|
|
Болота. Производство земляных работ в особых условиях
Производство земляных работ в особых условиях - Понятие о слабых грунтах.
- Типы болот и конструкции земляного полотна на них.
- Болота занимают около 10 % территории нашей страны. На долю России приходится 3/4 болот земного шара, другими словами, на каждого жителя Российской Федерации приходится около 1 га болот. Болотами принято называть места с затруднёнными поверхностным и внутренним стоком, занятые естественными залежами высокопористых водонасыщенных грунтов. Границу болота принято считать с глубины 0,5 м.
- Несмотря на научные разработки, технический уровень строительства дорог в заболоченных местах повышается медленно. Проектные организации недостаточно учитывают современные достижения науки, не ориентируют строителей на применение экономичных конструкций и технологических приемов, освоенных мировой практикой. Выторфовывание закладывается часто без достаточного обоснования, в результате чего средняя стоимость 1 км земляного полотна через болота в 3...5 раз выше, чем в обычных условиях.
- По источникам питания болота подразделяют на:
- - низинные, питаемые грунтовыми водами. Эти болота содержат хорошо разложившиеся плотные древесные, травяные или моховые торфы;
- - верховые, образовались в результате заболачивания суши. Торф характеризуется небольшой степенью разложения и малой плотностью;
- - переходимые - смешанного грунтового и атмосферного питания. Торф по свойствам занимает промежуточное положение между низовыми и верховыми болотами.
- Болота по своему строению с некоторым допущением можно разделить на три типа:
- I тип - болота, до дна заполненные торфом устойчивой консистенции;
- II тип - болота, заполненные слабым торфом неустойчивой консистенции (сапропеловые);
- III тип - болота с торфяным слоем, плавающим на воде или сапропеле (сплавинные).
- Насыпи на болотах в зависимости от типа болота, технической категории автомобильной дороги могут быть возведены:
- 1.Без выторфовывания с отсыпкой непосредственно на поверхности болота;
- 2.После полного или частичного выторфовывания;
- 3.С отсыпкой на слое торфа с последующей посадкой насыпи на минеральное дно болота;
- 4.На поверхности болота после устройства дренажных прорезей или вертикальных дрен.
Типы болот и конструкции земляного полотна на них.
1. На поверхности болота I типа глубиной до 4,0 м допускается возведение земляного полотна для автомобильных дорог IV,V технических категорий при соблюдении следующих условий, направленных на повышение устойчивости насыпи. - К таким мерам можно отнести:
- осушение болота;
- укладка грунта в тело насыпи на конструктивную прослойку из нетканого синтетического материала (НСМ);
Метод предварительной (опережающей) консолидации; Метод временной пригрузки. - В северных районах страны опробован метод промораживания болотной массы с сохранением мерзлоты в летний период.
Для повышения устойчивости насыпи, возводимой на поверхности болота, необходимо соблюдать следующее условие:
где hб - глубина болота под насыпью;
Н - высота насыпи, устраиваемая на слое торфа.
Использование слабых болотных грунтов в качестве основания насыпи резко снижает объёмы земляных работ и, как правило, стоимость возведения земляного полотна. Поэтому данный вариант должен всегда рассматриваться как основной из конкурирующих
- Конструкция поперечного профиля земляного полотна на поверхности болота I типа :
- Однако его осуществление требует выполнения дополнительных требований к земляному полотну:
- - боковое выдавливание слабого грунта в основании насыпи в период эксплуатации должно быть исключено;
- интенсивная часть осадки основания должна завершаться до устройства покрытия (исключение допускается при применении сборных покрытий в условиях двухстадийного строительства);
- упругие колебания насыпей на торфяных основаниях при движении транспортных средств не должны превышать значений, допустимых для данного типа дорожной одежды.
2.Возведение земляного полотна на болоте с полным или частичным выторфовыванием - Выторфовывание (удаление торфа) на болотах I и II типов можно производить:
- - механическим способом;
- - взрывным;
- - гидромеханическим.
- В зависимости от принятого способа выторфовывания до начала основных работ выполняют подготовительные работы (расчистка дорожной полосы от леса, кустарника, устройство подъездов, осушение и др.).
- Несущая способность болотных грунтов очень низкая, поэтому для выторфовывания применяют машины специальной болотной модернизации, давление которых на грунт не превышает 20...25 кПа, что также часто превышает допустимую нагрузку
- При недостаточной устойчивости экскаватора на поверхности болота под гусеницы укладывают щиты из круглого леса диаметром 16...22 см или работы выполняют в зимний период, когда при достаточной глубине промерзания можно применять не только машины специальной болотной модификации, но и обычные дорожные машины.
