Классификация болот, применительно к трубопроводному строительству

Болота многообразны по своим физико-механическим свойствам, которые изменяются как со временем, так и по отдельным участкам одного и того же болота. Это обстоятельство с давних пор требовало четкой классификации болот, особенно при инженерных работах, когда торфяные грунты проектируются как основания сооружений.

Проектировщиков и строителей интересует вопрос: как осуществить строительство и будет ли возведенное сооружение отвечать всем техническим требованиям нормальной эксплуатации.

Поэтому при изысканиях, проектировании и эксплуатации нужно четко знать давление сооружения на основание, пределы возможных безаварийных деформаций сооружения и способность торфяного основания к восприятию временных или постоянных нагрузок.

Газопровод, укладываемый подземно на болотах, при засыпке трубы торфяным грунтом для устойчивости требует балластировки утяжеляющими грузами. Искусственно созданная отрицательная плавучесть прижимает газопровод ко дну траншеи. Отрицательная плавучесть на 1 м. трубы согласно СНиП II- 45-75 должна составлять не менее 5% от массы вытесненной жидкости. Нетрудно подсчитать, что давление газопровода на торфяную залежь не будет превышать 0,002-0,005 кгс/см 2 .

Если в траншею укладываются нефтепровод, нефтепродуктопровод или водовод с балластировкой, то давление на основание не будет превышать 0,02-0,06 кгс/см 2 . Давление от кабелей связи также не превышает указанного значения. Необходимо подчеркнуть, что давление на основание 0,05-0,06 кгс/см 2 возникает и тех случаях, когда балластировка нефтепродуктопровода рассчитывается из условия опорожнения его в период эксплуатации. Несущая способность торфяного грунта, как правило, более 0,1 кгс/см 2 .

С другой стороны, возможные осадки трубопровода, уложенного на торфяное основание, не вызывают сколько-нибудь значительных дополнительных продольных напряжений, так как трубопровод является гибкой нитью. Изложенное позволяет сделать вывод, подтверждаемый практикой строительства и эксплуатации переходов трубопроводов через болота. Болота, целиком заполненные торфом любой степени разложения, могут служить основанием для стальных магистральных трубопроводов. Однако любая строительная классификация болот должна учитывать два основных требования: сохранение цельности сооружения на весь период эксплуатации и способ производства работ.

Для цельности сооружения вполне достаточно, чтобы основанием трубопровода служили торфяные грунты, целиком заполняющие болота до минерального дна. Второе условие требует квалифицировать болота таким образам, чтобы при проектировании и строительстве можно было определить способы производства работ, а при эксплуатации - возможность доступа к любой точке перехода.

Поскольку нагрузка от строительной техники на торфяную залежь во много раз (10-20) больше, чем от трубопровода, то в основу классификации болот должна быть положена их проходимость (классификация болт по Гипроспецгазу).

По проходимости болота делятся на три типа:

I тип - болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и неоднократный проход болотной техники с удельным давлением 0,2-0,3 кгс/см 2 или проход обычной техники с помощью щитов, дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,2 кгс/см 2 ;

II тип - болота, целиком заполненные торфом, допускающие проходи и работу строительной техники только с помощью щитов, дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,1 кгс/см 2 ; строительный болотистый ландшафт

III тип - болота, допускающие работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавучих средств.

Основываясь на классификации болот по проходимости, проф. П.П. Бородавкин предлагает классификацию болот применительно к магистральным трубопроводам, учитывающую как проходимость строительной техникой болот, так и протяженность и глубину торфяной залежи. Уточненная классификация болот проф. П.П. Бородавкиным формулируется следующим образом.

1. Болота, целиком заполненные торфом устойчивой консистенции, и участки болотистых грунтов, допускающие работу и неоднократный проход строительных машин с удельным давлением на грунт q 0,25 кгс/см 2 ;
2. Болота, заполненные торфом неустойчивой консистенции при глубине торфа до 0,7 м., подстилаемые плотным минеральным грунтом, допускающим работу обычных строительных машин и механизмов. Ширина болота по створу перехода до 500 м. Несущая способность поверхности болота 0,05
3. Болота глубиной до 1,5 м. на минеральном основании, целиком заполненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением на грунт q 0,1 кгс/см 2 . Ширина болота в створе перехода до 250 м.

1. Болота, заполненные торфом неустойчивой консистенции при глубине торфа до 0,7м, подстилаемые минеральным грунтом. Ширина болота более 500 м., 0,05
2. Болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением до 0,1 кгс/см 2 . Ширина болота до 1 км.

1. Болота, допускающие работу только специальных плавучих машин и механизмов или обычных машин на понтонах;
2. Болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением до 0,1 кгс/см 2 . Ширина болота более 1 км.

В соответствии с указанным подразделением болот предлагается классифицировать трубопроводы, прокладываемые через болота, следующим образом.

АЛЬБОМ ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

по применению геосинтетических материалов
производства компании «СТЕКЛОНИТ»

Издание 3

Москва 2008

1. Область применения

Настоящий альбом дает возможность рассмотреть применение геосинтетических материалов в соответствии с проектными решениями при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автодорог, аэродромов, городских улиц, проездов, площадок и др. сооружений.

Применение геосинтетических материалов в сложных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условиях может оказаться более существенным с точки зрения работоспособности и транспортно-эксплуатационной надежности конструкции, чем получение единовременной экономии средств. Отечественный и зарубежный опыт применения геосинтетиков показывает на их универсальность (обширное поле применения), экономичность (снижение затрат на строительство и эксплуатацию, экономию строительных материалов, сокращение сроков производства работ), экологичность (сокращение использования природных ресурсов).

Геосетки из стекловолокна ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ и ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ, выпускаемые ОАО «СТЕКЛОНиТ» по СТО 00205009-001-2005, и полимерные геосетки ПС-ПОЛИСЕТ, выпускаемые по СТО 00205009-003-2006, рекомендуется применять в качестве разделительных и фильтрующих прослоек, а также армоэлементов для обеспечения устойчивости и стабильности дорожных конструкций и других сооружений.

Данные материалы находят свое применение в следующих видах строительных работ:

Строительство насыпей на слабых основаниях (болота 1-2 типа, грунты повышенной влажности, переувлажнённых торфах, песках, глинистых грунтах);

Строительство временных дорог, кустовых площадок, вдольтрассовых проездов, подъездных путей к магистральным трубопроводам и других коммуникаций временного характера;

Устройство дорожных одежд (капитальных и переходного типа);

Строительство армогрунтовых подпорных конструкций;

Специальное фундаментостроение искусственных сооружений;

Строительство малых искусственных сооружений;

Строительство магистральных трубопроводов;

Строительство хранилищ для отходов (армирование изоляционных слоев - поверхностная изоляция и изоляция основания).

Геосетки из стекловолокна ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ, ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ и полимерные геосетки ПС-ПОЛИСЕТ следует применять в соответствии с проектными решениями для:

Разделения различных типов грунтов при возведении насыпи, а также предотвращения смешивания (взаимопроникновения) грунта насыпи со слабым грунтом основания;

Повышения несущей способности слабого основания (болота 1-2 типа, грунты повышенной влажности, переувлажнённые суглинки, глины, мелкодисперсные пески);

Обеспечения равномерной осадки насыпи и сокращения сроков консолидации основания;

Повышения устойчивости грунтовых конструкций на сдвиг, тем самым обеспечивается необходимая стабильность сооружений.

Повышения несущей способности дорожных одежд, как капитальных, так и дорожных одежд переходного типа;

Укрепления и повышения общей устойчивости крутых откосов высоких насыпей;

Укрепление оснований водопропускных труб, армирование грунта после замены;

Усиление свайных оснований автомобильных дорог путем равномерного переноса нагрузки на оголовки свай (устройство гибкого ростверка), за счет чего достигается снижение необходимого количества свай и экономия затрат на их устройство;

Балластировки трубопроводов.

Все решения, связанные с использованием геосеток, должны выполняться на основе проектов (конструктивная часть) и технологических регламентов (технологическая часть).

В случаях, когда в основании насыпи находятся переувлажненные глины, суглинки, а также в случаях, когда отсыпка насыпи ведется скальным, крупнообломочным грунтом, рекомендуется в качестве армирующего элемента применять полимерные геосетки ПС-ПОЛИСЕТ в сочетании с разделительной прослойкой из нетканого геосинтетического материала. Геосетки ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ и ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ следует применять в качестве армирующей и разделяющей прослоек при строительстве насыпей на болотах 1-2 типа, переувлажненных торфах и мелкодисперсных песчаных грунтах основания.

Маты трехмерные (геоматы), выпускаемые ОАО «СТЕКЛОНиТ» по СТО 00205009-002-2006, следует применять в качестве армирующих и фильтрующих составляющих для создания устойчивого растительного покрова с целью предотвращения эрозионных процессов и при необходимости отвода большого количества воды. Области применения:

Укрепление откосов, кюветов насыпей и выемок;

Укрепление мостовых конусов;

Озеленение откосов армогрунтовых подпорных стен и шумозащитных экранов;

Защита оползневых склонов оврагов и сооружений на участках оползней;

Укрепление береговых линий и русел водотоков;

Создание растительного покрова на скалистых склонах и гладких поверхностях;

Полигоны промышленных и бытовых отходов;

Озеленение и благоустройство кровли.

Для асфальтобетонов характерным является зависимость механических свойств от температуры. Пластичность при высоких температурах сменяется на хрупкость при отрицательных. Так как асфальтобетон является материалом недостаточно прочным и при растяжении до 2 % начинается образование трещин (разрушения), появилась необходимость в его армировании. Напрашивается необходимость введения в асфальтобетон материала, свойства которого не зависели бы от температуры. Геосетки из стекловолокна не меняют своих свойств от -70°до +350° С. Для армирования асфальтобетонных покрытий предприятием выпускаются геосетки из стекловолокна ССНП-ХАЙВЕЙ (геосетки стеклянные нитепрошивные пропитанные СТО 00205009-001-2005). Геосетки ССНП-ХАЙВЕЙ представляют собой тканый материал из двух систем стеклоровингов или комплексных нитей, прошитых между собой третьей - прошивной нитью, пропитаными комплексными полимерными составами на основе латексных связующих, адаптированных для работы в битумосодержащих материалах (асфальтобетоне). Геосетки ССНП-ХАЙВЕЙ предназначены для армирования асфальтобетонных покрытий при ремонте, реконструкции и строительстве автомобильных дорог I-V технических категорий.

Армирование асфальтобетона позволяет:

Бороться с усталостными, отраженными и температурными трещинами;

Предотвращать колейность;

Предупреждать появление наплывов и сдвигов в покрытии;

Увеличивать срок службы покрытия (межремонтный срок увеличивается в 2-3 раза).

2. Нормативные ссылки

В настоящем альбоме использованы нормативные ссылки на следующие документы:

5.2 Насыпи на болотах 1 типа

5.2* Насыпи на болотах 1 типа

5.3 Насыпи на обводненных участках и болотах 2 типа,

5.3* Насыпи на обводненных участках и болотах 2 типа,

5.4 Насыпи на торфянистых грунтах

5.5 Насыпи на глинистых грунтах

5.6 Насыпи более 2,20 м на марях и болотах в условиях вечной мерзлоты

5.6* Насыпи более 2,20 м на морях и болотах в условиях вечной мерзлоты

5.7 Насыпи на сухих, торфянистых грунтах

5.8 Дорожная одежда грунтовой дороги и укрепление откосов в условиях вечной мерзлоты,

6. Технология производства работ

Строительство насыпей

6.1 При устройстве прослоек из геосинтетических материалов при отсыпке насыпей в применяемые обычно технологии дополнительно вводятся операции:

Подготовка основания

Транспортировка, распределение по участку рулонов, их укладка, крепление и при необходимости соединение полотен между собой;

Отсыпка на геосинтетические материалы вышележащего слоя, его распределение и уплотнение.

6.2 Применение защитно-армирующих прослоек из геосеток ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ, ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ, ПС-ПОЛИСЕТ (в сочетании с неткаными материалами) в основании насыпи при строительстве временных дорог или дорог низких категорий на слабых грунтах осуществляют для снижения неравномерности осадки, а также с целью уменьшения толщины насыпного слоя низких насыпей. При этом снижается колейность от движения транспорта при устройстве низких насыпей. При сооружении временных автомобильных дорог, подъездов, площадок, построечных дорог с низшими типами покрытий, использование геосеток в качестве армирующей и одновременно защитной (разделительной) прослойки на границе между насыпным и подстилающим грунтом позволяет улучшить условия движения транспортных и уплотняющих средств. Защитные (разделительные) прослойки из геосеток рекомендуется применять также в тех случаях, когда нижняя часть насыпи возводится из торфа или глинистого грунта повышенной влажности. При этом разделительные прослойки размещают на границе контакта грунтов различного состава, что обеспечивает повышение несущей способности земляного полотна. Минимальную толщину насыпи назначают по расчету или ориентировочно по таблице 1:

Таблица 1

Среднемесячная интенсивность движения в одном направлении, авт./сут	Минимальная толщина насыпей, см при грунтах основания
	Осушенный торф (w <300%)	Маловлажный торф (w = 300 ¸ 600%)	Глинистый грунт (w <0,9 w т)	Заторфованный или глинистый грунт (w >0,9 w т)
Одиночные автомобили	40-60	50-70	25-40	40-60
до 50	50-80	60-90	40-60	50-80
Свыше 50	60-90	70-100	50-80	60-90
Сверхтяжелые нагрузки (разовый проезд)	60-80	60-90	40-60	60-90

Примечание . Общая продолжительность периодов эксплуатации дороги с названной интенсивностью до одного года; меньшие значения толщин принимают для насыпей из песчано-гравийных смесей оптимального состава, большие - для насыпей из мелких непылеватых песков.

6.3 Подготовка основания состоит в профилировании его поверхности и уплотнении. Кустарник, деревья вырубают и спиливают в одном уровне с поверхностью. В этом случае корчёвка пней может не производиться. При наличии пней, кочек, углублений, колей глубиной более 5см на поверхности основания насыпи перед укладкой геосетки следует отсыпать выравнивающий слой, для устранения неровностей. При устройстве прослойки из геосеток в основании насыпи, устраиваемой на слабых грунтах, подготовка может не выполняться, если отсутствует опасность повреждения материала.

6.4 Рулоны геосетки (нетканого геосинтетического материала) транспортируют к месту производства работ непосредственно перед укладкой и распределяют по длине участка работ через расстояние, соответствующее длине полотна в рулоне. Если доступ к стройплощадке затруднен, должны быть предприняты специальные меры по организации на период строительства временных подъездных путей. В удобном месте, близко к объекту проведения работ, должны быть устроены рабочая площадка и площадка складирования, на которых осуществляются хранение и подготовка (при необходимости) геосинтетических материалов к укладке.

Технологические схемы устройства прослоек из геосеток ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ в один слой:

1 - 7 - рулоны (полотна) геосетки ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ параллельно или перпендикулярно оси дороги; 13 - бульдозер; 14 - автомобиль-самосвал; 15-каток.

Технологическая схема устройства прослоек из геосеток ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ и ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ в два слоя:

1 - 7 - рулоны (полотна) геосетки ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ перпендикулярно оси дороги; 8 - 12 - рулоны (полотна) геосетки ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ параллельно оси дороги; 13 - бульдозер; 14 - автомобиль-самосвал; 15 - каток.

Технологическая схема устройства прослоек из двух типов геосеток ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ и ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ (силовая обойма) применяется на болотах II типа:

1 - 7 - рулоны (полотна) геосетки ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ укладываются перпендикулярно оси дороги с запасом по сторонам на высоту обоймы; 8 - 12 - рулоны (полотна) геосетки ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ параллельно оси дороги; 13 - бульдозер; 14 - автомобиль-самосвал; 15 - каток.

Нахлест геосетки ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ по верху обоймы должен быть не менее 0,3 м.

Резку геосетки на полотна необходимой длины производить в соответствии со схемой укладки принятой проектными решениями для размещения в земляном полотне. Остатки следует упаковать и сдать на склад.

6.5 Укладку полотен геосеток ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ и ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ выполнять в соответствии с проектными решениями. При двух слоях геосетки в конструкции, укладывают сначала слой в поперечном, а затем в продольном направлении относительно оси насыпи. Раскатку рулонов и укладку полотен в земляном полотне выполнять вручную звеном из трех дорожных рабочих. Полотна укладывают с перекрытием по проекту, но не менее 0,3м.

Крепление полотен геосеток определяется при проектировании конкретных конструкций, и в случаях больших ветровых нагрузок необходимы анкера для крепления геосетки, которые изготавливаются на месте из металлической проволоки в виде П-образных скоб (анкеров). Крепление производят с периодическим разравнивание полотна с небольшим продольным его натяжением через 10-15 м. Анкеры - стержни диаметром 3-5 мм, длиной 15-20 см с отогнутым верхним и заостренными нижними концами:

6.6 Отсыпку материала на геосетки ведут по способу «от себя» «сверху» «отдельными кучами» «вприжим» без заезда занятых на строительстве машин на открытое полотно геосетки.

Толщина отсыпаемого слоя в плотном теле должна быть не менее 15 см, а при устройстве прослойки из геосеток на слабом основании - не менее 20 см при разовом пропуске транспорта. Разравнивание производят бульдозером с последовательной срезкой и надвижкой его не менее чем за три прохода. Отсыпку на геосетки материала вышележащего слоя необходимо вести с таким расчетом, чтобы они находились под действием дневного света не более 5 ч.

6.7 При проведении строительства на сильно сжимающихся или очень слабых грунтах (показатель текучести lp ³ 0,65, модуль осадки epz > 50 мм/м, модуль деформации < 5 Мпа) особые затруднения могут вызвать операции транспортировки, так как в этом случае необходимо обеспечивать очень низкое давление на грунт в процессе проведения строительства, в частности, при перемещении по строительной площадке транспортных и строительных механизмов. В этих случаях необходимо предусматривать устройство технологических прослоек, например, из нетканых материалов в комбинации с полимерными геосетками ПС-ПОЛИСЕТ. Технология укладки геосеток ПС-ПОЛИСЕТ совместно с неткаными материалами принципиально не отличается от укладки геосеток ССП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ и ССНП Нефтегаз-ГРУНТСЕТ. Первым слоем укладываются нетканые геосинтетические материалы, затем укладываются геосетки ПС-ПОЛИСЕТ.

6.8 Технологическая схема устройства прослойки из полимерной геосетки с нетканым материалом:

Рис.5. Технологическая схема устройства прослойки из геосетки ПС-ПОЛИСЕТ.
1 - 4 - рулоны (полотна) нетканого геотекстиля -вдоль полотна; 5 - 9 - рулоны (полотна) геосетки ПС-ПОЛИСЕТ - вдоль полотна; 13 - бульдозер; 14 - автомобиль-самосвал; 15 - каток.

6.9 В благоприятных условиях материалы для укладки на поверхности основания должны транспортироваться на место проведения работ в рулонах и там раскатываться с выполнением соединения. Дополнительные трудности могут возникать, если геосетки должны быть помещены через воду на поверхность болота. Там, где слой воды мал, материал можно размещать вручную после предварительной выемки и монтажа прослоек. Всплывание геосинтетиков с удельным весом меньше единицы должно быть предотвращено локальным погружением. При большом слое воды или в случае невозможности ручного размещения прослоек используют средства малой механизации.

7. ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

7.1 Дорожная одежда с использованием геосеток ССНП-ХАЙВЕЙ на дорогах II тех.категории
(новое строительство)

7.2 Дорожная одежда на дороге I тех. категории на участках сложных грунтово-гидрологических условии (реконструкция, пример)

7.3 Дорожная одежда с использованием геосеток ССНП-ХАЙВЕЙ на основании, укрепленном цементом

7.4 Армирование а/б покрытий на жестком основании

7.4* Армирование а/б покрытий на жестком основании

7.5 Дорожная одежда городской улицы
(Ремонт)

7.6 Устройство дорожной одежды в корыте с заменой слабого грунта основания

7.7 Дорожная одежда парковочной площадки

7.8 Дорожная одежда лыжероллерной трассы и беговой дорожки

7.9 Конструкция под тротуарную плитку

8. Технология производства работ

Устройство дорожной одежды

8.1 Армирование асфальтобетона геосетками из стекловолокна ССНП-ХАЙВЕЙ.

Введение в слои дорожной одежды прослоек из геосинтетических материалов не вносит существенных изменений в обычную технологию производства работ. Определенные особенности связаны лишь с устройством слоев, непосредственно контактирующих с прослойкой и введением дополнительной операции по укладке геосетки. Последняя операция ввиду технологичности геосетки, удобной формой их поставки не сдерживает строительный поток. В связи с этим принимаемая длина захватки не связана обычно с укладкой геосетки, но желательно соблюдать кратность длины захватки длине материала в рулоне.

Армирование асфальтобетонных покрытий рекомендуется производить путем устройства прослойки из геосетки ССНП-ХАЙВЕЙ между верхним и нижним слоем покрытия или непосредственно на блочном основании. В случае, когда дефекты старого покрытия настолько велики, что выполнение мероприятий по ремонту нецелесообразно (наличие сетки трещин при занимаемой ею площади более 20 %, колейности, просадок или проломов), прослойку из геосеток с предварительным розливом битума следует устраивать между новыми слоями асфальтобетона.

Технологическая схема устройства прослоек из геосеток предусматривает прослойку из геосетки под слоем асфальтобетонного покрытия, укладываемую по всей ширине проезжей части в два этапа: сначала на одной, потом другой половине по ширине покрытия. Перечисленные операции выполняют в одну смену с планированием минимально возможного расстояния по потоку между ними. Величину сменной захватки назначают по производительности ведущей машины - асфальтоукладчика. Работа по устройству асфальтобетонных покрытий армированных геосеткой следует вести по типовым технологиям:

1. подготовка основания;

2. розлив битумного вяжущего (битумной эмульсии);

3. укладка и при необходимости крепление геосетки;

4. устройство асфальтобетонного покрытия.

В качестве вяжущего для розлива по подготовленному основанию могут быть использованы битум БНД 40/60 или БНД 60/90, а также битумные эмульсии (что предпочтительно). Не следует применять разжиженный битум, поскольку наличие растворителя может существенно повлиять на прочность геосеток и даже привести к их разрушению. Следует обратить особое внимание на равномерность розлива и норму расхода вяжущего. Основной розлив вяжущего выполняют автогудронаторами. Температура битума при этом должна составлять 140 - 160°С. Розлив выполняют обычно на половине ширины проезжей части, причем ширина распределения вяжущего должна на 0,15 - 0,20 м превышать ширину устраиваемой прослойки. В том случае, когда возможно обеспечение объезда при ремонте или покрытие устраивается сразу на всю ширину при строительстве, розлив выполняют на всю ширину. Распределение битумной эмульсии осуществляют из расчета 0,3-0,5 л/м 2 . При избытке битума отмечается налипание геосетки на колеса автомобилей подвозящих асфальтобетонную смесь. Укладку геосетки ведут непосредственно после розлива вяжущего. Для борьбы с отраженными трещинами, передающимися от оснований содержащих неорганические вяжущие (цементобетонные), геосетки ССНП-ХАЙВЕЙ дополнительно укладывают симметрично над температурными швами жестких оснований (ширина сеток принимается от 100 см до 300 см в зависимости от длины плит нижележащего основания).

