Способ возведения насыпи

 

(51)5 Е 02 D 17 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,<* ."P фТ 1 „, СОЮЗ СОЗЕТСНИХ .," ТР"/;;.", СООИАЛИСТИХЕСНИХ вЂ”, е,) ».. т -.== РЕСПУБЛИН

"-Х +

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 07. 10.92, Бюл. от 37 (21) 4239612/03 (22) 04.05.87 (71) Омский Филиал Государственного всесоюзного дорожного научно-исследовательского института (72) В.Н.Ърыэгунов, fl).В 11етешов, И.Е.Евгеньев, В.А.Борисов . и В.Д.Ьраславскнй (53) 625.72(088 ° 8) (56) Рекомендации по проектированию и строительстну земляного полотна нефтелромыслон автомобильных дорог иа переунлажненных глинистых грунтов. в Западной Сибири. р 17 74з Гипротюменнефтегаэ, 1974, с. 35-40.

Анторское свидетельство СССР

В 1081283, кл. Е 02 D 17/18, 1982. (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ НАСЫПИ (57) Изобретение относится к Строи-., тельству и м.б. использовано при возведении насыпей автомобильных и железных дорог в холодный период года. Цель изобретения - повышение уатойчиности н сокращение сроков консолидации насыпи за счет сглаживания деформаций ее поверхности при оттаивании переувлажненного грунта в усло1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении насыпей автомобильных и железных дорог н холодный период года; преимущественно данное изобретенйе предназначено для районов распро странения вечномерзлых грунтов.

Целью изобретения является повышение устойчивости и сокращение сро„„SU„„1462862 А 1 виях отрицательных температур воздуха, На подготовительное основание от-. сылают, разравнивают и уплотняют пе-, реувлажненный засоленный мерзлый комковатый грунт в нижний слой насыпи.

При засолении грунта т-ры отттаивания мерзлого засоленного комковатого грунта должна находится в области. значительных фазовых превращений мерзлого грунта верхнего слоя насыпи. Поверхность нижнего слоя насыпи перекрывают водонепроницаемым экраном, .например, ия стеклоткани или гидрофобизированного геотекстиля, На ука,,занный экран отсылают, уплотняют и смораживают -с последним под воздействием отрицательных т-р воздуха слой талого грунта из слабораэложившегося торфа. После образования монолитно-мерзлого слоя из укаэанных эле- С ментов на его поверхность отсылают а верхний слой насыпи иэ дренирующего грунта (песка), Затем отсылают боковые упорно-дренирующие призмы из .комьев мохорастительного покрова нли слаборазложившегося торфа, 3 з,п. ф-лы, I ил. ков консолидации насыпи за счет сглаживания деформаций ее ловерхнос" ти прн оттаивании переувлажненного грунта в условиях отрицательных температур воздуха, На чертеже изображена схема на" сыпи.

Насыпь состоит из нижнего 1 и верхнего 2 слоев, которые разиещены

1462862

35 на 20-307..

30

40

45 между бокс. выми упорно-дренируюшими призмами 3. Нижний слой 1 насыпи .отсылая нз переувлажненного эасоленного мерзлого комковатого грунта 4, на котором размещен водонепроницаемый экран 5, например, иэ стеклоткани нли гидрофобизированного геотек" стилям, смороженный со слоем вьппележащего талого грунта 6 с образованием единого монолитно-мерзлого слоя.

Верхний слой 2 насыпи отсыпан иэ дренирующего грунта, Водонепроницаемый экран 5 предназначен для предохранения слоя монолитно мерзлого слоя от воздействия соли при оттаива" нии засоленного мерзлого комковатого грунта 4 и дополнительно выполняет армирующую роль, воспринимая растягивающие напряжения, возникакнцие в нижней части монолитно-мерзлого груМта (плиты), при оттаивании и консолидации грунта в.нижнем слое 1 насыпи.

Слой монолитно-мерзлого грунта 2 над поверхностью нижней части насыпи служит для сглаживания неравномерностей осадок, происходящих при оттаивании и уплотнении переувлажненного засоленного мерзлого грунта 4. Ввиду этого толщина слоя монолитно-мерзлого грунта с примороженным водонепро" ницаемым экраном 5 должна обеспечить работу этого слоя как жесткой плиты, требуемую толщину которой можно рассчитать по формуле

301,1+ 1.P C fQ тр и

Э где Р— нагрузка на плиту, т;

Ьп — предел прочности материала изгибу, т/м ;

- коэффициент Пуансона материала плиты;

C(ol) -. коэффициент, зависящий от радиуса приведенного круга передачи давлений (z) и характеристики мерзлого материала (1). Коэффициент C(g) устанавливается по графику

r, в координатах С (а()

1.

Входящая в формулу характеристика, прочности б„ зависит от температуры, которая регулируется в предлагаемом способе возведения насыпи.

