RU2378446C2

RU2378446C2 - Method for erection of embankment on frozen soils

Info

Publication number: RU2378446C2
Application number: RU2008106371/03A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Трофимов (RU); Валерий Иванович Трофимов; Валентин Георгиевич Кондратьев (RU); Валентин Георгиевич Кондратьев
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2010-01-10
Also published as: RU2008106371A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method for erection of embankment on frozen soils includes laying of heat insulation layer onto foundation, filling of embankment layer from highly icy soil, with further filling of upper draining layer of soil. According to invention, prior to installation of heat insulation layer, transverse slots are cut in embankment foundation and filled with non-heaving material, then internal long strip is filled from highly icy soil, long vertical filtering webs are installed, then long extreme strips are filled together with upper draining layer, afterwards conditioning is carried out, as well as further dehydration of embankment.

EFFECT: reduced costs and efficiency.

1 cl

Description

Изобретение относится к области строительства дорог и оснований и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых грунтах, как в летнее, так и в зимнее время года.The invention relates to the field of construction of roads and foundations and can be used in the construction of oil and gas and transport facilities on frozen soils, both in summer and in winter.

Известен способ возведения насыпей на болотах, путем подготовки основания с теплоизоляционным слоем с уклоном от продольной оси насыпи к ее краям и последующей отсыпки насыпи (SU 578392, кл. Е01С 3/00, 1977 г.).There is a method of erecting embankments in swamps by preparing the base with a heat-insulating layer with a slope from the longitudinal axis of the embankment to its edges and subsequent filling of the embankment (SU 578392, class Е01С 3/00, 1977).

Недостатком известного способа является то, что оттаявшая свободная вода при переменных нагрузках проникает в структуру теплоизоляционного слоя и насыпи, разжижая ее и ухудшая теплозащиту мерзлого основания, что, в целом, снижает эффективность способа.A disadvantage of the known method is that thawed free water at variable loads penetrates the structure of the heat-insulating layer and the embankment, liquefying it and impairing the thermal protection of the frozen base, which, in general, reduces the efficiency of the method.

Известен также способ строительства дорог на болотах путем отсыпки насыпи по полосам, начиная с крайних полос и заканчивая внутренней, с последующей отсыпкой верхнего дренирующего слоя (RU 2293814, кл. Е01С 3/04, 2007).There is also a method of building roads in swamps by filling the embankment into strips, starting from the extreme strips and ending with the inside, followed by backfilling of the upper drainage layer (RU 2293814, class Е01С 3/04, 2007).

Недостатком известного способа является то, что насыпь теряет устойчивость при использовании переувлажненного или высокольдистого грунта тела насыпи, причем в процессе его оттаивания грунт переходит в текучее состояние, что снижает эффективность способа.The disadvantage of this method is that the embankment loses stability when using waterlogged or high-icy soil of the body of the embankment, and in the process of thawing the soil becomes fluid, which reduces the effectiveness of the method.

Прототипом изобретения является способ возведения насыпи в районах распространения вечномерзлых грунтов, включающий укладку теплоизоляционного слоя на основание, отсыпку слоя насыпи из высокольдистого грунта с последующей отсыпкой верхнего дренирующего слоя грунта (SU 841418, кл. Е01С 3/06; Е02D 17/00, 1991 г.).The prototype of the invention is a method of erecting an embankment in areas of permafrost soils, including laying a heat-insulating layer on the base, filling the embankment layer from high-icy soil with subsequent filling of the upper drainage soil layer (SU 841418, class E01C 3/06; E02D 17/00, 1991 .).

Недостатком известного способа является низкая эффективность способа из-за наличия фактора скапливания свободной воды на поверхности полотна при оттаивании мерзлого грунта. При этом вода при действии переменной нагрузки, например, при проходе транспорта по дороге, поднимается по капиллярам и часть грунта переходит в водонасыщенное, текучее состояние, что приводит к резкому снижению несущей способности и устойчивости насыпи.The disadvantage of this method is the low efficiency of the method due to the presence of a factor of accumulation of free water on the surface of the canvas during thawing of frozen soil. At the same time, water under the action of a variable load, for example, when transport passes along the road, rises along the capillaries and part of the soil goes into a water-saturated, fluid state, which leads to a sharp decrease in the bearing capacity and stability of the embankment.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по разработке более эффективного способа возведения насыпи на мерзлых грунтах.When creating the present invention, the task was to develop a more effective method of erecting embankments on frozen soils.

