Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Насыпи, возведенные в зимнее время

Зимние земляные работы предпринимаются не только в целях сокращения сроков строительства, что, в общем, понижает строительную стоимость объекта и дает дополнительную экономию благодаря более раннему вводу его в эксплуатацию, но главным образом из-за необходимости сохранения высококвалифицированных кадров. В настоящее время зимой выполняются значительные объемы земляных работ, которые, например, в Западной Сибири достигают 40%, а в европейской части страны в среднем составляют 15—20% от общего объема.
Однако условия производства работ в зимнее время вызывают необходимость в соблюдении дополнительных правил.
Правилами производства земляных работ в зимнее время введены ограничения к содержанию в грунте мерзлых комьев и к их размерам. При современных средствах уплотнения грунтов содержание мерзлых комьев не должно превышать 25—30%, а максимальные их размеры не должны быть больше половины толщины уплотняемого слоя грунта. Для уплотнения чаще всего применяют катки на пневматических шинах, толщина уплотняемых слоев не превышает 35—40 см, поэтому размеры мерзлых комьев грунта не должны быть больше 15—20 см. Из этого правила могут быть некоторые исключения, если грунты уплотняют тяжелыми решетчатыми катками. Эти катки благодаря высоким контактным давлениям дробят мерзлые комья, поэтому предельные размеры комьев могут быть повышены до 40 см.
Земляное полотно автомобильных дорог, возведенное в зимнее время, должно полностью отвечать установленным требованиям. Это касается также и норм плотностей грунтов. Достижение высоких плотностей, установленных для верхних слоев грунта земляного полотна, сопряжено с известными трудностями, которые повышаются в зимнее время. Вместе с тем никак нельзя считать, что в зимнее время невозможно достижение установленных нормами плотностей грунтов. В табл. 27 сопоставлены результаты измерений плотностей грунтов в насыпях, возводимых в летнее и в зимнее время. Из таблицы видно, что, вопреки ожидаемому, плотности грунтов насыпей, возведенных в зимнее время, оказались выше и при оптимальных влажностях соответствуют установленным требованиям. Этим показывается достижимость требуемых плотностей грунтов при возведении земляного полотна зимой. Кроме того, видно большое значение контроля за процессом уплотнения.
Насыпи, возведенные в зимнее время

Вместе с тем в тех случаях, когда на насыпях, возведенных в зимнее время, усовершенствованные дорожные покрытия предполагается устроить не ранее чем через год после полного оттаивания, а по насыпи и устроенному на ней основанию открыть движение, то требования к плотностям грунтов могут быть несколько снижены. Однако такое снижение возможно лишь в случае, если оно не повлечет за собой недопустимых просадок. Допустимые просадки равны примерно 4 см для асфальтобетонных покрытий и покрытий облегченного типа и 7—8 см для покрытий переходного типа.
Осадки насыпей во времени происходят по экспоненциальному закону, т. е. особенно интенсивно в первый год существования насыпи, за который развивается 60—70% общей деформации. Поэтому за последующий период, когда уже будет устроено дорожное покрытие, произойдет только 30—40%, что и дает основание для некоторого снижения требуемых плотностей грунтов. Имея эти данные, можно легко подсчитать те плотности грунтов насыпей, при которых возможные осадки не выйдут за допустимые пределы. В табл. 28 приведены минимальные значения коэффициента уплотнения при стадийном строительстве для насыпей, возводимых в зимнее время. Для цементобетонных покрытий никакого снижения норм плотностей по сравнению с табл. 17 не может быть допущено.
Насыпи, возведенные в зимнее время

В настоящее время деформации насыпей, построенных в зимнее время, значительно превышают значения, характерные для насыпей, возведенных в летнее время. Причинами такого положения наряду с нарушениями разработанных правил производства работ, служит еще и неучет некоторых специфических факторов, возникающих в зимнее время.
Для обеспечения устойчивости земляного полотна, возведенного в зимнее время, требуется повысить устойчивость естественных оснований насыпей. Это необходимо в случаях, когда грунты естественного основания обладают недостаточной плотностью или когда они имеют большую склонность к деформации морозного пучения. Особенно неблагоприятны случаи, когда в дополнение к этим факторам при промерзании грунты насыщаются водой с некоторым напором, что возможно, когда уровень грунтовых вод расположен выше глубины промерзания. Наблюдения показывают, что просадочные деформации естественных оснований при оттаивании происходят не потому, что их недостаточно плотные грунты доуплотняются под давлением массы расположенных выше слоев насыпи, а главным образом из-за того, что к моменту начала зимних работ эти основания уже замерзли и в полной мере успела развиться деформация морозного пучения. Поэтому принимаемые меры должны быть направлены к снижению этой деформации, что можно достигнуть уменьшением глубины промерзания, а в лучшем случае к полному исключению возможности замерзания грунта.
Наиболее простым и дешевым способом повышения устойчивости естественных оснований является укрытие их слоем грунта толщиной, превышающей глубину промерзания, которая ожидается ко времени начала зимних работ. Для определения такой глубины промерзания может служить номограмма (рис. 44). Пользуясь номограммой, в зависимости от времени (месяца) предполагаемого начала работ, по кривой, соответствующей данным климатическим условиям, определяется глубина промерзания. Критерием для выбора соответствующей кривой может служить максимальная глубина промерзания.
Защитный слой грунта предохраняет естественное основание от промерзания и одновременно является нижним слоем будущей насыпи. Поэтому грунт этого слоя и его уплотнение должны отвечать установленным требованиям. Такой слой уменьшает или исключает морозное пучение основания, действуя не только как теплоизолятор, но и оказывая на основание нагрузку. Метод укрытия целесообразен при возведении высоких насыпей, т. е. при достаточно большом объеме сосредоточенных работ, и мало пригоден при насыпях небольшой высоты, когда объем подготовительных работ по отношению к полному объему становится значительным, и поэтому нецелесообразно растягивать их выполнение на длительное время.
Насыпи, возведенные в зимнее время

Снизить морозное пучение естественных оснований можно-также путем их засоления. Для этой цели применяют натриевые или кальциевые соли, которые еще до наступления морозов рассыпают по поверхности грунта или вносят в него в виде водного раствора. Концентрация соли, необходимая для получения равновесного раствора, может быть найдена при помощи рис. 45. При построении этого графика использованы среднестатистические данные по температуре грунта. Сначала следует пользоваться правой частью графика, по которой в зависимости от времени предполагаемого строительства, исчисляемого от начала зимы, и среднестатистической глубины промерзания определяют температуру грунта. Далее, пользуясь левой частью графика, находят количество соли, необходимое для получения равновесного раствора.
Во многих случаях можно ограничиться и растворами меньшей концентрации. Тогда для определения морозного поднятия поверхности можно пользоваться рис. 46. Из этого графика видно, например, что при концентрации раствора натриевой соли, равной 0,5 от концентрации, соответсвтующей равновесному раствору, морозное пучение грунта будет составлять 0,1 от величины, имеющей место при отсутствии засоления, т. е. оно будет снижено в 10 раз. Этот пример указывает на большую эффективность засоления.
Расход соли Qc (кг на 1 м2 поверхности грунта) может быть определен по содержанию в грунте воды и выбранной концентрации раствора:
Насыпи, возведенные в зимнее время

где C0 — выбранная концентрация раствора, %; δп*в — плотность грунта природной влажности, кг/м3; hпр — предполагаемая глубина промерзания, м; W — влажность грунта в процентах с учетом ее повышения за счет влаги солевого раствора.
Для работы зимой назначаются крупные сосредоточенные объекты, т. е. высокие насыпи, что обусловливает разработку грунта в глубоких резервах или карьерах, а это, в свою очередь, дает возможность возводить земляные сооружения из талых грунтов или же из грунтов, содержащих незначительную примесь мерзлых комьев. При этом в первую очередь должны быть использованы несвязные грунты. Строительство из связных грунтов предпринимается в случае необходимости и только при отсутствии несвязных грунтов. Значительные деформации грунтов насыпей, происходящие в период оттаивания, вызывают необходимость такое строительство осуществлять по индивидуальным проектам, т. е. объекты для зимнего строительства должны быть выбраны заранее, еще в период проектирования дороги, при этом должны быть учтены специфические условия работ при выборе заложения откосов насыпей. Заложение откосов должно обеспечивать уплотнение грунтов прицепными катками по всей ширине отсыпаемого слоя, в том числе вблизи бровок, а также высокую устойчивость грунтов в период оттаивания. Этим условиям удовлетворяют насыпи с переменной крутизной откосов. Грунты и насыпи в целом оказываются устойчивыми, когда верхняя треть насыпи выполнена с заложением откосов 1:1,5, средняя 1:1,8, а нижняя треть 1:2. Такое переменное заложение откосов целесообразно для насыпей высотой 12 м и более.
Для обеспечения прочности и устойчивости наиболее ответственную часть высокой насыпи — ее верхний деятельный слой, толщина которого равна 1,2—1,5 м, целесообразно отсыпать летом после полного оттаивания грунта.
Таким образом, насыпь следует возводить в три этапа: 1) до наступления зимнего периода отсыпают нижние слои, чтобы предохранить естественные основания от промерзания, а следовательно, и образования возможных просадок; 2) зимой выполняют основной объем земляных работ по устройству средних слоев насыпи; 3) летом после оттаивания грунта отсыпают верхний слой и тем самым завершают строительные работы.
В зимний период должен быть установлен особенно тщательный контроль за влажностью грунта, чтобы исключить попадание в насыпи переувлажненных грунтов. Для уплотнения грунтов рекомендуются решетчатые катки, катки на пневматических шинах и трамбующие машины. Процесс уплотнения Должен непрерывно контролироваться.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: