в районах, где испарение на 100 мм и более превышает годовое количество осадков, водоотводные канавы целесообразно устраивать в начале зимы, когда промерзший на 0,1…0,15 м грунт легко можно взломать землеройными машинами.
Сроки начала весенне-летних работ определяются оттаиванием грунта на глубину 0,15…0,2 м. В этот период разрабатывают, отсыпают и уплотняют мелкозернистые и глинистые грунты, устраивают выемки в таких же грунтах.
В летнее время разработка ВМГ имеет некоторые трудности. Главной из них является обводнение тающего льдонасыщенного грунта с переходом его в текучепластичное состояние. При разработке выемки экскаватором прямая лопата нижний слой льдонасыщенного грунта рекомендуется оставлять в естественном состоянии с последующей его послойной разработкой бульдозером по мере оттаивания (метод радиационного оттаивания). Это мероприятие позволяет автосамосвалам, транспортирующим грунт от экскаватора, перемещаться по прочному мерзлому основанию. Разжиженный оттаявший грунт перемещается бульдозером за пределы выемки.
Метод радиационного оттаивания можно применять с начала июня и до середины сентября. При послойном радиационном оттаивании связных и плохо дренирующих грунтов, если оттаявший грунт снимается каждую смену, скорость продвижения фронта положительных температур, идущего от дневной поверхности, составляет 0,2…0,3 м в сутки.
Способ радиационного оттаивания наиболее эффективен в гравийно-галечных грунтах. При этом рекомендуется в комплект машин включать фронтальные погрузчики и тракторные рыхлители мощностью 220 кВт и более.
При рыхлении ВМГ взрыванием в летнее время при больших разрывах между рыхлением и разработкой грунта происходит его повторное смерзание, поэтому продолжительность разрыва не должна превышать более 1–2 смен.
В зимнее время ВМГ разрабатывают с использованием технологических приемов, применяемых на разработке сезонномерзлого грунта. Плотные ВМГ (низкотемпературные) следует рыхлить буровзрывным способом; более пластичные (высокотемпературные) целесообразнее рыхлить тракторными рыхлителями. В зимнее время также существует опасность повторного смерзания разрыхленного грунта, во избежание этого объем взорванной породы (или сменная выработка рыхлителя) не должен превышать сменную производительность грунтоуборочной техники в 3…4 раза.
Для работы в северных условиях (ВМГ) следует применять машины с большой единичной мощностью, так как только в этом случае можно снизить трудоемкость работ.
Использование различных способов разработки ВМГ в зависимости от времени года и грунтовых условий приведено в табл. 5.4.
Использование способов разработки ВМГ
| Время года | Характеристика грунтовых условий | Рекомендуемые способы разработки грунтов |
| Декабрь–май | Сезонная мерзлота с ВМГ | 1. Пневмоинструмент 2. Отогрев грунта огневыми установками 3. Отогрев грунта паровыми иглами 4. Электропрогрев токами высокого напряжения 5. Взрывание, особенно с использованием щелевых зарядов 6. Использование рыхлителей |
Окончание табл. 5.4
| Время года | Характеристика грунтовых условий | Рекомендуемые способы разработки грунтов |
| Май–июнь | Начало оттаивания сезоннопромерзающего слоя | 1. Радиационное оттаивание 2. Послойная срезка оттаявшего грунта бульдозером 3. Возможно предохранение грунтов от оттаивания и использование способов зимней разработки |
| Июнь–сентябрь | Значительное, а местами полное оттаивание сезоннооттаивающего слоя | 1. Малообводненные грунты разрабатываются землеройными машинами (бульдозерами, экскаваторами) 2. Сильнообводненные – мероприятия по осушению, возможна частичная разработка грейферами |
| Сентябрь–октябрь | Промерзание сезоннопромерзающего слоя | 1. В зависимости от условий проводятся мероприятия по предохранению или промораживанию грунтов 2. Вымораживание грунтов 3. При промерзании до глубины 0,3…0,4 м разработка одноковшовыми экскаваторами, далее использование зимних способов работ |
Средства механизации земляных работ. Одним из основных методов разработки мерзлого грунта, в том числе ВМГ, является его механическое рыхление с последующей разработкой землеройными машинами. По оценке ЦНИИОМТП Госстроя СССР этим способом осуществляется более половины объема земляных работ в мерзлых грунтах. В табл. 5.5 приведена оценка ЦНИИОМТП по данным 1990 г.
В районах с суровым климатом и большой глубиной промерзания (в районах с ВМГ) из всех перечисленных способов разработки мерзлых грунтов наиболее эффективны две схемы: буровзрывные работы–экскаваторная погрузка–автотранспорт–разравнивание грунта на отвалах бульдозерами; рыхление грунта мощными тракторными рыхлителями, оборудованными бульдозерными отвалами, – погрузка фронтальными погрузчиками–транспортировка и другие операции, как в первой схеме.
Сложные условия производства в районах с суровым климатом и ВМГ вызывают необходимость применения строительной техники в специальном северном исполнении (использование индекса С или ХЛ). Такая техника может сохранять высокую производительность при температурах ниже минус 40 °С.
Использование в общем объеме работ мерзлых грунтов
| Вид работ | % |
| Механическая разработка и подготовка | 55,5 |
| В том числе: | |
| рыхление клин-молотом | 7,3 |
| механизированным инструментом и сменным оборудованием к экскаваторам (кроме молотов) | 0,1 |
| траншейными экскаваторами | 13,5 |
| бульдозерами-рыхлителями | 12,3 |
| навесными рыхлителями активного действия на тракторах | 2,2 |
| молотами на гидравлических экскаваторах | 2,9 |
| рабочими органами захватно-клещевого типа на гидравлических экскаваторах | |
| блочным способом с применением землерезных машин | |
| экскаваторами с ковшами активного действия | |
| Рыхление взрывом | 30,4 |
| Оттаивание и химическое размораживание | 1,1 |
| Предохранение от промерзания | 2,2 |
| Прочие способы | 10,8 |
Общими особенностями строительных и дорожных машин в северном исполнении являются:
· оборудование двигателей специальными предпусковыми подогревателями, обеспечивающими готовность машины к работе под нагрузкой не более чем через 45 мин после их включения, и утеплительными устройствами для обеспечения оптимального теплового режима двигателя при температурах воздуха до минус 60 °С;
· применение в системах охлаждения двигателя низкозамерзающих охлаждающих жидкостей;
· применение в узлах трансмиссии и ходовой части низкозамерзающих масел и смазок;
· усовершенствование конструкции кабин за счет улучшения их теплоизоляции, улучшение объема фронта работ и передвижения, увеличения площади для обеспечения свободной работы машиниста в зимней одежде и необходимого воздухообмена, введение системы защиты от обледенения стекол и установки нагревательных устройств, позволяющих поддерживать температуру +10 0 С на уровне сиденья машиниста;
· повышение (по сравнению с обычным использованием) износостойкости элементов рабочего оборудования (ножи бульдозеров и автогрейдеров, рыхлителей и передних стенок ковшей экскаваторов) и ходовой части;
· изготовление базовых узлов и ответственных деталей валов, шестерен, редукторов, трансмиссий из качественных легированных сталей и дополнительная их термическая обработка;
· применение в конструкциях резинотехнических изделий, изготовленных из морозостойких резин, работающих при температурах до минус 60 °С;
· наличие в пневматических системах специальных устройств для осушения воздуха, предотвращающих попадание в эти системы влаги и замерзание в них конденсата.
В настоящее время в ССКЗ находит применение следующая техника (табл. 5.6):
а) бульдозеры и рыхлители: ДЗ-54С и ДП-5С; ДЗ-55С и ДП-16С; бульдозерно-рыхлительный агрегат ДЗ-126; импортные бульдозеры, оборудованные рыхлителями: Д-155А; Д-355А фирмы «Комацу»; Д8К; Д9Н фирмы «Катерпиллар»; ТД-25С фирмы «Интернейшнл Харвестер»; Д6С фирмы «Катерпиллар Мицубиси». Импортные бульдозеры, выпускаемые разными фирмами, не имеют значительных принципиальных различий, их мощность колеблется от 240 до 310 кВт;
б) грунтоуплотняющие машины: Д-471Б (с повышенной хладостойкостью); навесное оборудование (трамбующие плиты) на тракторе в северном исполнении Т-130АС.
Паспорт-табель механизированной колонны для северной зоны
| Машины | М-2 | М-3 | М-4 | М-5 | М-7 | М-8 | М-9 | М-подготовительный | М-планировочный | Итого |
| Объемы, тыс.м 3 Число модулей | 340×3 | |||||||||
| Машины для разработки грунта | ||||||||||
| Экскаваторы, м 3 : 0,4 0,65 1,0 1,6 2,5 Скрепер 9 м 3 | 2/2 | 2/6 | 1/1 | 4/4 | ||||||
| Бульдозер 100 кН » 250 кН | 1/1 | 1/3 | 1/1 | 2/2 | 2/2 | |||||
| Погрузчик 2 м 3 Канавокопатель | 2/2 |
Окончание табл. 5.6
| Машины | М-2 | М-3 | М-4 | М-5 | М-7 | М-8 | М-9 | М-подготовительный | М-планировочный | Итого |
| Машины для уплотнения грунта | ||||||||||
| Каток полуприцепной вибрационный | 1/1 | 1/3 | 1/1 | 1/1 | 0,5 | 0,5 | 1/1 | |||
| Машина поливомоечная | ||||||||||
| Машины для планировки | ||||||||||
| Автогрейдер средний тяжелый Экскаватор-планировщик | ||||||||||
| Транспортные машины | ||||||||||
| Автомобили-самосвалы 12 т То же свыше 12 т Трейлер 60 т | 8/8 | 12/36 | 7/7 | 10/10 | ||||||
| Машины для подготовительных работ | ||||||||||
| Корчеватель Кусторез | ||||||||||
| Рыхлитель: 100 кН 250 кН | 1/1 | 1/3 | 1/1 | 1/1 | 1/1 | |||||
| Трактор-толкач 250 кН | 1/1 |
5.4. Освоение трассы железной дороги
в условиях залегания вечномерзлых грунтов
Требования охраны природы. Строительство в районах ВМГ связано с изменением гидрогеологических, мерзотно-геоморфологических условий и температурного режима мерзлых грунтов не только непосредственно под сооружением, но и за его пределами.
Характер изменения природного равновесия может прогнозироваться. Уже на стадии проведения изысканий могут быть даны рекомендации по возможному сохранению мерзлотной обстановки или сведению к минимальным величинам неизбежных нарушений природного равновесия.
В возникновении мерзлотно-геоморфологических образований, являющихся, как правило, следствием такого нарушения природного равновесия, большое значение имеет изменение температурного режима грунтов. Так в деятельном слое и мерзлой толще при изменении температуры происходит непрерывное изменение соотношения твердой и жидкой составляющих грунта. Это приводит к перемещению (миграции) влаги, которая как при промерзании, так и при оттаивании движется к массивам с более низкой температурой.
Поскольку одновременно с изменением температуры меняется состав скелета грунта, то в совокупности с процессом миграции влаги происходят различные криогенные пучения, развиваются термокарстовые, оползневые и другие явления.
Изменение водно-теплового режима чаще всего при освоении территорий связано с нарушением состояния мохоторфяного надпочвенного покрова, теплопроводность которого на порядок меньше теплопроводности минерального водонасыщенного грунта. Имеет значение и изменение влажности торфа, поскольку коэффициент его теплопроводности прямо пропорционален влажности.
Малейшее нарушение мохоторфяного покрова при движении по его поверхности транспортных средств, дорожно-строительных машин, при вырубке леса и кустарника, корчевке пней и т. д. приводят к снижению теплозащиты мерзлого основания.
Нарушение травяной растительности при проходе, например, гусеничных машин обнажает поверхность торфа, что приводит к уменьшению альбедо в 1,5…2 раза и повышению температуры в грунте за счет солнечной радиации примерно на 2 °С. Через год в колеях проходившего по тундре транспорта образуются широкие траншеи глубиной иногда до 1,5 м, заполненные водой. Это в свою очередь ведет к разрушению вечной мерзлоты, особенно резко проявляющемуся в высокотемпературных ВМГ.
В грунтах высокой льдонасыщенности нарушение мохорастительного покрова приводит к проявлению марей. Вытаивание жильных льдов, ледяных прослоек является причиной термокарста.
С этой же целью не допускается устройство притрассовых резервов. Лес должен вырубаться только в пределах полосы, непосредственно занятой земляным полотном. При необходимости устройства водоотводных и нагорных канав их выполняют без заглубления, путем ограждения валиками из глинистого грунта. После зимнего промораживания поверхность валиков защищают от быстрого оттаивания и размыва одерновкой.