- Выторфовывание механическим способом можно производить с использованием бульдозеров или экскаваторов. При неглубоких осушенных болотах (до 1 м) или при естественном невысоком уровне воды над минеральным дном выторфовывание производят бульдозером путем послойной разработки торфа перпендикулярно оси дороги. Отвалы торфа располагают по краям выработки.
- Отсыпку насыпи после удаления торфа производят послойно. Для отсыпки нижней части насыпи используют только дренирующие грунты: песчаные крупные или средней крупности, крупнообломочные или скальные, а также супеси легкие с содержанием глинистых частиц не более 6,0 %. Толщина дренирующего слоя должна быть на 0,5 м больше глубины выторфовывания и осадки основания.
Схема организации работ при выторфовывании: а - экскаватор перемещается по поверхности болота;
б - экскаватор перемещается по отсыпаемой насыпи; 1 - разработка торфа экскаватором; 2 - подвозка грунта автомобилями-самосвалами; 3 - послойное разравнивание грунта бульдозером; 4 - надвижка грунта в траншею бульдозером; 5 - разравнивание торфа, вынутого из траншеи бульдозером. Римскими цифрами обозначен порядок разработки захваток
- При выторфовывании экскаватором-драглайном возможны два способа разработки торфа: экскаватор перемещается непосредственно по поверхности болота или по переносным щитам и производит работу "на себя"; экскаватор перемещается по отсыпаемой насыпи и работает "от себя" (рис. 4.2.2, б).
- Взрывной способ применяют, когда несущая способность торфа недостаточна для безопасной работы техники. Торф вывозят автомобилями- самосвалами или складывают в отвалы. Одновременно с разработкой траншей для насыпи тем же экскаватором роют боковые канавы.
- Траншею, образующуюся после выторфовывания немедленно засыпают грунтом, так как откосы ее оплывают и незаполненная грунтом траншея заполняется водой или жидкой болотной массой.
- Выторфовывание взрывным способом эффективно, и его применяют во всех случаях, когда позволяют условия обеспечения безопасности. Взрывами можно производить полное или частичное удаление торфа, рыхление торфа (разрушение структуры), устройство торфоприемников, канав, выравнивание минерального дна или устройство упорных канав при уклоне дна болота для предотвращения скольжения насыпи.
- Глубину выторфовывания взрывным способом на болотах I типа назначают в зависимости от высоты насыпи.
- На болотах II и III типов производят полное выторфовывание. Его можно осуществлять продольными или поперечными траншеями. При удалении торфа продольными траншеями по оси трассы устраивают ряд буровых скважин, в которые закладывают заряды и одновременно взрывают. Образовавшуюся траншею немедленно засыпают грунтом. Затем взрывают направленными зарядами две боковые траншеи. Скважины для удаления торфа взрывом из боковых траншей закладывают под углом a = 50°. Осевую траншею засыпают выше уровня болот на 0,5...1,0 м. Способ продольных траншей применяют при использовании узкоколейного железнодорожного транспорта (рис. 4.2.3.)
- Способ гидромеханизации эффективен при сооружении земляного полотна в следующих случаях, а именно:
- достаточно больших объемах работ, сосредоточенных на небольшом участке дороги; - наличия достаточного объема воды и дешевой электроэнергии. - Сущность работ состоит в размыве торфа мощной струей воды, истекающей из гидромонитора. В результате чего образуется рыхлая жидкая масса, которая легко отжимается грунтом возводимой насыпи.
- На болотах I типа торф размывают гидромонитором, гидросмесь перекачивают передвижными землесосными установками в отвал. Образовавшуюся траншею заполняют грунтом насыпи при отсыпке ее "с головы" или комбинированным способом.
- На болотах II и III типов производят только размыв верхнего плотного слоя торфа гидромониторами. Разжиженный торф не удаляют, а отжимают грунтом насыпи в боковые прорези, сделанные также гидромониторами. Транспорт грунта для отсыпки насыпи можно осуществлять путем инъекции песчаного грунта, подаваемого по пульпопроводу непосредственно в разжиженную торфяную массу, где песок выдавливает разжиженный торф.
Возведение земляного полотна на поверхности болота после устройства дренажных прорезей или дрен 1. Устройство дренажных прорезей - С целью уменьшения объёмов работ по выторфовыванию, и особенно, уменьшению транспортных расходов по транспортировке грунта на болотах I и II строительных типов и глубиной до 3,0 м устраивают прорези-траншеи, которые впоследствии заполняют песком. При большей глубине применяют конструкцию с вертикальными дренами.