9. АЭРОДРОМНЫЕ ПОКРЫТИЯ. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

9.1 Площадь армирования асфальтобетона геосетками ССНП на площадке для доводочных робот

9.2 Конструкция армирования однослойного асфальтобетона геосетками ССНП над швом жесткого покрытия

9.3 Конструкция армирования двухслойного асфальтобетона геосетками ССНП над швом жесткого покрытия:

9.4 Деформационный шов в двухслойном асфальтобетонном покрытии:

9.5 Дорожная одежда рулежной дорожки (РД).

10. Технология производства работ

Особенности устройства армированных асфальтобетонных покрытий аэродромов

10.1 Конструктивные решения предназначены для проектирования, строительства, реконструкции и ремонта асфальтобетонных аэродромных покрытий всех типов, во всех климатических зонах.

Армирующие геосетки, в зависимости от типа покрытия, применяются с различными целями. В асфальтобетонных покрытиях на нежестких основаниях для предотвращения сдвиговых деформаций в местах страгивания или интенсивного торможения воздушных судов (ВС). В асфальтобетонных покрытиях на жестком основании для снижения вероятности образования «отраженных» трещин над швами жесткого основания.

10.2 Сплошное армирование асфальтобетонных слоев с целью повышения их сдвигоустойчивости и аэродинамической устойчивости при строительстве новых и при усилении существующих покрытий аэродромов рекомендуется выполнять под верхним слоем асфальтобетонного покрытия.

На концевых участках взлетно-посадочной полосы (ВПП) на всю ширину покрытия ВПП. В случае отсутствия магистральной рулежной дорожки (МРД) и концевых соединительных рулежных дорожек (РД), концевой участок ВПП армируется по всей площади вместе с разворотным карманом;

В месте примыкания соединительной РД к ВПП;

В местах запуска двигателей на всю ширину РД;

По всей площади предстартовой площадки;

В зоне предварительного старта по всей ширине РД;

На площадках доводочных работ и в местах запуска двигателей на мест стоянок (МС), вдоль линии основных опор расчетного типа самолета. Геометрические размеры участков сплошного армирования в каждом случае принимаются индивидуально в зависимости от их предназначения и от габаритов расчетного воздушного судна (ВС).

При реконструкции, капитальном ремонте или усиления существующих жестких аэродромных покрытий асфальтобетоном для снижения вероятности образования отраженных трещин над деформационными швами необходимо предусматривать армирование асфальтобетона геосетками.

10.2.1 На участках существующих жестких покрытий, имеющих сквозные трещины или швы со средним расстоянием между ними менее 4 м, рекомендуется применять сплошное армирование, а в остальных случаях - ленточное над трещинами и швами бетонных плит.

10.2.2 При ленточном армировании ширина геосеток ССНП в соответствии с выпускаемой номенклатурой равна 150 см для плит длиной 5 м, 200 см при длине плиты 7 - 7,5 м и 300 см для плит длиной 10 м.

В случае усиления асфальтобетоном сборных покрытий из плит типа плиты аэродромные гофрированные (ПАГ) рекомендуется выполнять сплошное армирование.

10.2.3 Геосетки ССНП могут повысить трещиностойкость аэродромных асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях, а также могут способствовать повышению сдвигоустойчивости покрытий на нежестких основаниях.

Использование геосеток ССНП отодвигает срок начала образования трещин и замедляет процесс их развития во времени, что приводит к повышению безопасности полетов ВС и продлевает межремонтный срок службы аэродромных покрытий.

11. ОТКОСЫ. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

11.1 Противоэрозионная защита откосов

11.1* Противоэрозионная защита откосов

11.2 Повышение устойчивости откосов

11.3 Укрепление откосов насыпи и кюветов

11.4 Укрепление оврага

12. Технология производства работ

Укрепление откосов

12.1 Укрепление откосов, береговых линий, оползневых склонов оврагов от водной и ветровой эрозии. При укреплении откосов геоматы служат постоянным элементом, выполняющими в первую очередь функцию защиты и играющими роль: покрытия на откосе, арматуры, повышающей устойчивость грунтов поверхностной зоны откоса, фильтра, предотвращающего вынос частиц грунтовыми водами. Как правило, геоматы используют в комбинации с другими типами укрепления: биологическими, несущими, защитными и изолирующими.

Конструкция укрепления подтопляемого откоса, скорость и глубина водного потока показана в таблице 2. При небольших скоростях водного потока, геоматы возможно укреплять грунтами.

№ п/п	Конструкция укрепления	Скорость потока V, м/сек	Глубина потока Нв, м
	растительный грунт с посевом трав
	укрепленный грунт		(продолжительность подтопления до 20 суток)

При скорости водного потока > 1,0 м/сек, укрепление (засыпка) геоматов производится щебнем или песко-цементной смесью.

При этом применяемые материалы в конструкции используются в соответствии со скоростью и глубиной потока.

№ п/п	Конструкция укрепления	Скорость потока V, м/сек	Глубина потока Нв, м
	щебнем 6-10мм
	щебнем 6-10мм и дополнительным укреплением цементным раствором (g 3 > 1,95 т/м 3)

Технологическая схема укрепления откосов геоматами:

12.2 При укладке геоматов в применяемые обычно технологии дополнительно вводятся операции:

Перед началом укрепительных работ необходимо выполнить подготовку поверхности конусов или откосов насыпей (планировку, уборку крупных посторонних предметов);

Подготовка траншеи вдоль бровки земляного полотна для закрепления прослойки в верхней его части. Подготовку траншеи выполняют, если не предусмотрен иной вариант закрепления геоматов в верхней части откоса, например, путем укладки ее под конструкцию укрепления обочин. Траншею треугольного сечения с заложением откосов 1:2 глубиной 0,4 м или трапецеидального сечения с заложением откосов 1:1 глубиной 0,3 м и шириной (по низу) 0,2 м устраивают на расстоянии 0,2 - 0,6 м от бровки земляного полотна;

Устройство анкерной канавы в основании откоса для крепления геоматов возможно производить с помощью автогрейдера или экскаватора;

Транспортировка рулонов геоматов к месту производства работ, их разгрузку и распределение вдоль откоса, подготовку рулонов к укладке. Рулоны транспортируют и распределяют вдоль бровки через определенное расстояние, зависящее от длины материала в рулоне, длины образующей откоса;

Укладка геоматов производиться сверху вниз с заделкой ее в верхней и нижней части анкерами. Анкерные траншеи после укладки геосетки заполняют песчано-гравийной смесью, щебнем или местным грунтом и уплотняют. Соседние полотна укладываются параллельно с нахлестом 0,2 м и закреплением скобами-анкерами диаметром 3-5 мм, длиной 30 см с отогнутым верхним и заостренными нижними концами. Анкеры и скобы в процессе укладки устанавливают в 2 - 3 точках по ширине рулона через 5 - 6 м по его длине. Работы могут проводиться одним или двумя фронтами в правую и левую стороны в вручную. - засыпка растительного грунта поверх геоматов производится с помощью экскаваторов, фронтальных погрузчиков сверху - вниз, разравнивание и уплотнение грунта производится вручную с постепенным перемещением по линии фронта работ. Сеять семена лучше всего в начале вегетационного периода растений, наиболее благоприятного для их развития. Приблизительный расход семян - 40 г на 1 м 2 поверхности. Две трети семян засеивается на открытые геоматы или на поверхность склона перед укладкой и одна треть - после засыпки материала растительным грунтом. В некоторых случаях (при большой скорости потока воды), геомат целесообразно заполнять отсевом щебня фракции 6-10 мм. Толщина засыпки геоматов определяется проектом. Перед отсыпкой почвенно-растительного грунта, щебня проверяют качество укладки геоматов путем визуального осмотра. Проверка сплошности, качества стыковки полотен и по результатам осмотра составляют акт на скрытые работы.

Укладку геоматов необходимо начинать сразу после проведения подготовительных работ. Должен соблюдаться максимальный период, в течение которого допускается воздействие на полимерный армоэлемент прямого солнечного света (или других источников ультрафиолетового излучения). С момента удаления с рулона защитной обертки и до засыпки слоем грунта, в соответствии со Стандартом организации (СТО 00205009-002-2006) должно пройти не более 7 часов.

13. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

13.1 Армирование балластного слоя

13.2 Создание многослойного покрытия из геотекстиля и геосетки

1 - задняя грань устоя;

2 - устой;

3 - дренаж

13.5 Противоэрозионная защита железнодорожного пути

13.6 Устройство защитного слоя из геоматов

14. Технология производства работ

14.1 Конструктивные решения предназначены для проектирования строительства, реконструкции и ремонта железнодорожного пути во всех климатических зонах.

Геосетка марки ПС 1007100-50-ПОЛИСЕТ предназначена для укладки на железных дорогах ОАО «РЖД» в следующих условиях.

Для повышения несущей способности подшпального основания железнодорожного пути.

Для предупреждения и устранения интенсивных расстройств рельсовой колеи по уровню и в продольном профиле, включая места с возникающим отрясением шпал и выплесками, с целью снижения динамического воздействия поездной нагрузки на путь. Повышенное динамическое воздействие возникает в рельсовых стыках, в том числе сварных, в крестовинах и остряках стрелочных переводов, особенно на железобетонных переводных брусьях.

Для устранения просадок пути в зонах примыкания земляного полотна к искусственным сооружениям. В данном случае армированный геосеткой ПС100/100-50-ПОЛИСЕТ балластный слой обеспечивает плавное изменение жесткости, которое достигается различным количеством слоев армирования на протяжении переходного участка.

При замене асбестового балласта на щебень.

Геомат марки МТ 15-350 предназначен для противоэрозионной защиты откосов земляного полотна железнодорожного пути и прилегающих участков.

14.2 Основные положения технологии производства работ.

14.2.1 Геосетка ПС100/100-50-ПОЛИСЕТ для армирования балластного слоя укладывается в комплексе с ремонтами пути при снятой рельсошпальной решетки, а также при глубокой очистке щебня машиной типа СЧ-600.

Работы по укладке геосетки ПС100/100-50-ПОЛИСЕТ при глубокой очистке щебня машиной типа СЧ-600 делятся на подготовительные, основные и заключительные.

Во время подготовительных работ выполняют:

срезку накопленных балластных материалов в зоне обочин до проектного уровня подошвы балластной призмы с использованием машины типа СЗП (MKT, МНК);

распределение рулонов вдоль фронта укладки геосеток; расстояние между рулонами назначают из расчета, чтобы после их раскатывания соседние полотна перекрывались в плане не менее чем на 0,25 м.

Состав рабочих поездов: машины типа СЧ-600; ВПР; ДСП.

В состав основных работ по укладке геосетки ПС100/100-50 входят:

вырезка и очистка балласта на глубине 0,45 м ниже подошвы шпал с поперечным уклоном 0,04;

укладка геосетки ПС100/100-50-ПОЛИСЕТ на подошве среза балластной призмы.

Вырезку, очистку и укладку очищенного балласта в путь производят по типовым технологическим схемам ремонта пути.

14.2.2 Технологическая схема устройства участка переменной жесткости с применением геосетки ПС100/100-50-ПОЛИСЕТ на подходе к мосту с безбалластным мостовым полотном приведена в Руководстве по применению полимерных материалов (пенопластов, геотекстилей, георешеток, полимерных дренажных труб) для усиления земляного полотна при ремонтах пути, утвержденном Департаментом пути и сооружений МПС РФ.

14.2.3 Технологическая схема укрепления откосов геоматами приведена в п. .

15. Требования к грунтам земляного полотна

15.1 Грунты, используемые в дорожном строительстве, по происхождению, составу, состоянию в природном залегании, набуханию, просадочности и степени цементации льдом должны подразделяться в соответствии с ГОСТ 25100-82. Разновидности грунтов по характеру и степени засоления (таблица 3 обязательного приложения 2 СНиП 2.05.02-85).

15.2 Грунты для верхней части земляного полотна следует дополнительно подразделять по составу (глинистые грунты), набухаемости, относительной просадочности и склонности к морозному пучению, а также по льдистости и просадочности при оттаивании (таблица 2, 4-10 обязательного приложения 2 СНиП 2.05.02-85).

15.3 К слабым следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 Мпа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки более 50 мм/м при нагрузке 0,25 Мпа (модуль деформации ниже 5,0 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить торф и заторфованные грунты, илы, черноземы, пески барханные мергели, сапропели, техногенные грунты (отходы промышленности), глинистые сланцы и сланцевые глины с коэффициентом консистенции свыше 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.

15.4 К дренирующим следует относить грунты, имеющие при максимальной плотности при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733-77 коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут.

15.5 Пески со степенью неоднородности (по ГОСТ 25100-82) менее 3, а также мелкие пески с содержанием по массе не менее 90 % частиц размером 0,10 - 0,25 мм следует относить к однородным.

15.6 В случаях использования для постоянных дорог в теле насыпи глинистого грунта верхняя часть насыпи отсыпается из крупнообломочного или песчаного грунта слоем по расчету, но не менее 0,4 м. При этом для северного региона запрещается удалять или разрушать мохо-растительный покров в основании насыпи.

15.7 Влажность талых глинистых грунтов не должна превышать допустимой в соответствии с таблицей 3:

Оптимальную влажность грунта WO ориентировочно можно определить через влажность на границе текучести WT : супеси легкой – WO = 0,7× WT ; суглинка легкого пылеватого – WO = 0,6× WT . При использовании грунтов, имеющих влажность более допустимых значений, следует предусматривать просушивание грунта: естественным способом, введением песка, сухого малосвязного грунта (п. 4.23 СНиП 3.06.03-85).

15.8 Характеристики мерзлых песчаных грунтов, условия их применения и способы разработки должны соответствовать ВСН 84-89 «Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты».

Мерзлые глинистые грунты должны иметь твердую, полутвердую и тугопластичную консистенцию, устанавливаемую лабораторными испытаниями после их оттаивания. Физико-механические свойства талых и мерзлых грунтов, используемых в конструктивных слоях земляного полотна, устанавливают в соответствии с действующими ГОСТами.

16. Требования безопасности и охраны окружающей среды

Геосетки и геоматы изготавливают из малотоксичных компонентов с пониженной горючестью (ГОСТ 12.1.044).

Применение геосеток и геоматов не требует особых предосторожностей. Токсичных веществ готовая продукция не выделяет.

В целях предотвращения самовоспламенения и возгорания необходимо соблюдать правила пожарной безопасности:

Не хранить геосетки и геоматы вблизи отопительных приборов, взрывоопасных материалов, легковоспламеняющихся веществ.

При работе с геосеткой, для защиты рук необходимо применять перчатки, рукавицы или защитное средство для рук, а по окончании работы смазывать кожу мазями на основе ланолина, борного вазелина или 1% салициловой мазью.

При производстве работ соблюдать требования техники безопасности и производственной санитарии в соответствии с действующими нормами. СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

В случае проведения работ в непосредственной близости с проезжей частью автомобильных дорог без прекращения движения транспорта, место работ должно ограждаться в соответствии с ВСН 37-84 .

Геосетка не соответствующая СТО 00205009-001-2005 подлежит замене и возврату изготовителю.

По проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах» (к СНиП 2.05.02-85).

«Производство земляных работ в зимних условиях». Справочное пособие (издание 2-е, переработанное и дополненное). Москва – 1971

Руководство по проектированию конструкций аэродромных покрытий. ФГУП ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект». 2004 г.

Типовые решения по восстановлению несущей способности земляного полотна и обеспечению прочности и морозоустойчивости дорожной одежды на пучинистых участках автомобильных дорог. Российское дорожное агентство. РОСАВТОДОР. Москва 2000.

Методические рекомендации по применению армирующих сеток из стекловолокна при строительстве нежестких дорожных одежд с зернистым основанием. Минтрансстрой. СОЮЗДОРНИИ. Москва 1988.

ОДМ. «Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог». РОСАВТОДОР. Москва 2003.

Рекомендации по использованию стеклосеток (геосеток из стекловолокна), выпускаемых фирмой ОАО «СТЕКЛОНиТ», в различных элементах дорожных и других конструкциях с разработкой конкретных областей применения. СОЮЗДОРНИИ. Москва 2004.

СТО 00205009-001-2005 Стандарт предприятия.

Руководство по применению полимерных материалов (пенопластов, геотекстилей, георешеток, полимерных дренажных труб) для усиления земляного полотна при ремонтах пути. МПС России. Москва 2002.

Виды и характеристики болот

Требования:

Конструктивные решения земляного полотна на дорогах (с полным выторфовыванием, частичное выторфовывание, без выторфовывания)

Конструкция з/п зависит от

· типа болота

· капитальности д.о.

· глубины торфа

1. насыпь опирается на минеральное дно болото

· Это насыпь погруженная на минер. дно болота путем выдавливания слабого грунта в сторону

· Насыпи с полным удалением слабого грунта из под основания насыпи и замены его качественным грунтом

· Свайная Эстакада

2. Насыпи опирающ. на торфяную залежь с проведением мероприятий, улучшающих строительные свойства слабого основания

· Это частичное выторфовывание слабого грунта

· з/п с вертикальными дренажами или дренажными прорезями

· глубинное уплотнение слабых грунтов грунтовыми сваями

· химическое укрепление слабых грунтов

3. З/п проложенное непосредственно по поверхности торфяной залежи

· плавающие массивные насыпи

· облегченные насыпи

· насыпи на деревянных настилах

· спец. облегченные конструкции

часть з/п, находящуюся на поверхности болота рекомендуется устраивать из дренирующих грунтов (коэф. фильтрац. не менее 2 м в сутки). Пылеватые грунты допускается использовать в надводной части насыпи, при соблюдении водно-теплового режима.

Конструкция з/п на слабых основаниях без выторфовывания

Применение плавающей насыпи ограничивается физико-механическими свойтсвами слабого грунта, типом д.о. и толщиной минерального слоя.

В данном случае выдавливание слабого грунта из под основания насыпи исключается.

Конструкция з/п на слабых основаниях с частичным выторфовыванием

Требования к насыпи на слабом основании, коэффициент безопасности

Требования к насыпи:

· устойчивость з/п

· стабильность основания (интенсивная часть осадки насыпи должна завершится до устройства покрытия), осадка насыпи не более 2 см в год при кап.д/о, и не более 5см в год при устройстве облегченных д/о, при таких условиях достигается 90% консолидации основания насыпи и такая конструкция будет считаться стабильной

· упругие колебания не должны превышать значений, установленных для данного типа покрытий

Эти три условия проверяются расчетами!

Коэффициент безопасности

Он определяется при расчете на устойчивость.

Коэф. Безопасности – это отношение безопасной нагрузки на основание к расчетной нагрузке на основание.

Данный коэф. Определяется для двух вариантов приложения нагрузки: быстрая схема (мгновенная) и медленная схема

Быстрая схема характеризуется мгновенной отсыпкой насыпи на нужную полную высоту с запасом на осадку (К без нач.)

Медленная схема – скорость передачи нагрузки соответствует скорости нарастания прочности основания (К без кон)

К без и нач. и кон. >= 1!

13) Оценка устойчивости з/п на болотах, фазы уплотнения грунта под насыпью, криваязависимости, условия устойчивости насыпи.

Устойчивость з/п обеспечивается при выполнении условия Кбез > 1.

Фазы уплотнения грунта под насыпью

1 фаза – В первой фазе происходит преимущественное сжатие грунта под телом насыпи

2 фаза – происход. Дальнейший уплотнения и возможность возникновения боковых сдвигов

3 фаза – резкая просадка грунта, которая вызывается выпиранием грунта из-под основания насыпи.

Устойчивость зем.полотна

Чтобы предположить как поведет себя слабое основание под телом насыпи необходимо провести расчет на наличие им отсутствия сдвигов. (это пиздец, я знаю, НО ТАК НАПИСАЛ РОЧЕВ)
τ max < τ сдвиг

τ max – наибольший касательные напряжения под нагрузкой от насыпи

τ сдвиг – сопротивление грунта сдвигу.

Схема расчета

1 – сопротивление грунта сдвигу на глубине Z.

C и γ – назанчаются в зависимости от влажности грунта и условий нагружения

2 – а – справедлива, если формула находится не по оси насыпи.

14) Процесс образования оврагов, элементы оврага, схема оврага в плане

Образование оврагов – результат водной эрозии.

Водная эрозия – процесс размыва почв и легко растворимых слоев. Эрозионные процессы начинаются на склонах крутизной от 2 градусов. Заметно увеличиваются при крутизне склона от 2 до 6 градусов. И существенно развиваются на склонах более 6 град.

Овраг развивается до тех пор, пока не достигнет неподдающихся размыву слоев или пока питающий его водосборный бассейн уменьшится до таких размеров, что размыв прекратится.

15) Стадии образования оврагов, продольный разрез оврага, его основные участки.

1 стадия – На крутом участке склона от действий стекающих потоков воды образуется рытвина (треугольного поп. Сечения). Дно рытвины параллельно пов-сти земли

2 стадия – Углубление рытвины, образуется вершина оврага высотой от 5 до 10 метров. Рытвина расширяется в поперечном сечении и становится трапецеидальной. К концу 2-ой стадии в нижней части оврага образуется плавный продольный профиль или транзитное русло в пределах которого размыв уравновешивается приносом грунта. В устье оврага где воды растекается образуется конус выноса.

3 стадия – происходит дальнейший рост оврага по направлению к водоразделу. Поперечное сечение оврага так же расширяется.

4 стадия – Завершающая. Затухание глубинной эрозии. Овраг перестает расти. Склона оврага принимают устойчивое очертание и зарастают травой. Овраг поросший растительностью называется балкой.

Виды и элементы зем.плотин

Требования к поперечному профилю плотин

Для отсыпки з/п можно использовать практически любые местные грунты. Предпочтительнее грунты: глины, суглинки и супеси при тщательном уплотнении.

Песчаные грунты следует применять для однородных плотин или для плотин с центральной противофильтрационной призмой.

Если существует опасность фильтрации воды через основание плотины, то в данном случае устраивается противофильтрационный зуб.

Для создания грунтовых противофильтрационных устройств или насыпи у плотины следует применять слабо водопрониц. Грунты. При отсыпке плотины из песка в ряде случаев устраивается экран из глины, суглинка или торфа со степенью разгруженности 50%.

Если поверхностный слой в основании плотины водопроницаемый, то в теле плотины закладывают водонепроницаемое ядро из глинистых грунтов с коэф. Фильтрации не более 10 -4 см/сут. Водонепрониц. Ядро следует заглублять в подстилающий грунт. Минимальная ширина ядра по верху назнач. Взависимости от пр-ва работ, но не менее 0,8 м.

Так же в теле плотины можно предусм. Не грунтовые противофильтрац. Устройства из а/б;ж/б; полимерных материалов, либо инъекционную диафрагму из цем. Раствора.

Попперечный профиль плотины отличается от насыпи более пологими откосами, заложение откосов зависит от высоты насыпи и типов грунтов + на откосах предусмотрены устройство берм.

