SU1462862A1 - Способ возведени насыпи - Google Patents

Description

: , 1 ; . .

Изобретение относитс  к строител.ь- ству и может быть использовано при возведении насьтей автомобильных и железных дорог в холодный перио; года; преимущественно данное изобретение предназначено дл  районов распространени  Бвчномерзльос грунтов.

Целью изоОретени   вл етс  повышение устойчирости и сокращение сроков консолидации насыпи за счет сглаживани  деформаций ее поверхности при оттаивании переувлажненного грунта в услови х отрицательных температур воздуха.

На чертеже изображена схема насьти .

Насыпь состоит из нижнего 1 и верхнего 2 слоев, которые р эмр.щены

- 3J46

между боковыми упорно-дренирующими призмами 3. Н стний слой 1 н сыпи .отсыпан из переувлажненного засоленног го мерзлого комковатого грунта 4, на котором размещен водонепроницае- экрар 5, например, из стеклоткани или гидрофобизиропанного геотек- стил м, смороженный со слоем вьппеле- жащего талого грунта 6 с образовани- ем единого монолитно-мерзлого сло . Верхний слой 2 насыпи отсыпан из дренирующего грунта. Водонепроницаемый экран 5 предназначен дл  предохранени  сло  монолитно-змерзлого сло  от воздействи  соли при оттаивают засоленного мерзлого комковатого грунта 4 и дополнительно выполн ет армирующую роль, воспринима  раст - гивакидие напр жени , возникающие в нижней части монолитно-мерзлого груй та (плиты), при оттаивании и консолидации грунта в нижнем слое 1 насыпи .,

Слой йоиолитно-мерзлого грунта над поверхностью нижней части насыпи служит дл  сглалсивани  неравномернос- тей осадок, происход щих при оттаивании и уплотнении переувлажненного засоленного мерзлого грунта 4. Ввиду этого толщина сло  монолитно-мерзлого грунта с примороженным водонепроницаемым экраном 5 должна обеспечить работу этого сло  как жесткой .плиты.

требуемую толщину которой можно рас- gg бизированного геотекстил ), на который отсыпают, уплотн ют и смораживают с последним под воздействием от ...

п

считать по формуле

.„ fHoilibiliEiCiieQ..

нагрузка на плиту, т;

тр где Р

(1)

рицательных температур воздуха слой талого грунта 6 из cлaбopaзлoжившefoin И (о()

предел прочности материала изгибу,

коэффициент Пуансона материала ПЛИТЫ}

коэффициент, завис щий от радиуса приведенного круга передачи давлений (г) и характеристики мерзлого материала (1). Коэффициент С(«(.) устанавливаетс  по графику

г.

в координатах С («/) 1 Вход ща  в формулу характеристика прочности uf, зависит от температуры, котора  регулируетс  в предлагаемом способе возведени  насьти.

llfin обеспечени  лучшей работоспособности предлагаемой конструкции необходимо, чтобы теплоемкость грунта монолитно-мерзлого сло  была

Bbiuie, чем у дренирующего грунта верхнего сло  2 насыпи. Ввиду этого в качестве грунта дл  монолитно- мерзлого сло  выгфан слаборазложившийс  торф, который за счет своей большой теплоемкости длительней других грунтов оттаивает и промерзает. Кроме того, за счет своей волокнис той структуры он лучше других грунтов в мерзлом состо нии работает на изгиб, а при смораживании его с прочным водонепроницаемым экраном прочность монолитно-мерзлого сло  из слаборазложившегос  торфа возрастает на 20-30%. . . .

Предлагаемый способ возведени  насыпи осуществл етс  следующим образом .

На подготовленное основание отсыпают , разравнивают и уплотн ют переувлажненный засоленный мерзлый комковатый грунт 4 в нижний слой I насыпи . Засоление, грунта производ т так, чтобы температура оттаивани  мерзлого засоленного комковатого грунта 4 была в области значительных фазовых превращений мерзлого грунта верхнего сло  2 насыпи (т.е. в основном в области отрицательных температур от до -5°С). Поверхность нижнего сло  I насыпи перекрывает водонепроницаемый экран 5 (например , из стеклоткани или гидрофоют с последним под воздействием от

рицательных температур воздуха слой талого грунта 6 из cлaбopaзлoжившefo40 с  торфа. После образовани  монолит но-мерзлого сло  из указанных элементов на его поверхность производ т отсьтку верхнего сло  2 насыпи из дренирующего грунту (песка), затем

45 О лсыпают боковые упорно-дренирующие призмы 3 из комьев- мoxopactитeльнoгo покрова или слаборазложившегос  торфа ,

С наступлением теплого периода за50 соленнььЛ мерзлый грунт 4, уложенный в нижнем слое насыпи и имеющий отрицательную температуру оттаивани , на чинает оттаивать практически одновременно с оттаиванием насыпи с поверх55 ности. Оттаива  при отрицательной температуре с одновременным поглощением большого количества тепла, дан- ньй грунт будет интенсивно подмораживать слой монолитно-мерзлого

грунта спи у, (1(м спечивам ему repf-m- 4(ску|11 н с нттвктс.тпенно деформатнв ую ус.т(п 1чиность, л также надежную совместную раб оту вместе с промороженным снизу прочным водонепроннцае- мым экраном 5.