Для обеспечения лучшей работоспособности предлагаемой конструкции.необходимо, чтобы теплоемкость грунта монолитно-мерзлого слоя была вьпле, чем у дренирующе го грунта верхнего слоя 2 насыпи. Ввиду этого в качестве грунта для монолитномерзлого слоя выбран слабораэложив-, шийся торф, который за счет своей большой теплоемкости длнтельней других грунтов оттаивает и промерзает.

Кроме того, за счет своей волокнистой структуры он лучше других грунтов в мерзлом состоянии работает на изгиб, а при смораживании его с проч" ным водонепроницаемым экраном прочность монолитно-мерзлого слоя из слаборазложившегося торфа возрастает!!редлагаемый способ возведения насыпи осуществляется следующим образом.

На подготовленное основание отсыпают, разравнивают и уплотняют переувлажненный засоленный мерзлый комковатый грунт 4 в нижний слой насыпи. Засоление. грунта производят так, чтобы температура оттаивания мерзлого засоленного комковатого грунта 4 была в области значительных фазовых превращений мерзлого грунта верхнего слоя 2 насыпи (т.е. в ос" новном в области отрицательных температур от -0,1 до - -5 С) . Поверхность нижнего слоя 1 насыпи перекрывает водонепроницаемый экран 5 (например, из стеклоткани или гидрофобизированного геотекстиля), на который отсылают, уплотняют и смораживаloT с последним под воздействием от" рицательных температур воздуха слой талого грунта б из слаборазложивше ося торфа. После образования монолит" но-мерзлого слоя из указанных элементов íà его поверхность производят отсыпку верхнего слоя 2 насыпи иэ дренирующего грунту (песка), затем о;сыпают боковые упорно-дренируюшие призмы 3 из комьев. мохорастительного покрова или слаборазложившегося тор фа.

С наступлением теплого периода за- соленны.1 мерзлый грунт 4, уложенный в нижнем слое насыпи и имеющий отрицательную температуру оттаивания, .начинает оттаивать практически одновременно с оттаиванием насыпи с поверхности. Оттаивая при отрицательной температуре с одновременным поглощением большого количества тепла, данный грунт будет интенсивно "подмораживать" слой монолитно-мерзлого

l 41628 грунта с11иэу, < («спечивая ему термическую и соответственно деформативную устойчивость, а также надежную совместную работу вместе с проморо5 женным снизу прочным водонепроницаемым экраном 5.

Для обеспечения наилучшей работы возводимой насыпи (т.е. для создания наиболее благоприятных условий lp по ускорению консолидации переувлажненногo грунта в нижнем слое l насыпи с одновременным выравниванием неравномерности осадок слоем монолитномерзлого грунта) необходимо, чтобы переувлажненный засоленный мерзлый комковатый грунт 4 имел температуру . оттаивания в интервале температур области значительных фазовых превращений вышележащего мерзлого дренирую- 20 щего (песчаного) грунта верхнего слоя насыпи. Данная область имеется у любого мерзлого грунта в зависимос ти от его вида и влажности; Для большинства песчаных грунтов (песков 25 крупных, средней крупиости, мелких, пылеватых и супесей) данная область в среднем ранна температурному интервалу от -0,1 до -5 С для хорошо дренирующих песков. (непыпеватых, средней крупности) данный интервал в среднем составляет от -0,1 до

-2 С и т.д, Последнее важно и сущест" венно в предлагаемом способе, что объясняется следующим. Допустим, грунт 4 в нижнем слое 1 насыпи начнет оттаивать при более низких температурах (налример, от -6 до "10 С, о когда верхний слой. 2 насыпи и упорно; дренирующие призмы 3 еще будут в 4р смерзшемся состоянии, представляя собой "арку" опирающуюся по краям на мерзлое основайие), тогда его консолидация от воздействия массы верхнего слоя 2 насыпи не будет про- 45 исходить, а упорно-дренирующие призмы 3, находясь в мерзлом состоянии, не будут обеспечивать дренирование.

Кроме того, весь "подмораживающий" эффект, получаемый от более раннего .оттаивания. переувлажненного мерзлого грунта 4 в нижнем слое 1 насыпи, будет истрачен в холодный период, когда он вместо обеспечения полезного эффекта, будет приносить вред, дополнительно подмораживая "арку", препятствующую началу консолидации оттаявшего переувлажненного грунта 4,в нижнем слое ) насыпи. Во втором62 б случае, если температура оттаивания переувлажненного засоленного мерзлого комковатого грунта 4 в нижнем слое l насыпи будет выше, чем в об.ласти значительных фазовых превращений, т.е. пРактически ранна 0 С, то такая насыпь будет оттаивать как обычные (известные) конструкции—

I сверху вниз, без одновременного начала оттаивания грунта в нижнем слое

1 насыпи и беэ образования монолитно-мерзлого слоя грунта в средней части насыпи, выравнивающего неравномерность осадочных деформаций от» таиваюшего грунта 4. В результате, в обоих случаях не будет достигать ся цель,. т.е. сроки консолидации не сокращаются и выравнивание неравномер ностей деформации поверхности насыпи не обеспечивается °