Техническим результатом является повышение устойчивости насыпи за счет предотвращения ее водонасыщения и разжижения при оттаивании льда, а также повышение структурной прочности грунта откосов и тела насыпи в целом.The technical result is to increase the stability of the embankment by preventing its water saturation and dilution during thawing of ice, as well as increasing the structural strength of the soil slopes and the body of the embankment as a whole.

Поставленная задача достигается тем, что в способе возведения насыпи на мерзлых грунтах, включающем укладку теплоизоляционного слоя на основание, отсыпку слоя насыпи из высокольдистого грунта, отсыпку верхнего дренирующего слоя грунта, согласно изобретению перед укладкой теплоизолирующего слоя прорезают в основании насыпи поперечные щели и заполняют их непучинистым материалом, далее отсыпают слой насыпи из высокольдистого грунта в виде внутренней продольной полосы, устанавливают продольные вертикальные фильтрующие полотнища, затем отсыпают продольные крайние полосы из высокольдистого грунта и пористого наполнителя, после чего дают выдержку для оттаивания высокольдистого грунта и его иссушения, и, на заключительном этапе, отсыпают верхний дренирующий слой грунта.The problem is achieved in that in the method of erecting an embankment on frozen soils, including laying a heat-insulating layer on the base, filling the embankment layer from high-icy soil, filling the upper drainage soil layer, according to the invention, transverse cracks are cut in the base of the embankment and filled with non-porous material, then pour a layer of embankment from high-icy soil in the form of an internal longitudinal strip, establish longitudinal vertical filter sheets, then backfilled with longitudinal edge strips of soil and vysokoldistogo porous filler, and then allowed to thaw extract vysokoldistogo soil and its draining, and, at the final stage, the upper drainage backfilled soil layer.

Отсыпка по продольным полосам дает возможность использовать различные грунтовые смеси и материалы для них, что позволяет скомбинировать оптимальную структуру насыпи и тем самым также повысить ее устойчивость.Dumping along the longitudinal strips makes it possible to use various soil mixtures and materials for them, which allows you to combine the optimal structure of the embankment and thereby also increase its stability.

Установка вертикальных продольных фильтрующих полотнищ позволяет, во-первых, более эффективно отводить лишнюю оттаявшую воду и, во-вторых, усилить тело насыпи, что, в целом, повышает ее устойчивость.The installation of vertical longitudinal filter sheets allows, firstly, to more efficiently remove excess thawed water and, secondly, to strengthen the body of the embankment, which, in general, increases its stability.

В процессе оттаивания насыпи свободная вода будет стекать по верхнему полотну теплоизоляционного слоя в дренажные канавы. Нижнее полотно будет защищать теплоизоляционный слой от его смачивания при оттаивании основания.In the process of thawing the embankment, free water will flow down the upper sheet of the insulating layer into the drainage ditches. The lower sheet will protect the heat-insulating layer from wetting it during thawing of the base.

Прорезание поперечных щелей в основании насыпи между дренажными канавами с последующей засыпкой их непучинистым материалом, например песком, позволит, во-первых, эффективно отводить оттаявшую воду в канавы, а, во-вторых - дополнительно усилить основание, что в целом повышает устойчивость насыпи на мерзлом основании в случае ее оттаивания.Cutting the transverse cracks in the base of the embankment between the drainage ditches and then backfilling them with non-porous material, such as sand, will allow, firstly, to effectively drain thawed water into the ditches, and, secondly, to further strengthen the base, which generally increases the stability of the embankment on frozen base in case of thawing.

Иссушение насыпи выполняется с целью предотвращая разжижения грунта насыпи при оттаивании высокольдистого грунта.The drying of the embankment is carried out in order to prevent the dilution of the embankment soil during thawing of high-icy soil.

Возведение насыпи на мерзлом грунте осуществляют следующим образом.The construction of the embankment on frozen soil is as follows.