Дл  обеспечени  наилучшей работы возводимой насыпи (т.е. дл  создани  наиболее благопри тных условий по ускорению консолидации переувлажненного грунта в нижнем слое I насыпи с одновременным выравниванием неравномерности осадок слоем монолитно- мерзлого грунта) необходимо, чтобы переувлажненный засоленный мерзлый комковатый грунт 4 имел те.мпературу . оттаивани  в интервале температур области значительных фазовых превраслучае , если температура оттаивани  переурл жненного з солемного мер ло- го комковатого грунта 4 в нижнем слое 1 насыпи будет выше, чем в об- ласти значительных фазовых преврапге- ний, Tee, п актически равна 0°С, то така  насыпь будет оттаивать как обычные (известные) конструкции сверху вниз, без одновременного начала оттаивани  грунта в нижнем слое 1 насыпи и без образовани  монолитно-мерзлого сло  грунта в средней части насыпи, выравнивающего нерав 5 номерность осадочных деформаций от- таивающего грунта 4, В результате, в обоих случа х не будет достигатьс  цель, т.е. сроки консолидации не сокращаютс  и выравнивание неравномер

щений вьшележащего мерзлого дренирую-20 деформации поверхности насыпи

случае, если температура оттаивани  переурл жненного з солемного мер ло- го комковатого грунта 4 в нижнем слое 1 насыпи будет выше, чем в об- ласти значительных фазовых преврапге- ний, Tee, п актически равна 0°С, то така  насыпь будет оттаивать как обычные (известные) конструкции сверху вниз, без одновременного начала оттаивани  грунта в нижнем слое 1 насыпи и без образовани  монолитно-мерзлого сло  грунта в средней части насыпи, выравнивающего неравномерность осадочных деформаций от- таивающего грунта 4, В результате, в обоих случа х не будет достигатьс  цель, т.е. сроки консолидации не сокращаютс  и выравнивание неравномер

щего (песчаного) грунта верхнего сло  насыпи Данна  область имеетс  у любого мерзлого грунта в зависимое ти от его вида и влажности; Дл  большинства песчаных грунтов (песков крупных, средней круппости, мелких, пылеватых и супесей) данна  область в среднем равна температурному интервалу от -О,1 до -5 С Дл  хорошо

ренирующих песков, (неиьшеватых, средней крупности) данный интервал в среднем со.ставл ет от -О,) до -2 С и т.д. Последнее важно и существенно в предлагаемом способе, что объ сн етс  следующим. Допустим, . грунт 4 в нижнем слое 1 насыпи начнет оттаивать при более низких температурах (например, от -6 до , когда верхний слой 2 насыпи и упорно- дренирующие призмы 3 еще будут в смерзшемс  состо нии, представл   собой арку), опирающуюс  по кра м на мерзлое основа 1ие), тогда его . Консолидаци  от воздействи  массы верхнего сло  2 насыпи не будет происходить а упорно-дренирующие призмы 3, наход сь в мерзлом состо нии, не будут обеспечивать дренирование. Кроме того, весь подмораживающий эффект, получаемый от более раннего оттсШвани  переувлажненного мерзлого грунта 4 в нижнем слое 1 насьши, будет истрачен в холодиъй период, когда он вместо обеспечени  полезного . зффекта. будет приносить вред, дополнительно подморажива  арку, преп тствующую началу койсолидации отта вшего переувлажнениого грунта А ю нижнем слое 1 насыпи. Во втором5

0

ие обеспечиваетс ,

II р и-м е р. Способ возведени  предлагаемой насыпи в районах распространений вечиомерзлых грунтов. Требуетс  возвести насыпь межпромысловой автомобильнвй дороги в услови х дефицита дрешфующих (песчаных) грунтов. Строительство необход шо . произвести за зимний пер иод при отсутствии запасов талых грунтов. Из местных грунтов имеютс  дефицитные мелкие пески с влажностью 6-12% (имеющие область значительных фазовых превращений в температурном интервале от -0,1 до -2°С) и в неорганическом количестве - мерзлые переувлажненные суглинки с естественной влажность 30-35%, превышающей влажность передела текучести, и мерзлые 0 слаборазложившиес  торфы с влажностью 600-900%. Дл  осуществлени  способа назначают температуру оттаивани  засаливаемого переувлажненного грунта (суглинка) 4, равной -1°С (т.е. в средней части области значительных фазовых превращений имеющегос  песка ) ,

Учитьша  прин тую температуру от- таиванил мерзлого засоленного суглинка 4 в., котора  одновременно

5

5

0

5

будет  вл тьс  и температурой подмораживани  мoнoлитнo-мepзлo b сло , и исход  из этой температуры по формуле ( 1 ) рассчитываем требуемую толщину монолитно-мерзлого сло ,

, J 30 ;itf/i- 1 -С(с/) . Ьтр 7Г- -

J-Mll2A33iliZ 6 0:i33

174,4

р 119112). .1.,, I

плиты от 1 п.м, верхней части насыпи, 6„ 0.5 К. Rep О,5-2,18-160 174, т/м - прочность на изгиб мерзлого торфа при и темпера-/ туре -fC.fr Oj33 - коэффициент Пуансона мерзлого торфа, С(/)0,03.