Бермы устраивают со стороны верхового откоса для создания необходимого упора, и со стороны низового откоса для обеспечения служебных проездов.

Для защиты верхового откоса предусматривают следующих виды укреплений. Верховой откос укрепляют монолитным бетоном, сборной ж/б плиты.

Низовой откос укр. Засев трав или слоем гравия или щебня толщиной не более 15 см.

Карст. Методы исследования.

Чтобы оценить степень и интенсивность образования карстов, а также выявить участки неблагоприятные для проектирования дорог, необходимо провести инж-геолог изыскания. Данные геологических изысканий представляют инфо об геологических напластованиях, мощности, составе, и степени трещиноватости водорастворимых парод. Так же собираются сведения о режиме грунтовых вод, о степени их агрессивности и об источниках питания. Основные задачи инж-геолог изысканий:

1. Установить предполагаемую степень опасности на будущие сооружения

2. Установить, как это влияет на экологическую обстановку в районе проектирования

3. Составление прогноза развития карста на период строительства и эксплуатации а/д

4. Выявить вероятность активизации КП в процессе эксплуатации а/д под влиянием техногенных воздействий

5. Выработка предполагаемых противокарстовых мероприятий

Для изучения карстовых процессов используются методы геофизической разведки:

· Электроразведка

· Сейсморазведка

· Гравиметрия

· Микромагнитная съёмка

При изыскании дорог наиболее часто используют электоразведку. Она заключается в:

o Электропрофилирование

o Вертикальное электрозондирование

o Межскважное сейсмческое просвечивание

Электроразведка заключается в измерении электрического сопротивления залегающих на глубине пород. Если на глубине имеется карстовая полость, то кривая сопротивления резко изменяется.

В местах фиксации карстовой полости бурят скважины и отбирают анализ парод для исследования. Для относительной безопасности проложения трассы а/д по закарстованной местности необходимо, чтобы поверхностный слой имел мощность не менее 8-10 метров.

Виды засоленных грунтов.

Засоленные грунты – которые содержат в верхней метровой толще более 0,3% по массе легко растворимых солей (хлористые, серно-кислые, углекислые соли Na, K, Mg.

Почвы, содержащие в поверхностных слоях до глубины 1-2м в свободном состоянии более 1% легко растворимых солей, называют солончаками. Они образуются в рез-те подтягивания к поверхности по капиллярам грунтовой воды, содержащей растворимые соли. В солончаках встречаются соли: NaCl, MgCl 2 , NaNO 3 , KSO 4 .Количество таких солей в верхних слоях может достигать 15-25%.

По внешним признакам различают солончаки:

· Мокрые и корковые

Такие солончаки образуются на участках с высоким стоянием грунтовых вод. Мокрые солончаки относятся к слабым грунтам, поэтому могут вызывать осадки зем.полотна, а также выпирание грунта из-под основания насыпи.

· Пухлые солончаки

Рыхлый слой с кристаллами солей. Залегают под тонкой глинистой коркой.

· Такыровидные.

Засоленные грунты чаще всего располагаются в пониженных местах рельефа с близким уровнем стояния засоленных грунтовых вод.

Различают 4 основных вида соленакапливания в почвах:

· Сульфатно-содовое (характерно для лесостепи). Содержание солей в верхних горизонтах колеблется от 0,5 до 1%

· Хлоридно-сульфатное (характерно для степей). Соли 2-3%

· Сульфатно-хлоридное (полупустыни). Соли 5-8%

· Хлоридное (пустыни) соли более 8%

Формы песчаного рельефа.

Основная особенность песчаных пустынь – неустойчивый рельеф. Перемещение частиц песка зависит от скорости ветра, и от крупности частиц. Чем выше скорость ветра у поверхности земли, тем более крупные частицы он перемещает.

Характерные формы песчаного рельефа:

1) Барханы – одиночные или расположенные группами холмы высотой 3-5 м и шириной до 100м. в плане имеют вид лунного серпа. Наветренный склон бархана пологий, крутизна 1:3, 1:5. Подветренный имеет крутизну естественного заложения 1:1, 1:1,5.

Данная форма песчаного рельефа наиболее неустойчива и легко перемещается от ветра.

2) Барханные цепи. Образуются в районах, где господствуют ветра которые меняют своё направление 2 раза в год. Они расположены перпендикулярно направлению ветров, имеют ширину по верху 10-20м и в длину до 2км. Высотой до 15м.

3) Песчаные гряды. Образуются при сезонно меняющихся ветрах. Вытягиваются параллельно господствующему направлению ветров. Имеют длину 2-3км и расположены на расстоянии друг от друга 150-200м. песчаные гряды – конечная форма развития песчаного рельефа.

4) Бугристые пески. Закрепленные растительностью песчаные холмы неправильного геометрического очертания. Высотой 6-8м. Крутизна склонов приблизительно одинакова во всех направлениях.

На подвижность песков влияют:

1. Скорость ветра

2. Гранулометрический состав

3. Влажность и засоленность грунтов

4. Степень закрепления песчаной поверхности растительностью.

Если поверхность более чем на 35% покрыта растительностью, то такие пески считаются неподвижными и имеют стабильную форму рельефа.

Законы переноса песков.

Ветер обтекает неровности песчаного рельефа, это сопровождается образованием участков местного повышения скорости потока. Таким образом образуются зоны завихрения и затишья.

В зоне завихрения песок развеивается, а в зоне затихания откладывается. Песчинки переносятся по направлению ветра, поднимаются по склонам песчаных холмов и откладываются в зоне затишья. В результате чего песчаные холмы постоянно перемещаются, и такие пески называются подвижными.

Особенности горных районов

· Изыскание, проектирование и строительство горных дорог представляет значительные трудности из-за:

· сложного рельефа местности,

· крутых неустойчивых склонов,

· преодоление большой разности высот на малом расстоянии

· при строительстве горных дорог приходится разрабатывать большие объемы скальных грунтов. При этом приходится выполнять взрывные методы работ.

· Также из-за неустойчивости форм рельефа и напластования горных пород требуется устанавливать подпорные и огибающие стенки.

· При неблагоприятных условиях (оползни, камнепады) необходимо строительство сложных специальных сооружений, которые обеспечивают устойчивость земполотна.

· Необходимость направлять трассу по склонам приводит к большому её удлинению и удорожанию

· Влияние климатических факторов при проектировании дороги в горной местности:

1. в горных районах проявляется вертикальная зональность, а именно существенные различия климатических условий на разных высотах над уровнем моря.

2. температура воздуха в горах ниже чем в долинах. Понижение температуры на 0,5 градуса на 100м высоты. Также наблюдаются случаи обратного распределения температуры. В замкнутых долинах или низинах собирается более плотный холодный воздух (инверсия).

3. температура воздуха в горах также зависит от экспозиции склонов по сторонам света. Ю и ЮЗ склоны быстрее освобождаются от снега и просыхают. На северных склонах снег может сохраняться до середины лета.

4. количество осадков возрастает по мере возвышения 40-60мм на 100м высоты. интенсивность выпадения осадков резко возрастает в летний период.

5. с высотой понижается давление

6. на больших высотах 3000-4000м наблюдаются частые сильные ветра до 30м/с.

Устойчивость горных склонов:

В горных районах почвенный покров имеет малую толщину. На крутых склонах коренные породы выходят на поверхность, либо покрыты сверху продуктами выветривания. Осадочные породы, сложены пластами, часто залегают в виде складок. Складка, обращенная выпуклостью вниз – синклинали, а верх – антиклинали. Пласты известняков и песчаников могут разделяться прослойками глины. При насыщении водой таких слоёв возможны деформации, такие как оползни и сдвиги.

Разновидность залегания пластов применяемо к дорогам:

1) горизонтальное залегание пластов

2) падение пластов в сторону склона

3) падение пластов внутрь склона

4) прислонное залегание более молодых парод.

При подрезании слоёв склона откосами выемок особенно опасны осадочные породы, в толще которых могут залегать прослойки глины. Изверженные породы более прочные и устойчивые в откосах, практически при любом направлении напластования слоёв. В поверхностных слоях изверженные породы чаще сего имеют трещиноватость, поэтому при проложении трассы а/д необходимо учитывать, что возможны процессы потери устойчивости в результате выветривания, а также тектонических движений.

Основные формы нарушения устойчивости склонов (и откосов):

1) осыпание со склонов продуктов выветривания

2) обвалы отдельных камней с образованием уступов в трещиноватых скалистых породах

3) сплыв поверхностных слоёв в результате переувлажнения

4) пластичное оползание склонов со скоростью несколько см в год

5) обрушение части грунтовой однородной толщи, при черезмерной крутизне откоса

6) смещение части грунта по подстилающим поверхностям в результате потери сцепления в зоне контакта

7) обрушение с образованием вертикальной трещины и боковым смещением отделившегося блока в результате выжимания слабых подстилающих слоёв

46. Особенности проектирования плана трассы в горных районах, характерные этапы.

По условиям проектирования различают характерные зоны горных районов:

1) предгорные районы

2) долины горных рек

3) горные склоны

4) водоразделы (или седловины)

Направление проложения горных дорог определяется расположением горных хребтов, которые являются водоразделами бассейнов больших рек. Переход дороги из одного речного бассейна в другой возможен только через понижение горных хребтов (седловин).

Ход проложения дороги(этапы): вначале по долине горной реки, затем вверх к её истокам, затем подъём по горным склонам к седловине, затем переход по перевальному участку в долину другой реки.

Тоннели на горных дорогах

Тоннели проект.в след. случаях:

1.При пересеч. коротких скальных выходов горных пород;

2.На высокогор. перевал. участках;

3.С целью сокращ. длины трассы вместо ее развития по склонам;

Устр-во двухярусных тоннелей. Полосность на др. категориях дорог. Для 2ой категории 3 полож. движ. допуск. При проектир. плана предпочт. отдают прямолин. уч-кам. В случае необход.R кривых в плане для а/д тоннелей должны быть не менее 250м. 150м в исключит.случаях. Наибол.прод. уклон проект.линии допуск. сохранять в тоннеле при его длине менее 300м. Профиль тоннелей длиной до 300м проектир. односкат. При длине тоннеля более 300м – двухскат. Уклоны не менее 3% и не более 40%. При длине тоннелей до 500м допуск.увелич.прод. уклона до 60%. В тоннелях должен быть обеспечен водоотвод на подходах к тоннелю. ПЧ в тоннелях проектир. с ц/б монолит.покр-ем, либо с укрепл. а/б покр. Необходимо осущ. вентиляции внутри тоннеля естеств. или механич. способом. При длине тоннеля свыше 400м обяз. утр-во мех.вентиляции. Так же при длине тоннеля более 1000м необход. уст.громкоговор. Более 200м-загродительная сигнализация.телефон. связь предусматр. Служеб. (аварийные) проходы с каждой стороны шириной 0,5м.

Виды и характеристики болот

Болото - избыточно увлажненные участки земной поверхности, на которых большую часть года застаивается вода. Болота делятся на верховые и низовые.

верховые - образуются при частом выпадении атмосферных осадков, образуются на водораздельных участках и пологих склонах. Образование верховых болот чаще всего происходит в еловых лесах, появляется мох и затем он перерастает в белый мох – сфагнум. Торфобразовательный процесс на верховом болоте приводит к изменению водного баланса поверхности слоев, к постепенной смене растительности на данном участке, что в свою очередь приводит к увеличению слоя торфа. Середина болота может возвышаться на 6-8 м.

низовые – образуются в результате зарастания водоемов (озера и медленно текущие реки). Зарастание происходит от берегов к середине, у берегов появляется болотная растительность. Отмирающие остатки растений поднимают дно водоема и приводят к образованию ила. Постепенно поверхность зарастает и образует плавующую массу – сплавину (состоит из корневищ, растений и мха).

Инженерная классификация болот

I тип – заполнены болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 метров без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта.

3) Выбор плана трассы на заболоченной местности (основные требования)

Требования:

· Желательно обходить болото если это не будет со значительным удлинением трассы или ее извилистостью

· Пересечение болот по кратчайшему направлению, также в наиболее узком месте и в наименее глубоком, там где высокое значение дна болота.

· Пересечение болота перпендикулярно течению воды

· При пересечении сплавинных болот следует избегать места с крутыми склонами минер. Дна.

· При пересечении болот дорогами предпочтение отдают I типу болот

· Решение по выбору вариантов трассы основывается га технико-экономическим сравнении.

1. Виды и характеристики болот

Болото – избыточно увлажненные участки земной поверхности, на которой большую часть года стоит вода.

Заболоченные участки- это участки на которых происходит застой поверхностных вод или происходит их систематическое переувлажнение, но не образуется торфяной покров или имеет толщину менее 30 см.

По условию расположения и питания водой различают: верховые и низовые болота.

Верховые болота- образуются при застое атмосферных осадков на водораздельных участках, имеющих малые уклоны. Верховые болота на всю толщину состоят из торфа В заключительной стадии своего образования середина болота (состоящая из торфа и сфагнума(мох)) может возвышаться над берегами на 6-8 метров.

Низовые болота - образуются в результате зарастания водоёмов. Заболачивание начинается от берегов к середине. Отмирающие остатки растительности повышают дно болота, тем самым образуется иловые отложения. В конечной стадии образования низового болота образуется на поверхности сплавина. Сплавина состоит из корневищ и мхов. Сплавина толщиной 3-4 метра способна выдержать нагрузку в 35 мПа.

2. Инженерная классификация болот.

Согласно СНИП 2.05. 02 -85 различают 3 типа болот:

Болота, заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведение насыпи высотой до 3 метров без возникновения процесса бокового выдавливания грунта.

Характеристики	Тип болотных грунтов
Характеристики
Входящие в тип грунты		Органические илы, минерализованный торф минерализированный	Ил и заторфованный грунт

Структура	Губчатоволокнистое строение, высокое структурное сцепление	Маловолокнистое, раздробленное, гелеобразное структура	Аморфная структура
Преимущественный тип деформаций под насыпями	Уплотнение в пределах контура загружения	Выжимание грунта в сторону	боковое выпирание слабого грунта с погружением насыпи на минеральное дно болота

3. Выбор плана трассы дороги на заболоченной местности (основные требования).

Заболоченные р-ны в основном располагаются на равнинных участках лесной зоны. При решении плана трассы в болотной местности обходить или пересекать болото? По стоимости строительства а/д в заболоченной местности стоимость превышает в 5-6 раз по сравнению с аналогичным участком на не заболоченной местности. Выбор основывается на ТЭС.

Основные положения при проектировании плана трасса.

1-Следует обходить болота, если это не связано с большим удлинением или извилистостью трассы.

2 - Стремиться пересекать болота по кратчайшему направлению, в наиболее узких местах с высоким залеганием минерального дна.

3 –Желательно избегать места с кривыми склонами минерального дна.(сползание насыпи)

4 - При пересечении предпочтение отдавать участку I типа. 5 – Вариантное трассирование и вариантное конструирование ЗП, должно быть обосновано технико-экономическим расчетом (ТЭР)

4. Конструктивные решения земляного полотна на болотах (с полным выторфовыванием, частичное выторфовывание, без выторфовывания)

Проектные решения, но конструкции ЗП выбирают на основе ТЭС вариантов с учетом след, позиций:1) категория дороги. 2) тип ДО. 3) требуемая высота насыпи и качество грунта имеющийся для отсыпки насыпи. 4) протяженность участка на слабом грунте. 5) вид и св-ва слабого грунта. 6) условия производства работ, в том числе срок завершения строительства.

ЗП на болотах проек. в виде насыпи, требование к грунтам в верхней части насыпи а так же мин. возвышении низа ДО над растительным уровнем поверхности и грунтовых вод. Определяется по по СНИП 2,05,02-85. 3ий тип местности по увлажнению.

К ЗП предъявляют ряд требований:

1. Должна быть исключена возможность выдавливания слабого грунта отсыпанной под основанием насыпи в процессе ее возведения и эксплуатации. (должна быть обеспечена устойчивость основания)

2. Интенсивная часть осадки насыпи должна завершиться до устройства покрытия ДО (обеспечить стабильность)

3. Упругие колебания ЗП, возникающие при наличии торфяных грунтов в основании насыпи не должны превышать допустимые значения.

Допускаются следующие конструктивные решения

1) Насыпи, опирающиеся на минеральное дно болота (или искусственное основание).

А. Насыпи с полным удалением слабого грунта и заменой его качественным дренирующим грунтом.

Б. Насыпи, погружённые на минеральное дно болота, путём выдавливания слабого грунта в стороны.

В . Строительство эстакады.

2) Насыпи, опирающиеся на торфяные слои, с проведением мероприятий, улучшающих строительные свойства слабого грунта ():

А . частичное выторфовывание

Б . ЗП с вертикальными дренами или дренажными прорезями

В . Глубинное уплотнение слабых грунтов, грунтовыми сваями

Г . Химическое укрепление слабых грунтов основания

3) Земляное полотно, проложенное непосредственно на поверхности болота.

А . Массивные плавающие насыпи.

Б. Облегчённые насыпи.

В . Насыпи с использованием деревянных пластов, спец. облегченные конструкции.

Часть земляного полотна, находящуюся ниже поверхности болота, устраивают из дренирующих грунтов. Пылеватые грунты допускаются в надводной части земляного полотна. При условии соблюдения требований по обеспечению водно-теплового режима земляного полотна.

5. Обследование болот, этапы обследования.

1)Варианты трассы намечают на картографически материал.

2)Проводят изыскатеьные работы на месте, для детального иследования и сбора необходимой информации.

3)Осуществляется топографическая съемка плана болота

4) Проводиться сбор образцов слабых грунтов для оценки физико-механ. свойств.

5) На плане болота намечают сетку скважин для отбора образцов торфа. Сетка скважин от оси 50-150 м

6) По сетке проводят зондированное бурение на глубину не менее 0,5м. с шагом 50 м.

7) Производят статическое бурение, результаты которого дают представление о мощности слабых слоев.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ТРАНСПОРТНОМУ СТРОИТЕЛЬСТВУ СССР

ГЛАВТРАНСПРОЕКТ

«СОЮЗДОРПРОЕКТ»

УКАЗАНИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА БОЛОТАХ

Москва - 1963 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Указаниях изложены принципы выбора конструкции в зависимости от местных условий и основные методы расчета земляного полотна на болотах. Кроме того, в Указаниях приводятся основные требования к данным изысканий автомобильных дорог на болотах. В приложении даны примеры проектирования основных типов конструкций земляного полотна на болотах.

При составлении Указаний использована соответствующая нормативная и инструктивная литература, а также накопленный в последние годы опыт Союздорпроекта в проектировании земляного полотна на болотах.

Указания составлены сотрудником Союздорпроекта кандидатом технических наук И.Е. Евгеньевым.

. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Настоящие Указания составлены в развитие действующих нормативных документов *) и могут быть использованы при проектировании земляного полотна автомобильных дорог на болотах в тех случаях, на которые не распространяются типовые решения.

*) НиТУ 128-55 (с учетом изменений и дополнений, вошедших в проект СНиП гл. 37); СН 140-60.

2. Предлагаемые Указаниями конструкции и расчетные методы разработаны применительно к торфяным болотам.

Примечание: Указаниями не рассматриваются вопросы устройства земляного полотна на болотах в условиях вечной мерзлоты.

3. Указания разработаны применительно к требованиям проектирования дорог с усовершенствованными покрытиями. Для проектирования местных и временных дорог даются лишь общие конструктивные рекомендации.

а) земляное полотно должно быть устойчивым против деформаций выпирания или выдавливание слабого грунта из-под насыпи (если это не предусмотрено принятой в проекте технологией выторфовывания);

б) до укладки дорожной одежды должно произойти не менее 50 % консолидации грунта основания, т.е. интенсивная осадка за счет уплотнения основания должна прекратиться;

Таблица 1

Основные физико-механические свойства торфа по дорожно-строительной классификации

В зависимости от типа болота и категории дороги выбирается конструкция земляного полотна, обладающая наилучшими в данных условиях технико-экономическими показателями. При этом возможны следующие конструктивные решения:

А. Насыпи, опирающиеся на минеральное дно болота

(Искусственные основания)

а) Свайные эстакады;

б) насыпи с полным удалением слабого грунта из основания и заменой его качественным грунтом;

в) насыпи, погруженные на минеральное дно болота путем выдавливания слабого грунта в стороны.

Б. Насыпи, опирающиеся на торфяную залежь с проведением мероприятий, улучшающих строительные свойства слабого основания

а) Частичное выторфовывание;

б) земляное полотно с вертикальными дренами и дренажными прорезями;

в) глубинное уплотнение слабых грунтов грунтовыми сваями;

г) химическое укрепление слабых грунтов основания.

В. Земляное полотно, проложенное непосредственно на поверхности торфяной залежи

а) Плавающие массивные насыпи;

б) облегченные насыпи;

в) настилы и слани;

г) специально облегченные конструкции.

Искусственные основания, как правило, следует использовать лишь в тех случаях, когда сохранение слабого грунта под насыпью может привести к деформации земляного полотна .

6. Часть земляного полотна находящуюся ниже поверхности болота, рекомендуется устраивать из дренирующих грунтов. Пылеватые грунты допускаются в надводной части дорожной насыпи при условии соблюдения общих требований по обеспечению воднотеплового режима земполотна и дорожной одежды.

7. При проектировании конструктивных элементов земляного полотна следует пользоваться пособием «Типовые поперечные профили земляного полотна автомобильных дорог» /вып. 41/ Союздорпроекта с учетом дополнений и изменений, изложенных в настоящих Указаниях.

. Данные изысканий, необходимые для проектирования земляного полотна

8. В составе работ по изысканиям автомобильных дорог на болотах, в части, относящейся к проектированию земляного полотна, следует предусматривать:

На стадии проектного задания:

а) данные, необходимые для выбора типа конструкции земляного полотна;

б) данные для составления проекта организации к стоимости работ.

На стадии рабочего проектирования -

Данные для конкретного расчета элементов выбранной конструкции земляного полотна.

Методика и программа изысканий разрабатывается в соответствии с Указаниями по изысканиям дорог на болотах (Союздорпроект 1959 г.) с учетом требований к исходным материалам, перечисленным в настоящей главе.

а) глубина болота (рельеф дна),

б) тип торфов, составляющих залежь (геотехнические разрезы);

в) степень разложения торфа;

г) пнистость болота;

д) прочие ситуационные данные (залесенность, наличие дорог, водоемов, населенных мест и т.п.);

е) технико-экономические данные для подсчета стоимости работ (дальность возки минерального грунта, необходимость в устройстве временных дорог и т.п.).

10. Рельеф дна болота в районе проложения трассы определяется зондировкой и бурением в соответствии с Указаниями по изысканиям дорог на болотах 1959 г.

11. Принадлежность торфа в состоянии естественного залегания к тому или иному типу дорожно-строительной классификации определяется при полевых изысканиях по комплексу его физико-механических свойств и внешних признаков, перечисленных в табл. *) .

*) характеристики, приведенные в графах 6-8 таблицы рекомендуется определять в полевой лаборатории.

Тип залежи может быть также определен по данным наблюдений за характером деформаций основания существующих насыпей в аналогичных условиях.

12. В тех случаях, когда торфяная залежь состоит из нескольких слоев торфа различного типа, тип залежи в целом определяется в зависимости от мощности более слабых слоев.

Если не менее 90 % общей мощности торфяной залежи составляют торфа I типа - болото следует относить к I типу;

если более 10 % общей мощности залежи составляют пластичные образования II типа, - болото относится ко II типу;

если более 50 % общей мощности залежи составляют текучие слои III типа, - болото относится к III типу.

13. Пнистость болота определяется процентом попадания зонда (бура) в крупные неразложившиеся остатки дерева по отношению к общему числу погружений зонда.

14. На стадии проектного задания составляются геотехнические разрезы по оси трассы и поперечникам, где выделяются типы и подтипы торфа с указанием мощности и границ простирания каждого слоя.

15. Для целей рабочего проектирования проводится углубленная обработка данных полевых изысканий и лабораторное определение физико-механических свойств торфов, составляющих залежь, по специальной программе и смете в соответствии с конкретными требованиями расчета выбранной конструкции (см. табл. ).

Таблица 2

Состав лабораторных испытаний, необходимых для рабочего проектирования земляного полотна на болотах

	Услов. обозначен	Тип конструкции земляного полотна
	Услов. обозначен	Полное выторфовывание	погружение насыпи выдавливанием	Частичное выторфовывание	вертикальные дрены и др. прорези	плавающие насыпи
1	2	3	4	5	6	7
Для болотных грунтов основания
1. Коэффициент пористости /влажность природная/	e 0 , W 0
2 Удельный вес	g уд
3. Объемный вес скелета
4. Угол внутреннего трения
5. Сцепление	С
6. Предел текучести /для торфов II типа/
7. Компрессионные характеристики	a , e р
8. Коэффициент консолидации	С н
9. Оптимальный угол заложения откоса выемки при выторфовывании /допол. полевые изыскания/	a
Для грунтов земляного полотна
1. Гранулометрический состав
2. Пределы пластичности
3. Естественная влажность
4. Коэффициент фильтрации /для песков/	К ф
5. Оптимальная влажность и плотность на приборе стандартного уплотнения Союздорнии
6. Объемный вес при станд. плотности и оптимальной влажности

Коэффициент консолидации находится по графику деформации образца во времени при постоянной нагрузке, близкой по величине к удельному давлению запроектированной насыпи на грунт основания.

При этом коэффициент консолидации равен:

(1)

где: h обр - высота монолита в компрессионном приборе;

t - время от начала загружения до затухания интенсивной деформации уплотнения.

Оптимальный угол заложения откосов выемки в торфа (при выторфовывании) определяется путем проходки пробного шурфа c вертикальными стенками. Если вертикальный откос в данном пласте торфа удерживается не менее 3 суток, в проекте предусматриваются вертикальные стенки, в противном случае проектируются более пологие откосы.

Характеристики грунтов земляного полотна определяются общепринятыми методами.

III . Выбор типа конструкции земляного полотна по данным изысканий

17. В целях обеспечения выбора наиболее целесообразной конструкция земляного полотна, по данным изысканий на стадии проектного задания /см. п. / намечаются возможные варианты земляного полотна для заданной категории дороги по табл. .

Глубина торфа, м

II и III

IV и V

до 2

Полное выторфовывание

Полное выторфовывание для подтипа 1-Б или дренажные прорези /для подтипа 1-А/

Массивная насыпь, отсыпаемая на поверхность залежи для подтипа 1-А или частичное выторфовывание /для подтипа 1-Б/

более 4

Вертикальные дрены

до 2

Полное выторфовывание

Посадка насыпи на минеральное дно болота путем выдавливания торфа для подтипа II -А - обязательно, с предварительным разрыхлением взрывным или механическим способом

Посадка насыпи на мин. дно болота, вертикальные дрены только для подтипа II А

Облегченная плавающая насыпь из шлака и др. легких материалов или грунтовая насыпь хворостяной /фашинной/ выстилкой в основании

до 8

Посадка насыпи на минеральное дно болота путем выдавливания торфа

Более 8

Свайная эстакада

Принимается в каждом конкретном случае на основе технико-экономических расчетов

В тех случаях, когда на дорогах IV категории применяется покрытие усовершенствованного типа, земляное полотно повышенной капитальности следует выбирать в соответствии с рекомендациями для дорог II - III категории.

Для выбранной конструкции земляного полотна на стадии проектного задания основные параметры, необходимые для подсчетов объема и стоимости работ определяются приближенно по указаниям, приведенным в главах - .

а) при расположении существующих дорожных насыпей, зданий и сооружений, основанием которых служит торфяной грунт, на расстоянии ближе удвоенной глубины залежи;

б) в торфяных залежах типа I -А, если торф перекрыт слоем минерального грунта или залежь имеет минеральные прослойки при общем соотношении толщины вышележащих минеральных слоев к толщине торфа не менее 1:2.

Конструкции с вертикальными дренами и дренажными прорезями не следует назначать при пнистости торфяной залежи более 20 %.

Ярко выраженная слоистость залежи, когда горизонтальная водопроницаемость пласта в несколько раз выше вертикальной, способствует повышению эффективности вертикального дренирования.

20. Как правило, плавающие насыпи могут рекомендоваться только для дорог низких категорий. Однако, в ряде случаев, при наличии плотных торфов /например, соответствующих описанию п. -б/ они могут быть использованы в качестве основания для дорог высоких категорий.

21. Для дорог низких категорий целесообразно в основании плавающей насыпи укладывать настил хворостяную выстилку слани из неделовой древесины, получаемой, в частности, при расчистке полосы отвода. Существующий опыт показал, что устройство настилов и сланей из привозных кондиционных материалов экономически не оправдывается.

22. При соответствующем технико-экономическом обосновании возможно применение специальных конструкций земляного полотна на болотах, имеющих частую область применении и не вошедших поэтому в табл. :

а) глубинное уплотнение слабых грунтов песчаными сваями;

б) специальные облегченные конструкции из пористого бетона, с полостями, из гофрированных металлических труб и т.п.;

в) химическое укрепление слабых грунтов;

г) временные /сезонные/ дороги из сборных железобетонных плит.

Перечисленные конструкции в настоящее время являются экспериментальными и методика их расчета и конструирования в Указаниях не приводится.

23. При возможности стадийного строительства, особенно на неглубоких болотах I типа вместо выторфовывания или вертикальных дрен следует устраивать плавающие массивные насыпи. При этом, на первой стадии /примерно через год после возведения насыпи/ укладывается покрытие переходного типа, а через 3-5 лет, после того, как наблюдениями установлено затухание деформации основания - капитального типа.

Скорость консолидации основания плавающей насыпи может быть увеличена с помощью устройства боковых продольных прорезей или дополнительной временной пригрузки /см. гл. /.

. Проектирование плавающих насыпей (возводимых непосредственно на поверхности болота)

24. Возможность применения плавающих насыпей ограничивается необходимостью соблюдения требований п. . Следует учитывать, что условия устойчивости и недопустимости значительных упругих просадок для плавающих насыпей в ряде случаев, особенно на болотах II типа, оказываются взаимно исключающими, т.к. увеличение высоты насыпи может привести к превышению несущей способности основания.

25. Толщина насыпного слоя определяется как сумма проектной высоты насыпи над окружающей поверхностью болота и величины осадки по осевому сечению земляного полотна. Толщина насыпного слоя должна быть такой, чтобы упругие просадки земляного полотна при движении транспорта не превышали допускаемой величины для данного типа покрытия. В табл. приведены ориентировочные величины минимальной толщины насыпного слоя на болотах /без учета конструктивной толщины дорожной одежды/ по данным А.А. Ткаченко:

Таблица 4

	Требуемая толщина минерального слоя в зависимости от типа одежды
	асфальтобетон	Черный щебень	переходн. покрытие






8 и более

Если на поверхности болота имеется естественный слой минерального грунта, требуемая мощность насыпного грунта может быть снижена на толщину природного минерального слоя.

27. Во всех случаях высота насыпи над поверхностью болота /после осадки/ должна быть не меньше, чем рекомендуется техническими нормативами из условия соблюдении водно-теплового режима.

Скорость консолидации основания может быть повышена с помощью следующих мероприятий:

а) устройство вертикальных дрен и дренажных прорезей /см. гл. /;

б) устройство глубоких дренажных прорезей по обеим сторонам насыпи;

в) методом переменной дополнительной пригрузки.

33. С помощью временной дополнительной пригрузки возможно ускорение консолидации основания насыпи на болотах I типа в 7-8 раз. Метод временной пригрузки целесообразно применять при возможности вторичного использования грунта пригрузочного слоя. Толщину пригрузочного слоя следует принимать не менее половины толщины постоянного насыпного слоя.

При применении метода временной дополнительной пригрузки устойчивость основания на выпор подлежит обязательной проверке /см. п. /.

Расчет ускорения консолидации торфа в основании насыпи с временной пригрузкой проводится следующими этапами:

а) в соответствии с п. определяется величина осадки от веса насыпи с пригрузкой (S 2 );

б) таким же способом определяется величина осадки насыпи без пригрузки (S 1 );

в) в соответствии с п. определяется длительность стабилизации осадки основания от насыпи с пригрузкой t 2 ;

г) длительность уплотнения основания от веса насыпи с пригрузкой до той плотности, которая была бы достигнута уплотнением без пригрузки, определяется по формуле:

. (6)

При возможности проведения контроля в период строительства дороги, пригрузка снимается после того, как будет достигнута расчетная осадка насыпи от проектной высоты (S 1 ).

34. Нижняя часть плавающей насыпи должна быть устроена из дренирующих грунтов на высоту не менее расчетной величины осадки. К прочей части насыпи предъявляются обычные требования общие для всех типов земляного полотна в насыпях.

35. Придорожные кюветы проектируются в соответствии с рекомендациями «Альбома типовых поперечных профилей» Союздорпроект вып. 41. При невозможности соблюдения продольного уклона кюветов для отвода собираемой воды /не менее 0,005/ их устройство не рекомендуется.

. Проектирование земляного полотна с полным выторфовыванием

36. Метод полного выторфовывания заключается в удалении слабого грунта из основания насыпи до плотных слоев минерального дна болота с немедленным заполнением выемки качественным привозным грунтом. При этом, необходимо соблюдение условия, чтобы подошва насыпи опиралась на кровлю плотных слоев всей своей площадью.

37. При проектировании выторфовывания следует стремиться к максимальной устойчивости земляного полотна за счет создания наиболее крутых откосов выемки. Угол откосов выемки назначается по данным полевых исследований /п. 16/. Ширина дна выемки не должна быть меньше ширины земляного полотна между бровками насыпи.

В целях обеспечения качества выторфовывания отметку дна выемки следует назначать на 10 - 15 см ниже дна болота.

38. При наличии продольного или поперечного уклона дна болота более 10 % следует при механическом выторфовывании разрабатывать дно ступенями или же в случае малоустойчивых торфов производить наброску крупного камня с пониженной стороны /рис. а,б/.

При взрывном способе выторфовывания наклонное дно следует вырабатывать штрабами /рис. в/.

39. В зависимости от типа болота и объема работ выторфовывание может производиться следующими способами:

а) механическая разработка;

б) взрывы на выброс;

в) взрывание под насыпью;

г) гидравлическое выторфовывание;

д) посадка насыпи на дно болота с выдавливанием слабого грунта весом насыпи.

Примечание: Указания по технологии и организации выторфовывания различными методами см. СНиП III -Д. 5-62.

40. На болотах II и III типа земляное полотно, как правило, должно сооружаться способом выдавливания слабых слоев весом отсыпаемой насыпи. При этом должно быть также выполнено требование опирания всей подошвы насыпи на плотные слои минерального дна болота.

При наличии в верхней части болота плотных слоев торфа, последние должны быть удалены или разрыхлены механическими, взрывными или гидравлическими методами на ширину земляного полотна плюс две полосы с каждой стороны с шириной не меньшей, чем глубина болота. Если плотные слои составляют более половины глубины болота, для облегчения выдавливания следует предусмотреть устройство торфоприемников по обеим сторонам насыпи. Объем торфоприемников должен быть не меньше половины объема торфа подлежащего выдавливанию.

Минимальная высота насыпного слоя, необходимая для выдавливания слабого слоя определяется по формуле:

(7)

где: В - ширина насыпи по основанию

С - сцепление слабого слоя

Н сл - мощность выдавливаемого слоя

Объемный вес грунта насыпи.

. Проектирование земляного полотна с частичным выторфовыванием

41. Земляное полотно с частичным выторфовыванием следует назначать в случаях:

а) если плотность торфяной залежи увеличивается по глубине;

б) если на некоторой глубине болота имеется слой высокой пнистости, не позволяющий применить другие типы конструкций земляного полотна;

в) в целях ускорения консолидации основания.

К земляному полотну с частичным выторфовыванием предъявляются те же требования, что и к плавающим насыпям /гл. /.

42. Минимальная глубина замены торфа качественным минеральным грунтом должна быть такой, чтобы общая толщина насыпного слоя от верха оставляемого слоя торфа до проектной отметки была не меньше, чем это требуется по табл. .

43. Устойчивость основания насыпи против выдавливания при частичном выторфовывании следует проверять по формуле Герсеванова-Пузыревского:

45. Длительность интенсивной осадки насыпи за счет консолидации грунтов основания определяется так же, как и для плавающей насыпи /п. 82/.

При частичном выторфовывании скорость консолидации основания увеличивается пропорционально квадрату отношения полной глубины болота к мощности удаляемого торфа.

VII . Земляное полотно с вертикальными дренами и дренажными прорезями

46. Вертикальное дренирование основания земляного полотна проводится с целью ускорения консолидации грунтов основания, повышения их устойчивости и снижения упругих осадок.

Ускорение консолидации основания вертикальными дренами или дренажными прорезями происходит за счет значительного сокращения пути фильтрации воды, отжимаемой из грунтовой массы при уплотнении весом насыпи. Вертикальные дрены позволяют ускорить осадку по сравнению с плавающей насыпью в десятки раз.

Вертикальные дрены или дренажные прорези быстро снимают напор, возникающий в порах водонасыщенного грунта после приложения внешней нагрузки. Поэтому сопротивление сдвигу основания с дренами возрастает значительно быстрее, чем без дренирования /практически - по мере отсыпки насыпи/.

Вертикальные дрены или дренажные прорези изменяют общую упругость массы болотного грунта, поэтому упругие просадки на поверхности земляного полотна с вертикальными дренами примерно в 3 раза ниже, чем без дрен.

47. При глубине болота до 3 м рекомендуется земляное полотно проектировать с дренажными прорезями, для устройства которых не требуется специального оборудования /прорези отрываются экскаватором/. Дренажные прорези могут устраиваться только в торфах, способных удерживать вертикальные откосы в течение времени, необходимого для заполнения траншеи песком.

Вертикальные дрены могут применяться при глубине болот более 2 м при мощности залежи свыше 8-10 м может оказаться целесообразным применение частично погруженных дрен. Однако, следует учитывать, что при неполном погружении дрен срок консолидации основания значительно возрастает.

Вертикальные дрены могут применяться в торфах I типа в уплотненных болотных грунтах типа II -А.

48. Дрены и прорези должны заполняться крупным или средним песком с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сутки. Нижняя часть насыпи на толщину не менее величины предполагаемой осадки также должна отсыпаться из песчаных грунтов с водопроницаемостью не менее 3 м/сутки.

49. Толщина насыпного слоя над торфом с вертикальными дренами или дренажными прорезями из условий требований снижения упругих деформаций может быть равной половине величины, требуемой по табл. , но не менее 2,5 м.

50. Осадка дорожной насыпи на торфах с вертикальными дренами определяется по формуле:

Болото I типа А

Болото I типа В

Торф II типа А сапропели при влажности ниже предела текучести

53. Расстояние между прорезями из расчета срока стабилизации осадки 4-6 мес. при ширине прорезей 0,7 м, глубине залежи от 1,5 до 3 м ориентировочно может быть принята:

болото I типа А - 2,4 м

I типа Б - 2,0 м

II типа А - 1,8 м

54. Ориентировочно назначенное расстояние между вертикальными дренами должно быть проверено и уточнено по данным лабораторных исследований. Расчет производится по номограмме, приведенной на рис. .

Рис. 1. Схема вариантов подготовки котлована выторфовывания при наклонном дне болота.

Рис. 2. Номограмма для расчета оснований с вертикальными дренами.

В случае, если в результате проверки окажется, что степень консолидации основания за заданное время /при ориентировочно выбранных параметрах конструкции земляного полотна/ составляет меньше 90 %, следует уменьшить расстояние между дренами.

Если на поверхности болота имеется уплотненный слой торфа или связного грунта, учитывать в расчетах вертикальную фильтрацию / U в / не следует.

Пример консолидационного расчета вертикальных дрен дан в приложении .

Для проведения расчета необходимо знать:

глубину залежи - Н Т (м)

коэффициент консолидации торфа при фильтрации в вертикальном направлении - С в (м 2 /сут.)

коэффициент консолидации торфа при фильтрации в горизонтальном направлении - С г (м 2 /сут.)

ориентировочно принятое расстояние между дренами - l (м)

заданное время 90 % консолидации - t (сут.)

ориентировочно принятое отношение расстояния между дренами к их диаметру - п.

Вычислив , по правой шкале 5 определяется U в % за заданное время t . Далее, на шкале 1 находится точка, соответствующая вычисленному значению , из которой через точку на шкале 2, соответствующую значению п , проводится прямая до шкалы 3. Точка пересечения даст величину U г . Общая степень консолидации U общ находится на шкале 4 в точке пересечения прямой соединяющей величины U г на шкале 3 и U в на шкале 5.

55. Проверка правильности назначенного расстояния между дренажными прорезями производится по графику на рис. .

Для расчета земляного полотна с дренажными прорезями необходимо знать: коэффициент консолидации слабого грунта - С , глубину залежи - Н , заданное время консолидации – t . По графику определяется - какая степень консолидации грунта основания будет достигнута за время t - при назначенном расстоянии между прорезями - l . Пример расчета см. в приложении .

В целях упрощения считается, что коэффициент консолидации одинаков как для вертикальной, так и для горизонтальной эксфильтрации.

В случае, если при назначенных параметрах конструкции степень консолидации основания в заданное время составляет меньше 90 %, следует уменьшить расстояние между прорезями.

Расчетные характеристики

Обозн.

I слой

II слой

среднее значение

1. Тип торфа

I -А

2. Мощность слоя /м/

3. Коэффициент пористости в ест. состоянии

e 0

4. Коэффициент пористости после уплотнения

e р =0,5

5. Коэффициент консолидации /м 2 /сут/

0,0105

0,0074

0,0095

6. Высота насыпного слоя

H н

7. Объемный вес торфа т/м 3

1,02

1,01

1,02

8. Объемный вес материала насыпи

Приведенные в таблице расчетные данные определяются при полевых или лабораторных изысканиях, за исключением величины коэффициента пористости торфа после уплотнения нагрузкой, эквивалентной удельному давлению насыпи на основание - e р

Величина удельного давления на основание:

т/м 2 =0,5 кг/см 2 .

При наличии горизонта грунтовых вод вблизи поверхности, давлением вышележащих пластов торфа на нижележащие можно пренебречь, т.к. объемный вес торфа близок к единице.

Коэффициент пористости торфа в состоянии уплотнения определяется по результатам компрессионных испытаний при нагрузке Р = 0,5 кг/см 2 для каждого слоя.

В соответствии с табл. настоящих Указаний, на торфяных залежах I типа под покрытие усовершенствованного типа рекомендуется устраивать земляное полотно с вертикальными дренами;

В необходимости вертикальных дрен можно убедиться и расчетным путем. Если будет принята конструкция земляного полотна типа «плавающей насыпи», то длительность осадки вычисляется по формуле / /:

где: средний коэффициент консолидации равен:

Следовательно, требование достижения 90 % консолидации основания земляного полотна в данном случае будет выполнено только через 8 лет после возведения насыпи. Для того, чтобы обеспечить возможность устройства одежды в тот же год, в котором возведено земляное полотно, срок консолидации не должен превышать 6 месяцев. Значительное сокращение срока консолидации может быть достигнуто с помощью вертикальных дрен.

Ориентировочно параметры конструкции земляного полотна с вертикальными дренами могут быть назначены по табл. Указаний. Для торфяной залежи типа I -А при мощности Н =6 м расстояние между дренами рекомендуется - 2,4 м.

Диаметр дрен назначается с учетом имеющегося оборудования - в данном случае принят d =0,35 м. Тогда отношение расстояния между дренами к их диаметру

Зная коэффициент консолидации торфяной залежи - С ср , можно проверить правильность назначенного расстояния между дренами по номограмме /рис. /.

1. Определение степени консолидации основания без дрен за заданный срок / t =6 мес./.

Вычисляется величина

На шкале 5 определяется величина степени консолидации при вертикальной фильтрации U в =19 %.

2. Определение степени консолидации основания от воздействия вертикальных дрен.

Вычисляется

Через соответствующую точку на шкале 2 п =6,1 проводится прямая до шкалы 3, где получается значение U г =86 %.

3. Определение общей степени консолидации основания с вертикальными дренами.

Но второй части номограммы точку на шкале 3, соответствующую величине U в =86 %, соединяем с точкой на шкале 5, соответствующей величине U в =19 %.

На шкале 9 получим искомую величину U общ =90 %.

В данном случае оказалось, что предварительно подобранные параметры конструкции отвечают заданным требованиям.

Следует заметить, что расчет по номограммам можно вести и обратным путем, отыскивая требуемый срок консолидации или требуемое расстояние между дренами по заданным общим параметрам. -А имеет мощность 2,7 м. Торф, составляющий залежь, обладает следующими расчетными характеристиками:

1. Коэффициент пористости в естественном состоянии e 0 =8,6 м.

2. Коэффициент пористости после уплотнения весом насыпи e р =6,2.

3. Коэффициент консолидации С р =0,0105 м 2 /кг. Слой торфа подстилается плотными суглинками. Общая высота насыпного слоя назначена из условия соблюдения допускаемых упругих деформаций /п. 53/ h н =2,5 м.

Объемный вес материала насыпи - =2 т/м 3 . Величина удельного давления в основании насыпи, при котором определен e р составляет:

В соответствии с табл. настоящих Указаний, на торфяных залежах типа I -А для дорог с покрытием усовершенствованного типа рекомендуется земляное полотно с дренажными прорезями.

Отношение расстояния между прорезями к глубине:

Величина «фактора времени», откладываемая по абсциссе графика, в данном случае будет равна:

(Для обеспечения возможности окончания строительства за один сезон, время 90 % консолидации принято t =180 сут.)

Мощность оставляемого под насыпью слоя торфа определяется исходя из соблюдения требования достижения 90 % консолидации за 180 суток по формуле / /:

8 /:

Где для данного примера:

Объемный вес торфа =1,02 т/м 3

Глубина выторфовывания h выт =1,2 м.

Сцепление торфа С =1,2 т/м 2

Угол внутреннего трения j =8° /в радианах j =0,14/

4,4 т/м 2 меньше допустимой по расчету Р без =5,4 т/м 2 , поэтому устойчивость запроектированной конструкции можно считать обеспеченной.