Указанные условия должны обязательно учитываться при определении общей схемы и оптимальных методов производства работ и отражаться в проектах организации строительства и в проектах производства работ. Кроме того, в ПОС объектов, возводимых в условиях северной климатической зоны, в районах с ВМГ, должен содержаться обзорный (региональный и конкретный для каждого объекта) прогноз возможного преобразования природной среды в результате осуществления проекта, учитывающий опыт воздействия на природу в аналогичных условиях.
Опыт, накопленный при строительстве в условиях вечной мерзлоты, показывает, что можно рекомендовать определенные мероприятия, позволяющие свести к минимуму изменение природной среды:
· планирование земляных работ по сезонам года с целью переноса наиболее активных процессов на зимнее время года;
· преимущественную разработку грунтов по принципу I, т. е. в естественном состоянии;
· опережающее строительство дорог, применение песчаных и щебеночных насыпей и подсыпок слоем 0,3…0,6 м;
· категорическое запрещение перемещения гусеничных землеройных машин в летнее время года и в период межсезонья по тундре, когда мощность снежного покрова не превышает 0,3 м;
· подготовительные работы по удалению леса и кустарника вести посредством рубки, а не корчевания;
· сведение к минимуму планировочных работ, связанных с разработкой грунта и его перемещения, нарушающее естественный рельеф и растительный покров (при организации строительных площадок);
· ограничение земляных работ по берегам рек и озер в радиусе 50…70 м;
· использование грунта из выемок для засыпки термокарстовых понижений;
· задернение (залужение) поврежденных грунтовых поверхностей равнинных или слабонаклонных марей (тундр);
· ограничение наибольшего срока эксплуатации временных сооружений на одном месте (1…2 года).
Производство работ подготовительного периода. Сооружение железных дорог ведется поточным методом в соответствии с проектом организации строительства и проектами производства работ, в которых главное внимание следует обращать на сроки выполнения основных и подготовительных работ с учетом климатических, грунтовых и гидрогеологических характеристик района строительства, главным образом в сложных и особых условиях.
На участках, где земляное полотно запроектировано по принципу I, запрещается даже частичное перенесение отдельных видов и этапов работ на последующие сроки, не предусмотренные проектом.
Климатические условия районов распространения ВМГ ограничивают сроки производства земляных работ в летнее время, поэтому для наиболее полного использования летнего периода следует:
· осуществить комплексную механизацию возведения земляного полотна, искусственных сооружений, отделочных и укрепительных работ и т. д.;
· вести земляные работы в три смены, рационально используя карьеры грунта;
· вести все виды работ широким фронтом со строгим соблюдением технических условий на сооружение земляного полотна на ВМГ;
· использовать этапную организацию работ.
На зимний период рекомендуется относить следующие работы :
¨ расчистку дорожной полосы;
¨ разработку выемок и котлованов, содержащих подземные льды;
¨ возведение насыпей из скальных, а также несмерзающихся галечно-гравийных и песчаных грунтов на участках со слабыми основаниями;
¨ сооружение временных землевозных и притрассовых автодорог;
¨ устройство теплоизолирующих слоев в основании насыпей и на откосах выемок;
¨ отсыпку земляного полотна на затопляемых участках местности;
¨ устройство утепленных лотков и дренажных систем;
¨ устройство свайных фундаментов мостов и труб на сильнольдистых грунтах;
¨ укрепление откосов насыпей регуляционных сооружений.
Технологический процесс возведения земляного полотна включает следующие виды последовательно выполняемых работ:
· восстановление трассы с оформлением полосы отвода земель;
· очистку дорожной полосы от леса и кустарника;
· разработку, перемещение и укладку грунтов с их послойным разравниваем и уплотнением и обеспечением водоотвода;
· окончательную отделку и планировку земляного полотна.
На участках, где земляное полотно запроектировано по принципу I, работы по расчистке дорожной полосы выполняют только в зимний период с соблюдением следующих правил:
¨ валят, трелюют лес и удаляют кустарник только в пределах полосы на ширину насыпи понизу; корчевка пней и нарушение мохорастительного покрова в пределах просеки и прилегающей к ней территории на расстоянии не менее 100 м в обе стороны трассы не допускается;
¨ просеки вырубают только на тех участках, где предусмотрено закончить сооружение земляного полотна в первый год до начала оттаивания грунтов основания, не допуская «задела»;
¨ с наступлением весенних оттепелей запрещается проезд дорожных машин и всех видов технологического транспорта по просеке и прилегающей территории на расстоянии 100 м от границы дорожной полосы.