Предварительно на участке трассы, JQ где будет осуществл тьс  зимнее строительство (7-8 нес.) назначаетс  сеть ближайших к трассе грунтовых карьеров с обычными переувлажненными глинистыми грунтами, с поверхности J5 которых в весенний период удал етс  и укладываетс  в бурты отта вший мохорастительный покров,а на расчищенную мерзлую грунтовую поверхность рассыпают соль нпи производ т 20 разлив сол ного раствора. На ближнем к трассе торф нике в летний период производ т послойную оттайку, разработку и штабелевку в бурт слаборазложившегос  торфа. С наступле- 25 пнем холодного периода и промерзанием тундрового покрова до обеспечени  проезда транспорта что позволит избежать строительства дорогосто щих подъездных дорог, начинают раз- 30 рабатывать отта вший и частично подсохший переувлажненный засоленный глинистый грунт 4 с погрузкой в автотранспорт и отсьткой в нижнюю часть насыпи. На поверхности отсы- 35 панной нижней части насыпи производ т устройство водонепроницаемого (или капилл ропрерывакмцего) экрана 5 из стеклоткани или геотекстил  путем раскатки рулонов и склейки или 40 сварки швов между уложенными полосв - ми. На поверхность уложенного экрана 5 отсьтают слой талого влажного тор- фа с уплотнением его регулируемым движением автотранспорта, доставл ю- 45 вдего грунт. Последнее одновременно позволит oтжatь на экран 5 избыточную воду из торфа, что обеспечит хорошую смораживаемость уплотненного и промораживаемого сло  из слабораз- п ложившегос  торфа с экраном. На обрааоваиный прочный моисмчгтио-мерзлм слой отсыпают верхнюю часть насыпи из дренирующего грунта (песка) по обычной технологии. Затем прои водлт отсыпку боковых упорно-дренирующих призм 3 из штабелей мохорастительнг - го покрова, сн того при расчистке карьеров, либо из заготовленкп го бурта со слаборазложивгаимс  торфом.

Ф о р м у л а и 3 обр е тени 

J,Способ возведени  насыпи,включающий отсыпку нижнего сло  из переувлажненного грунта, отсыпку верхнего сло  и боковых призм из дренирующего грунта, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что, с целью повышени  устой- чивости и сокращени  сроков консолидации насыпи за счет сглаживани  деформаций ее поверхности при оттаивании переувлажненного грунта в услови х отрицательных температур воздуха, переувлажненный грунт отсыпают из мерзлых засоленных комьев с температур оттаивани  в интервале фазовых превращений вьш1ележащего мерзлого дренирующего грунта, поверхность нижнего сло  перекрывают водонепроницаемым экраном и отсьтают на указанный экран слой талого грунта с последующим уплотнением и смораживанием последнего с экраном под воздействием отрицательных температур воздуха с образованием единого монолитно-мерзлого сло ,

2,Способ по п,1, отличающий с   тем, что водонепроницае- мый экран выполн ют из стеклоткайи или гидрофобизированного геотекстил ,

3,Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что слой талого грунта отсьтают из слаборазложившегос  торфа,

4,Способ по п,1, о.т л и ч а ю - щ и и с   тем, что боковые дренирующие призмы отсыпаюг из комьев мохо- растительного покрова или слаборазложившегос  торфа.

//////////////////////7///////Л У/У.

1

Claims (4)

1. Формула изобретения

   1. Способ возведения насыпи,Включающий отсыпку нижнего слоя из переувлажненного грунта, отсыпку верхнего слоя и боковых призм из дренирующего грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и сокращения сроков консолидации насыпи за счет сглаживания деформаций ее поверхности при оттаивании переувлажненного грунта в условиях отрицательных температур воздуха, переувлажненный грунт отсыпают из мерзлых засоленных комьев с температур оттаивания в интервале фазовых превращений вышележащего мерзлого дренирующего грунта, поверхность нижнего слоя перекрывают водонепроницаемым экраном и отсыпают на указанный экран слой тёлого грунта с последующим уплотнением и смораживанием . последнего с экраном под воздействием отрицательных температур воздуха с образованием единого монолитно-мерзлого слоя.

   . i ^:
2. 2. Способ по п.1, о тлич аюШ и й с я тем, что водонепроницаемый экран выполняют из стеклоткайи или гидрофобизированного геотекстиля.
3. 3. Способ по π.I, отличающийся тем, что слой талого грунта отсыпают из слаборазложившегося торфа.
4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что боковые дренирующие призмы отсыпают из комьев мохорастительного покрова или слаборазложившегося торфа»