Расчищают поверхность основания трассы будущей насыпи. Устраивают дренажные канавы. Прорезают в основании поперек трассы между дренажными канавами щели и засыпают их непучинистым материалом, например песком. Расстилают на основании насыпи на его ширину непроницаемое полотнище, на котором укладывают теплоизоляционный слой материала, и покрывают его другим непроницаемым полотнищем. Отсыпают внутреннюю полосу из некондиционного высокольдистого грунта (например, мерзлая супесь или мерзлый суглинок). После этого устанавливают вертикальные продольные фильтрующие полотнища, например по откосам внутренней полосы. Затем отсыпают крайние продольные полосы из предварительно приготовленной смеси высокольдистого грунта (например, мерзлая супесь или мерзлый суглинок) и пористого наполнителя (например, керамзитовый гравий, пемза и др.). Роль пористого наполнителя состоит в поглощении им оттаявшей воды и, соответственно, в иссушении высокольдистого грунта, предотвращая тем самым разжижение грунта насыпи, и повышении структурной прочности насыпи, что, в целом, приводит к укреплению откосов и к общему повышению устойчивости насыпи.They clear the surface of the base of the route of the future embankment. Arrange drainage ditches. Slots are cut at the base across the path between the drainage ditches and filled with non-porous material, for example sand. On the basis of the embankment, an impenetrable sheet is spread on its width, on which a heat-insulating layer of the material is laid, and covered with another impermeable sheet. Pour the inner strip from substandard high-icy soil (for example, frozen sandy loam or frozen loam). After that, establish vertical longitudinal filtering panels, for example, along the slopes of the inner strip. Then, extreme longitudinal strips are poured from a pre-prepared mixture of high-icy soil (for example, frozen sandy loam or frozen loam) and porous filler (for example, expanded clay gravel, pumice, etc.). The role of the porous filler is to absorb thawed water and, consequently, to dry high-icy soil, thereby preventing the soil from liquefying the embankment, and increasing the structural strength of the embankment, which, in general, leads to the strengthening of slopes and to an overall increase in the stability of the embankment.

Затем дают выдержку для оттаивания льда высокольдистого грунта. Далее выполняют иссушение оттаявшего грунта путем всасывания оттаявшей воды пористым наполнителем. При этом время выдержки может быть определено путем бурения и отбора проб грунта или методом статического зондирования. На заключительном этапе отсыпают верхний дренирующий слой грунта над всеми полосами насыпи.Then give an excerpt for thawing ice of high-icy soil. Then, the thawed soil is drained by suction of the thawed water with a porous filler. In this case, the exposure time can be determined by drilling and sampling the soil or by static sounding. At the final stage, the upper drainage layer of soil is poured over all the bands of the embankment.

Все эти мероприятия повышают эффективность способа, обеспечивающего предотвращение водонасыщения насыпи при ее эксплуатации и разжижения при оттаивании льда, а также повышение структурной прочности грунта откосов и тела насыпи в целом, ведущей к повышению срока службы насыпи.All these measures increase the effectiveness of the method, ensuring the prevention of water saturation of the embankment during its operation and dilution during thawing of ice, as well as increasing the structural strength of the soil of slopes and the body of the embankment as a whole, leading to an increase in the service life of the embankment.

Способ возведения насыпей на мерзлых грунтах опробован в строительной лаборатории кафедры ПСК Тверского государственного технического университета и показал возможность его реализации в реальных условиях строительства.The method of erecting embankments on frozen soils was tested in the construction laboratory of the Department of Construction and Design of Tver State Technical University and showed the possibility of its implementation in real construction conditions.

Claims

A method of constructing an embankment on frozen soils, including laying a heat-insulating layer on the base, filling the embankment layer from high-icy soil, filling the upper drainage soil layer, characterized in that before laying the insulating layer, transverse cracks are cut in the base of the embankment and fill them with a non-porous material, then the layer is sprinkled embankments from high-icy soil in the form of an internal longitudinal strip, establish longitudinal vertical filter cloths, then pour the longitudinal extreme strips from of high-icy soil and porous filler, after which they give exposure to thaw the high-icy soil and dry it, and at the final stage, pour the upper drainage soil layer.