На участках, где земляное полотно запроектировано по принципу II, расчистку дорожной полосы выполняют с соблюдением следующих правил:
· валку леса, трелевку, а также удаление кустарника осуществляют зимой на ширину всей дорожной полосы;
· за год до начала основных земляных работ с поверхности притрассовых резервов (если они предусмотрены проектом) удаляют мохо-растительный покров, а также устраивают нагорные и водоотводные канавы.
Мохорастительный покров удаляют весной, сразу после его оттаивания, не допуская нарушения покрова в пределах основания насыпи. При использовании на этих работах бульдозеров с неповоротным отвалом первые проходы выполняют вдоль нижней бровки откоса с созданием промежуточных валиков; затем мохорастительный слой срезают полосами при движении бульдозера под углом к оси дороги, без заезда на основание насыпи, и перемещают за пределы резерва. При использовании универсальных бульдозеров мохорастительный покров срезают вдоль всей захватки, начиная с кромки основания насыпи, в результате чего образуется сплошной промежуточный валик. На остальной части резерва расчистку ведут поперечными проходами бульдозера.
Притрассовые и подъездные автомобильные дороги. При сооружении железных дорог до укладки верхнего строения пути прокладывают линию связи, сооружают земляное полотно, строят искусственные сооружения, жилые и технические здания и другие объекты. Поэтому для перевозки материалов, конструкций, оборудования, строительных машин, грунта, а также личного состава строительных подразделений устраивают автомобильные дороги, которые подразделяют на притрассовые, подъездные и временные землевозные.
В неосвоенных районах при отсутствии существующей дорожной сети рекомендуется проектировать притрассовые автомобильные дороги постоянного использования.
Категория притрассовой автомобильной дороги назначается с учетом объема оперативных перевозок в рассматриваемом сечении в тыс. ткм/км дороги. При этом в состав технологических грузов должны быть включены:
· грунты для возведения железнодорожного земляного полотна;
· материалы и конструкции для возведения искусственных сооружений железной и автомобильной дорог;
· материалы и конструкции для возведения необходимой (первоэтапной) части жилых и производственных зданий, связи, водоснабжения, энергоснабжения, теплоснабжения, дорожной одежды притрассовой автомобильной дороги и др.
Общее направление притрассовой автомобильной дороги должно совпадать с направлением железной дороги, для обеспечения строительства которой она проектируется.
Автомобильную дорогу у железнодорожных выемок следует размещать на отдельном самостоятельном полотне, а у насыпей – отдавать предпочтение устройству ее на общем полотне в виде бермы железнодорожной насыпи (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Размещение автомобильной дороги у железнодорожных насыпей
При расположении автодороги на самостоятельном полотне рекомендуется в удобных местах сближать трассы обеих сторон, устраивая их на общем полотне. В любом случае сооружение дорог на раздельном полотне должно быть обосновано технико-экономическими расчетами.
В пределах раздельных пунктов автодорогу следует размещать со стороны пассажирского здания и будущего поселка; на перегонах – со стороны грунтовых карьеров. При невозможности по мерзлотно-грунтовым условиям размещать притрассовую автомобильную дорогу на общем полотне, ее проектируют как самостоятельное сооружение с отдалением от железной дороги на расстояние, превышающее зону взаимного влияния дорог.
Проект организации строительства автодороги следует разрабатывать при проектировании железной дороги с уточнением и детализацией в процессе составления рабочей документации. Темпы и сроки сооружения притрассовых и всех других построечных автомобильных дорог должны соответствовать графику организации строительства железной дороги.
Сооружение автодороги следует проектировать по одной из двух основных схем: с головы или на широком фронте. По первой схеме следует сооружать преимущественно построечные дороги небольшого протяжения (до 3 км). Вторая схема может быть применена при необходимости обеспечить высокие темпы строительства притрассовых автомобильных дорог значительной протяженности.