И р и- м е р. Способ возведе п я предлагаемой насыпи в районах распространения вечномерэлых грунтов. Требуется возвести насыпь межпромысловой автомобильной дороги в условиях дефицита дренирующих (песчаных) грунтов. Строительство необходимо произвести за зимний период при отсутствии запасов талых грунтов. Иэ местных грунтов имеются дефицитные мелкие пески с влажностью 6- I2 (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"35Х, превышающей влажность предела текучести, и мерзлые слаборазложившиеся торфы с влажностью .600-900/, Для осуществления способа назначают температуру оттаивания эасаливаемого переувлажненного грунта (суглинка) 4, равной -lо С (т.е. в средней части области значительных фазовых превращений имеющегося песка) .

Учитывая принятую температуру оттаивания мерзлого засоленного суглинка 4 в,-l ©С, которая одновременно будет являться и температурой "подмораживания" монолитно-мерзлого слоя, и исходя из этой температуры по формуле -(l) рассчитйваем требуемую тол" шину монолитно-мерзлого слоя.

< Л

1L

0,35 м

6033

146286? (10+ 1 2) р - - — --*. 1 ° 1 6=17 6т -. на I п,м.

2 плиты от l п.м. верхней части насыпи. бп= 0 5 К. Rsl 0,5 2, 18 160

174,4 т/м — прочность на изгиб мерзлого торфа при W=800X и темпера- туре — l С, р = 0,33 - коэффициент

Пуансона мерзлого торфа. С(Ы)=0,03.

Предварительно на участке трассы, lp где будет осуществляться зимнее строительство (7-8 мес.), назначается . сеть ближайших к трассе грунтовых карьеров с обычными переувлажненными глинистыми грунтами, с поверхности 15 которых в весенний период удаляется и укладывается в бурты оттаявший мохорастительный покров,а на расчищенную мерзлую грунтовую поверх" ность рассыпают соль илн производят 20 разлив соляного раствора. На ближнем к трассе торфянике в летний период производят послойную оттайку, разработку и штабелевку в бурт слаборазложившегося торфа. С наступлением холодного периода и промерзанием тундрового покрова до обеспечения проезда транспортар что позволит избежать строительства дорогостоящих подъездных дорог, начинают раз- 30 рабатывать оттаявший и частично подсохший переувлажненный засоленный глинистый грунт 4 с погрузкой в автотранспорт и отсылкой в нижнюю ,часть насыпи. На поверхности отсы- З5 паиной нижней части насыпи производят устройство водонепроницаемого (нли капилляропрерывающего) экрана

5 из стеклоткани или геотекстиля пу» тем раскатки рулонов и склейки или 40 сварки швов между уложенными полоса» ми. На поверхность уложенного экрана

5 отсылают слой талого влажного тор фа с уплотнением его регулируемым движением автотранспорта, доставляю- -45 щего грунт. Последнее одновременно позволит отжать на экран 5 избыточную воду из торфа, что обеспечит хорошую смораживаемость уплотненного и промораживаемого слоя из слабораэ- 50 ложившегося торфа с экраном. На образоваппый прочпмй мополптно-перзль и слой отсыпает верхнюю часть насыпи из дренирун>щего грунта (песка) по обычной технологии. 3атем производят отсыпку боковых упорно-дренирующих призм 3 из штабелей мохорастительного покрова, снятого при расчистке карьеров, либо из заготовленного бурта со слаборазложившимся торФом.

Формула изобретения

1.Способ возведения насыпи,включающий отсыпку нижнего слоя иэ пере- . увлажненного грунта, отсыпку верхнего слоя и боковых призм из дренирующего грунта, отличающийся тем, что, е целью повышения устойчивости и сокращения сроков консоли% дации насыпи эа счет сглаживания деформаций ее поверхности при оттаивании переувлажненного грунта в условиях отрицательных температур воздуха, переувлажненный грунт отсылают из мерзлых засоленных комьев с температур оттаивания в интервале фазовых превращений вышелекащего мерзлого дренирующего грунта, поверхность нижнего слоя перекрывают водонепроницаемым экраном и отсылают на указанный экран слой талого грунта с последующим уплотнением и смораживанием . последнего с экраном под воздействием отрицательных температур воздуха с образованием единого монолитно-мерзлого слоя

2.Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что водонепроницаемый экран выполняют из стеклоткайн или гндрофобизированного геотекстиля.

3.Способ по л.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что слой талого грунта отсылают из слаборазложившегося торфа.

4.Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что боковые дренирующие призмы отсылают из комьев мохорастительного покрова или слаборазложившегося торфа.

146286?

Составитель А.Секисов

Техред Д.Олийнык Корректор М.Васильева

Редактор З,Ходакова

Заказ,4566

Подписное

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4 /5

Проиэводственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101