Способ упрочнения водонасыщенных грунтов термокарстовых озер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 270481 (21) 3300803/29-33 15 4 1 М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

Е 02 0 19/14

Государственный комитет

СССР но делам,изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 301182. Бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания (53 УДК 624 152 612 . 3 (088. 8) (72) Автор: изобретения

П.Г, Ташлыков

Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГРУНТОВ

ТЕРМО1ЛРСТОВЫХ ОЗЕР

Изобретение относится .к повышению прочности слабых грунтов при строительстве дорожных насыпей и оснований сооружений, в частности к упрочнению водонасыщенных грунтов термокарстовых озер.

Известен способ восстановления слоя мерзлоты путем его охлаждения с помощью специальных холодиЛьных установок t 1).

Недостатки данного способа заключаются в высокой стоимости и тру" доемкости работ, что ограничивает его применение особенно на больших площадях упрочнения грунта.

Наиболее близким к предлагаемому является способ повышения прочности грунта термокарстовых озер, включающий образование каналов и отвод воды (2).

Недостаток указанного способа заключается в длительном сроке восстановления прочности грунта, составляющем 20-25 лет, что снижает его эффективность.

Цель изобретения — сокращени про" должительности упрочнения грунта, Поставленная цель достигается согласно способу, включающему образование каналов и отвод воды, при котором перед образованием каналов в период положительных температур осуществляют отвод воды путем ее сброса в нижележащий водоприемный горизонт, после чего в период отрицательных температур производят отрывку нагорной канавы, а после образования каналов ведут их заполнение крупнопористым неморозостойким материалом, а поверх него насыпают слой морозостойкого материала толщиной, не превышающей 1/3 глубины канала.

При этом образование каналов ведут путем отрывки основного и перпендикулярно примыкающих к нему боковых каналов, причем глубину последних принимают равной половине глубины основного канала.

20, Технология способа заключается в следующем.

Перед наступлением периода устойчивых отрицательных температур производят отвод воды из термокарстового озера. Для этого в наИболее низком месте устраивают водопоглошающий колодец, с помощью которого вода озера сбрасывается в нижележащий водопоглощающий горизонт. В этот период менее вероятно повтор977583

35 ное заполнение озера атмосферными .осадками.

С наступлением периода отрицательных температур происходит интенсивное промерзание грунта H в начале зимы возможно движение по дну 5 озера землеройно-транспортной техники, с помощью которой осуществляют отрывку нагорной канавы, при этом параллельно нагорной канаве возво,,дят насыпь временной автодороги. 1Р

:Такое совмещение работ позволяет снизить затраты на устройство канавы, После выполнения работ по отводу воды и устройству нагорной канавы ведут образование основного канала шириной 0,7-1,0 м и глубиной 5-7 м, который также выполняет функцию

Ъ водоотводной канавы. Основной канал с этой целью соединяется с водопоглощающим колодцем и пересекает площадь 2 озера. В случае недостаточной устойчивости стенок основного канала его отрывку ведут послойно с промораживанием грунта стенок перед следующим снятием слоя.

Аналогичным образом нарезают перпендикулярно .примыкающие к основному каналу боковые каналы глубиной, в половину менее основного.

После промерзания грунта стенок каналов осуществляют их частичное заполнение неморозостойким нрупнопористым материалом, а поверх него насыпают морозостойкий материал, например базальт толщиной,. не превышающей 1/3 глубины канала.

Такая технология выполнения работ способствует осушению грунта дна термокарстового озера в теплый период времени, а зимой крупнопористый заполнитель каналов обеспечива- 4р ет наибольшую глубину промерзания грунта. В последующий теплый период времени большая глубина каналов исключает конвенцию воздушных масс, поэтому при нахождении в каналах 45 более тяжелого холодного воздуха оттаивание грунтов будет происходить в меньшей степени, чем промер-, зание. Вследствие этого при последующих циклах промерзания-оттаивания будет происходить подъем мерзлоты.

Через 5-б лет неморозоустойчивый заполнитель в нижней части каналов окажется в зоне вечной мерзлоты, а перехват и отвод поверхностных и надмерзлотных вод будет осуществлять мороэоустойчивый заполнитель верхней части каналов, На фиг.1 изображено термокарстовое озеро с расположением основного канала и нагорной канавы, попереч- 60 ный разрез, на фиг.2 - схема расположения в плане каналов, нагорной канавы и водопоглощающего колодца.

Способ осуществляют следующим образом. 65

В намеченном к упрочнению грунта участке, над которым имеется термокарстовое озеро 1, определяют место с наибольшим понижением дна. В этом месте выполняют колодец 2 для сброса воды в нижележащий нодопоглощающйй горизонт. После замерзания грунта на дне озера 1 в зоне наибольшей мощности слабых водонасыщенных грун .. тов первоначально отрывают нагорную канаву 3, а затем основной канал 4 и примыкающие в нему боковые каналы 5. Направление основного канала

4 выбирают в зависимости от местных условий. В данном случае термокарстовое озеро 1 примыкает к подверженной просадочным деформациям железнодорожной насыпи б (фиг.1 )i, следовательно, необходимо размещать .основной канал 4 вдоль насыпи б от одного до другого берега озера

1. Такое размещение канала 4 обеспечит защиту насыпи б от поверхностных вод. С этой же целью устраивают и нагорную канаву 3, а параллельно с ней в виде дамбы 7 прокладывают временную дорогу 8.

После отрывки основного 4 и боковых 5 каналов (первого на глубину б м и ширину 0,9 м,а боконых 5 - на глубину 3 м ) производят заполнение крупнопористым неморозостойким материалом 9, слой которого н основном канале 5 м, а в остальных 2 м. Поверх этого материала укладывают слой

10 до полного заполнения каналов 4 и

5 морозостойким базальтовым щебнем.

Поочередное оттаивание и замораживание. грунтов термокарстового озера

1 постепенно увеличит слой 11 . вечной мерзлоты, который через 6 лет полностью восстановится,а просадочные деформации железнодорожной насыпи 6 в этом месте прекратятся.

Предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность упрочнения грунтовых термокарстовых озер в 3-4 раза и тем самым ускорить освоение районов с нечной мерзлотой н народнохозяйственных целях.

Формула изобретения

1. Способ упрочнения водонасыщенных грунтов термокарстовых озер, включающий образование каналов и отвод воды, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности упрочнения грунта, перед образованием каналов в период положительных температур осуществляют отвод воды путем ее сброса н нижележащий водоприемный горизонт, после чего в период отрицательных температур производят отрывку нагорной канавы, а после образования каналов ведут их. заполнение крупно977583 пористым неморозостойким материалом, а поверх него насыпают слой морозостойкого материала толщиной, не превышающей 1/3 глубины канала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ H и с я тем, что образОвание каналов ведут путем отрывки основного и перпендикулярно примыкающих к нему боковых каналов, причем глубину последних принимают равной половине глубины основного канала.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР ,9 578401 кл. Е 02 0 3/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 242751, кл. Е 02 В 11/00, 1968.