Возведение насыпей на марях и вечномерзлых грунтах

Возведение насыпей на марях и вечномерзлых грунтах. Насыпи в районах распространения вечной мерзлоты проектируют и сооружают с учетом свойств грунтов деятельного слоя и вечномерзлых грунтов, залегающих в основании, а также наличия мерзлотных процессов — бугров пучения, термокарста, наледей, солифлюкции, подземных льдов.
Необходимы специальные мероприятия, обеспечивающие сохранение несущей способности земляного полотна при возникновении подобных процессов. Степень изученности этих проблем позволяет сформулировать некоторые рекомендации.
К их числу относятся следующие. В пределах участков с прочным основанием насыпи сооружают как в обычных условиях, независимо оя глубины, характера залегания и температуры вечномерзлыя грунтов. На недостаточно прочном и слабом основаниях, в том числе на марях
и участках с наличием подземных льдов, для уменьшения величины осадок предусматривают соответствующие конструкции и высоты насыпей, инженерную подготовку оснований
и организацию работ, при которой не нарушается мохорастительный покров.
На марях наибольшие просадки возникают в местах скопления поверхностной воды, особенно с нагорной стороны у подошвы насыпи; застой воды приводит к оттаиванию вечномерзлого грунта и проседанию прилегающей к насыпи местности, в гом числе основания насыпи.
В результате такого термокарстового процесса через 5-10 лет могут образовываться водоемы глубиной до 2 м.
Насыпи из дренирующих грунтов на марях и заболоченных участках III категории просадочности сооружают применительно к поперечному профилю, представленному на рис. 3.74, а, при IV категории просадочности — применительно к профилю па рис. 3.74, б.



На слабом и просадочном основаниях высоту насыпи назначают с учетом требований
по предохранению ее от морозного пучения и подтопления. На участках с подземными льдами
насыпи сооружают по индивидуальному проекту.
При возведении насыпей необходимо учитывать осадку основ вания, возникающую
в результате уплотнения (сжатия) грунта деятельного слоя, осредненная величина которой
в суглинках мягкопластичных составляет 20-30 см, в суглинках текучепластичных — 50-55 см,
в супесях слабовлажных и влажных — 10-15 см, в супесях сильновлажных и водонасыщенных — 30 -35 см, в торфах — 50% толщины деятельного слоя. На стадии рабочего проектирования осадку определяют в зависимости от мощности деятельного слоя и величины относительной осадки
На участках с высокотемпературными вечномерзлыми грунтами в проекте дополнительно предусматривают запас по высоте и ширине насыпи на уплотнение протаивающего вечномерзлого грунта основания. Условно принимают, что 50% общей величины осадки происходит во время строительства и 50% — в период эксплуатации.



При определении объема насыпи, в основании которой залегают высокотемпературные вечномерзлые грунты, необходимо учитывать объем для компенсации ее осадки вследствие деформации грунтов деятельного слоя, оттаивания вечномерзлые грунтов основания как при возведении насыпи, так и в процессе временной эксплуатации дороги, а также объем грунта
для уширения насыпи.
На участках с низкотемпературными вечномерзлыми rpyнтами в основании насыпи высотой более 1,5-2 м при отсыпке ее в зимнее время сохраняется естественный уровень вечной мерзлоты, поэтому запас на осадку насыпи из-за протаивания вечной мерзлоты не предусматривают.
Под насыпями высотой менее 1,5-2 м, возводимыми в любое время года, а также под насыпями высотой более 5 м, возводимыми в летнее время из всех грунтов, кроме камня, понижается поверхность вечномерзлым грунтов. Под высокими насыпями из камня уровень вечном мерзлоты поднимается.
Выторфовывание в пределах марей не предусматривают. Уменьшение величины осадок и их неравномерности по протяженности могут быть достигнуты за счет надежного отвода
поверхностной воды от земляного полотна, предотвращения ее скопления в пониженных местах около насыпи, сохранения в ненарушенном состоянии растительно-мохового покрова в основании и вблизи насыпи.
Если на термокарстовых участках из пониженных мест невозможно удалить воду, то их засыпают местным грунтом по мере отсыпки нижнего слоя насыпи. Грунт, доставленный автосамосвалами по отсыпаемому первому слою насыпи, выгружают около пониженного места, надвигают бульдозером и уплотняют грунтоуплотняющей машиной. Верх засыпки около насыпи оформляют в виде бермы высотой над поверхностью мари 0,2-0,3 м с поперечным уклоном
0,02-0,04 в сторону от насыпи.
В зоне высокотемпературной вечной мерзлоты на участках насыпей высотой до 1 м, а также
на нулевых местах, в основании которых залегают переувлажненные глинистые грунты,
предусматривают вырезку этих грунтов на глубину, определяемую расчетами при разработке рабочих чертежей. Дну траншеи придают продольный уклон не менее 0,005. В талом состоянии
грунт вырезают бульдозерами; мерзлые грунты предварительно разрыхляют навесными рыхлителями на бульдозерах мощностью 300 л.с. и более или взрывным способом. Разрыхленный грунт перемещают бульдозерами в отвал или в валы, из которых его погружают одноковшовым экскаватором или погрузчиком в автосамосвалы и увозят за пределы насыпи. Технология рыхления мерзлых грунтов рыхлителями такая же, как и при разработке выемок. Вслед за вырезкой глинистого грунта засыпают траншею предусмотренным в проекте грунтом.
Для возведения насыпей на участках вечной мерзлоты с прочным основанием могут применяться все виды землеройных и землеройно-транспортных средств, а также автомобильный и железнодорожный транспорт, как и в обычных условиях.
На недостаточно прочном и слабом основаниях с высоко-температурной вечной мерзлотой, включая мари (III и IV категорий просадочности), для возведения насыпей в летнее время применяются автосамосвалы грузоподъемностью до 12 т. При значительных дальностях возки
и объемах работ целесообразно использовать железнодорожный подвижной состав в комплекте
с автосамосвалами. Самоходные скреперы (с ковшом емкостью 10 -15 м3) могут быть использованы в благоприятных для разработки грунтах. Насыпи на таких участках целесообразно отсыпать после промерзания верхней части деятельного слоя. Причем нижний слой насыпи как
в зимнее, так и в летнее время необходимо отсыпать «с головы» без заезда автосамосвалов, самоходным скреперов и других машин на естественную поверхность основания насыпи.
Для этого выгруженный автосамосвалами грунт надвигают вперед бульдозером. Автосамосвалы разворачиваются под разгрузку на ранее спланированном грунте около места выгрузки. Толщину первого (защитного) слоя насыпи, допускающего движение по нему автосамосвалов, принимают
в зависимости от состояния основания насыпи, грузоподъемности автосамосвалов
и устанавливают в процессе отсыпки грунта в начале слоя.
Технология отсыпки насыпей на вечномерзлых грунтах, особенно на марях с высокотемпературной вечной мерзлотой, где учитывают понижение уровня вечной мерзлоты,
с применением автосамосвалов, скреперов и железнодорожного подвижного состава аналогична технологии возведения насыпей на болотах. Для ускорения осадки в отдельных случаях так же, как и на болотах, можно временно пригружать насыпь грунтом с последующей его срезкой.