В ПОС железной дороги должны быть определены сроки начала и окончания строительства притрассовых автодорог в целом по всей длине и по отдельным ее участкам, а также при необходимости – этапы строительства.
При этапном сооружении автодороги предлагается следующая стадийность работ (в расчете на годовой цикл):
I этап – в зимний период, до открытия движения по автодороге;
II этап – по мере открытия движения автомобилей по трассе, вслед за этапом I;
III этап – до достижения интенсивности движения 50 автомобилей в сутки.
Продолжительность цикла – один год. При этом длина участка должна быть равна годовому приросту фронта строительства железной дороги. Для Сибири и Дальнего Востока рекомендуются следующие ориентировочные сроки выполнения этапов: I – с ноября по январь–февраль; II – с ноября по апрель–май (до наступления весенней распутицы); III – с мая и далее (летом и осенью).
Иногда между выполнением II и III этапов при медленном росте перевозок можно допускать разрыв до полутора лет. На графике строительства показывают:
· сроки начала работ на трассе (прорубка просеки) и открытия движения автомобилей;
· время достижения интенсивности движения автомобилей 50 авт./сут (рис. 5.3).
Рис. 5.3. График поэтапного строительства притрассовой автомобильной дороги
Инженерная подготовка строительных площадок. Одновременно с подготовкой полосы отвода на перегонах осуществляется инженерная подготовка строительных площадок под здания и сооружения на раздельных пунктах.
Инженерная подготовка включает комплекс мероприятий, направленных на обеспечение пригодности территорий для градостроительства и их защиты от неблагоприятных природных явлений. Решение вопросов приспособления территорий к нуждам градостроительства относят обычно к благоустройству населенных мест путем организации рельефа и поверхностного стока дождевых и талых вод. Другие необходимые мероприятия причисляют к специальным, предупреждающим такие явления, как например в районах с ВМГ, сохранение мерзлотно-грунтовых условий и температурного режима грунта или искусственное понижение температуры ВМГ.
Согласно нормам (СниП 3.01.01-85) инженерная подготовка территорий застройки должна быть выполнена до начала основных работ. При сооружении железных дорог мероприятия по инженерной подготовке должны разрабатываться в связи с очередностью строительства временных поселков для размещения строителей. Они должны соответствовать принятому принципу строительства на ВМГ.
В состав основных мероприятий по инженерной подготовке территорий входят:
· решение общей схемы вертикальной планировки и водоотвода;
· осушение избыточно увлажненных участков;
· предупреждение развития криогенных процессов: наледеобразования, пучения грунтов, солифлюкции, термокарстов, обвало- и оврагообразования и др.;
· регуляционные и защитные мероприятия: защита прибрежных территорий от затопления и разлива, расчистка и регулирование русел малых рек и водотоков, удаление застойных вод, устройство водоемов и др.
На просадочных грунтах при оттаивании ВМГ, особенно содержащих в верхних границах подземные льды, вертикальная планировка территорий допускается только за счет подсыпок привозным непросадочным или малопросадочным грунтом. При этом вертикальную планировку производят до начала всех строительных работ. В подсыпку укладывают и все инженерные коммуникации.
На непросадочных или малопросадочных грунтах (I и II категории) допускается смягчение уклонов и другие изменения рельефа путем срезок и подсыпок. При этом земляные работы следует производить летом, когда верхние слои грунта оттаивают. Для производства земляных работ по вертикальной планировке выбор типа машин осуществляется в зависимости от средней дальности перемещения грунта.
Дальность перемещения грунта, м Машина
до 20 автогрейдер
30…50 бульдозер 40 кН
50…70 бульдозер 100 кН
70…100 бульдозер 250 кН
300…1500 скреперные прицепные
400…2500 скреперные самоходные
Экскаваторы одноковшовые при планировочных работах эффективны при расстоянии возки грунта более 1,5 км. Однако в связи с ограниченной возможностью использования скреперов при разработке ВМГ экскаваторы применяются и при меньшей дальности возки. При производстве работ по планировке площадок бульдозерами срезаемый грунт следует перемещать в места подсыпки слоями в направлении заданного проектом уклона площадки. Для уплотнения грунта в комплект машин включают катки.
Экскаваторные комплексы по вертикальной планировке включают, кроме экскаваторов, автомобили-самосвалы для транспортировки грунта, бульдозеры для разрав
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Источник: cyberpedia.su