1. Разрез
2. Схема разработки:
Технология устройства земляного полотна с дренажными прорезями: 1 - устройство прорезей многоковшовым экскаватором; 2 - заполнение прорезей и послойное разравнивание грунта в насыпи бульдозером; 3 - подвозка грунта автомобилями-самосвалами; I - V - порядок устройства прорезей
- Прорези разрабатывают одноковшовыми или многоковшовыми экскаваторами с ходовой частью болотной модификации. Технология работ включает: разработку прорезей экскаватором; доставку дренирующего грунта (песка) к месту укладки; перемещение песка и засыпку прорезей с помощью бульдозера; послойную отсыпку насыпи до проектной высоты.
- Разработку прорезей экскаватором производят "на себя", переходя с одной траншеи на другую. Заполнение траншей ведут одновременно с возведением первого слоя насыпи.
- При устройстве вертикального дренажа на поверхности болота:
- отсыпают песчаный слой толщиной более 30 см;
- через каждые 3...4 м устраивают дрены в шахматном порядке;
- вертикальные дрены засыпают сухим песком.
Если при отсутствии вертикальных дрен путь воды отжимаемой насыпью составляет 8...10 м, то при устройстве дрен он сокращается до 1,5...2,0 м. Следовательно, время стабилизации осадки насыпи сокращается в 25...30 раз. - Вертикальные дрены можно устраивать различными способами:
- забивкой специального рабочего органа (пуансона), а затем засыпкой образовавшейся скважины песком;
- забивкой или вибропогружением специальной обсадной трубы, которую заполняют песком, а затем извлекают, оставляя столб из песка в болотной массе;
- гидробурением скважины с последующей засыпкой её песком;
- погружение картонных фитилей или лент из геотекстиля.
- Погружение лент и фитилей осуществляют с использованием специального оборудования. Рабочий орган, имеющий прямоугольное сечение (или круглое малого диаметра), имеет внутреннюю полость, куда помещается дренирующая лента. Болотная масса пробивается рабочим органом, а при его извлечении дренирующая лента остаётся в болотной массе.
Технологическая схема возведения земляного полотна с применением вертикальных дрен: 1 - надвижка бульдозером рабочего слоя;
2 - устройство дрен с загрузкой песком;
3 - наращивание земляного полотна до проектной отметки и устройство временной пригрузки;
4 - контроль осадки;
5 - снятие пригрузочного слоя;
6 - доуплотнение земляного полотна;
7 - устройство дорожной одежды
Возведение земляного полотна в зимних условиях - При сооружении земляного полотна автомобильных дорог рекомендовано в зимний период выполнять следующие работы:
- возведение насыпей из крупнообломочных и песчаных грунтов,
- разработку выемок и резервов в необводненных песках, гравийно-галечных и скальных грунтах;
- возведение насыпей из глинистых грунтов при влажности близкой к оптимальной, на устойчивых основаниях;
- разработку в непереувлажненных глинистых грунтах выемок глубиной более 3 м;
- устройство насыпей на болотах;
- выторфовывание.
Возведение земляного полотна в зимних условиях (мероприятия) - Определить виды и объемы работ для выполнения их в зимнее время.
- Выбрать участки производства этих работ.
- Провести технологические расчеты, подтверждающие возможность производства данных работ в конкретных зимних условиях.
- Выполнить привязку типовых технологических схем производства работ к местным климатическим условиям,
- Обосновать экономическую целесообразность производства в зимнее время намеченных видов и объемов работ.
- Для успешного выполнения земляных работ в зимний период необходимо до наступления холодов выполнить следующие работы:
1) построить вспомогательные помещения; 2) подготовить подъездные дороги; 3) произвести снятие плодородного слоя почвы с основания насыпи; 4) обеспечить водоотвод; 5) заготовить необходимые материалы и оборудование; 6) подготовить к зимней эксплуатации технику; 7) предохранить грунты от промерзания. - При возведении насыпей в зимний период не допускаются к укладке без предварительного измельчения мерзлые комья грунта размером более 30 см при уплотнении трамбующими машинами и 20 см при уплотнении грунтов катками массой более 25 т.
- Укладку комьев мерзлого грунта допускают на расстоянии более 1,0 м от поверхности откосов насыпи. Количество мерзлого грунта не должно превышать 70 % общего объема грунта, укладываемого в насыпь
- Мерзлый грунт должен быть равномерно распределен по отсыпаемому слою, нельзя допускать скопление мерзлых комьев в теле и особенно снега или льда.
- Разработка грунтов в зимнее время осложняется их промерзанием и резким повышением сопротивляемости резанию, что влечет за собой удорожание работ, а зачастую и невозможность их разработки имеющимся парком машин. В связи с этим грунты, подлежащие разработке в зимний период, должны быть соответствующим образом подготовлены.
- Подготовка грунтов может быть произведена одним из трех способов: предохранением грунтов от промерзания, рыхлением или их оттаиванием.
|
|
|
Скачать 273.09 Kb.