На марях с низкотемпературной вечной мерзлотой на участках подземных льдов, льдонасыщенных суглинков и пылеватых песков, на которых насыпи возводят с сохранением естественного уровня вечной мерзлоты в основании, как в подготовительный период, так и в процессе отсыпки насыпей следует принимать меры к максимальному сохранению естественных условий полосы отвода:
— не нарушать мохорастительный покров в основании насыпей и в полосе отвода;
— вырубку деревьев и кустарника производить в минимально необходимом количестве
и только после промерзания почвы на глубину не менее 50 см;
— не допускать осушения заболоченной местности и устройства продольных и поперечных прорезей в основании и у подошвы откоса насыпи;
— систематически удалять снег со всей площади основания насыпи, что способствует увеличению глубины промерзания грунта основания;
— выделять участки в защитную охранную зону шириной не менее 100 м в каждую сторону
от оси земляного полотна;
— не допускать в этой зоне закладки карьеров и резервов, а также движения любого
вида транспорта вне дорог;
— ограждать растительность защитных зон от лесных пожаров, устраивая вдоль их
границ противопожарные просеки с грунтовыми полосами.
Насыпь из дренирующих грунтов с сохранением уровня вечной мерзлоты в основании возводят после промерзания деятельного слоя; до наступления положительных температур ее отсыпают
на высоту не менее 1,2-1,5 м. Первый слой насыпи отсыпают без заезда машин на естественную поверхность основания.
Устранение осадок основания насыпей может быть достигнуто поднятием верхнего горизонта вечной мерзлоты до уровня подошвы насыпи. Для этого насыпь отсыпают из несцементированных обломочных грунтов или с обсыпкой откосов слоем камня толщиной 1-1,5 м. Такие конструкции наиболее целесообразно предусматривать при возведении насыпей высотой более 5 м на участках вечномерзлых грунтов с большим содержанием льда или в местах залегания подземного льда, особенно на подходах к мостам. Исследованиями установлено, что среднегодовая температура вечномерзлых грунтов в основании таких насыпей на 2,5-4°С ниже температуры вечномерзлого грунта в естественном залегании.
Горизонт вечной мерзлоты в основании невысоких насыпей из несцементированных обломочных грунтов можно поднять за счет укладки теплоизоляционной прослойки различной толщины из уплотненного мха и торфа, шлака и других материалов, обладающих небольшим коэффициентом теплопроводности и достаточной прочностью. Отсыпать насыпи с поднятием горизонта вечной мерзлоты и укладывать теплоизоляционную прослойку следует в зимнее время.
Обсыпать слоем камня откосы целесообразно по мере возведения насыпи.
После отсыпки насыпи на высоту 2-3 м завозят автосамосвалами камень и выгружают его около откоса насыпи, а затем бульдозером сдвигают на откос. Выравнивают слой камня на откосе экскаватором-планировщиком, размещаемым на насыпи. При пологих откосах (под углом не более 30°) надвигать камень на откос, а также разравнивать его по всей длине откоса можно бульдозером. Теплоизоляционную прослойку укладывают по мере возведения первого слоя насыпи. Предварительно завозят автосамосвалаии изоляционный материал и выгружают его перед отсыпаемой насыпью, затем бульдозером перемещают вперед на расстояние до 50 м, распределяя eгo равномерно по всей ширине основания насыпи. После этого отсыпают слой грунта насыпи
без заезда автосамосвалов на изоляционный слой и т.д.
Для сохранения низкотемпературной вечной мерзлоты или поднятия ее уровня необходимо укладывать грунты, предусмотренные в проектном поперечном профиле, а также возводить насыпи в установленный период времени. Несоблюдение этих условий приведет к нарушению предусмотренного теплового режима, протаиванию вечной мерзлоты и осадкам насыпей.
При возведении насыпей после промерзания деятельного слоя грузоподъемность автосамосвалов не ограничивают.

Admin добавил 16.11.2011 в 09:27
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор