Разработка и обоснование конструктивно-технологических решений земляного полотна с применением геосинтетических материалов при проек

 Номограмма связывает четыре  комплексных параметра:

 и  ,

где  t 0 — продолжительность  строительного периода;

     t   — время, необходимое для достижения требуемой степени консолидации (U) слабой толщи;

     l1 — конечная относительная деформация сжатия (уплотнения) основания для нагрузки Р1;

     l  — конечная относительная деформация сжатия (уплотнения) основания для нагрузки Ррасч ;

     Т — консолидационный параметр, имеющий размерность времени, характеризует интенсивность затухания осадки.

По любым трем известным параметрам, обозначенным на шкалах номограммы, с  помощью одного наложения линейки  определяют искомый четвертый параметр. Методика расчета по номограмме приведена  в примерах расчета (приложение Е).

Консолидационный параметр Т определяют по следующим зависимостям:

а) для оснований I типа по устойчивости

;            (15)

б) для оснований II и IIIА типа по устойчивости

,             (16)

где  Т — консолидационный параметр, сут;

       Р — нагрузка  от массы насыпи, действующая  на основание, МПа;

       lсж — относительная деформация сжатия слабого основания от действия нагрузки Р;

       Sсж  — осадка  сжимающихся слоев слабого основания,  см.

Расчет длительности осадки оснований I типа по устойчивости при быстрой  отсыпке насыпи можно осуществлять также по формуле 

.              (17)

Сроки устройства дорожной одежды определяют расчетом согласно 12.9.2 в зависимости  от требуемой степени консолидации (U) основания и уточняют в период строительства по данным результатов  наблюдений за осадками основания. Требуемая  степень консолидации основания  перед устройством дорожной одежды приведена в таблице 6.

 

Таблица 6 — Степень консолидации U

Расчетная осадка сжатия S сж , см	Требуемая степень консолидации U для типа дорожной одежды
	капитального	облегченного	переходного	низшего
До  30 включ.	0,90	0,85	0,80	0,75
Cв.  30  “ 100    “	0,95	0,90	0,85	0,80
“   100  “  170    “	0,96	0,92	0,87	0,82
“  170	0,98	0,95	0,90	0,85

 

Рисунок 5¾ Номограмма для определения осадки торфяных грунтов (цифры на кривых ¾ коэффициент пористости e)

 

 

 

Рисунок 6 ¾ Номограмма для расчёта продолжительности осадки

(цифры на кривых - отношение t0/T )

 

Контрольные наблюдения в процессе строительства

 

При сооружении земляного полотна  на слабых грунтах, кроме обусловленного общими нормативными документами контроля качества строительства, необходимы специальные  наблюдения за деформациями основания.

Мероприятия по наблюдению за деформациями земляного полотна в период строительства  до момента сдачи объекта в  эксплуатацию должны быть включены в  строительную смету.

Основными задачами наблюдений являются контроль за величиной осадки и затуханием ее во времени, фиксирование возможных  горизонтальных смещений, выявление  образования бугров выпирания. Основные наблюдения выполняются силами производственной лаборатории.

Осадку замеряют путем нивелирования  наблюдательных марок, установленных  по подошве насыпи. Марки представляют собой металлическую плиту толщиной 2 - 3 мм и размерами в плане 0,4´0,4 м. Перпендикулярно к плите в ее центре приваривается труба диаметром 1,5 - 2 дюйма и длиной 1,0 м. По мере роста осадки и толщины насыпного слоя трубу наращивают, последовательно навинчивая метровые отрезки, одновременно маркируя их масляной краской. Величину осадки устанавливают путем нивелирования, следя за перемещением верха трубы по отношению к постоянному реперу. Осадочные марки устанавливают по оси дороги  на расчетных поперечниках.

Данные наблюдений за осадкой и  высотой насыпи,  замеры толщины  насыпного слоя фиксируются в  специальном журнале работ и  включаются в акты освидетельствования  скрытых работ.

После достижения расчетной осадки или расчетной средней  интенсивности  скорости осадки за месяц, предшествующий устройству покрытия, не более 2 см/год  для капитальных дорожных одежд,   пригрузочный слой должен быть быстро снят и распределен на откосы или  грунт из пригрузочного слоя перемещен на другой участок.

 

Общие положения  охраны труда при строительстве дорог на слабых грунтах

 

Работы на болотах следует производить  только при наличии технологических  карт на данную операцию, в которых  устанавливается порядок выполнения операций, приводится потребность в  приспособлениях, обеспечивающих безопасность работы, указываются места рабочих  и необходимые средства защиты.

Технологическая последовательность операций должна быть такой, чтобы выполненная  операция не являлась источникам производственной опасности при выполнении последующих.

Даты начала и конца прохода, проезда и производства строительных работ на болоте и на льду объявляются  приказом.

Бесперебойная работа строительного  отряда в указанных условиях достигается  в том случае, если гарантирована  проходимость строительной техники  по слабой торфяной почве, исключающая  аварийные ситуации для строительной техники и угрозу здоровью и жизни  людей.

Для обеспечения гарантированной  проходимости строительной техники  по слабой торфяной толще по условиям техники безопасности работ до начала их производства необходимо:

определить несущую способность  торфяной залежи;

назначить минимальную допустимую толщину промерзшего слоя, обеспечивающую безопасность прохода техники по торфяной залежи;

установить продолжительность  промораживания торфяной залежи на требуемую  глубину;

назначить допустимые удельные давления на грунт гусеничного трактора;

установить допустимое время стоянки  землеройной техники на одном  месте при отрицательных температурах воздуха в соответствии с величиной  коэффициента запаса прочности промерзшего  болотного грунта.

По условиям техники безопасности работа землеройно-транспортной техники  допускается на болотистых грунтах  с несущей способностью, приведенной  в табл. 7.

 

Таблица 7

Тип болота	Общая характеристика грунта	Основные внешние признаки	Характер деформаций под нагрузкой	Влажность,%	Коэффициент пористости	Степень разложения,%	Примерная несущая способность,кгс/см2	Осадка при нагрузке 0,5 кгс/см2, % первоначальной мощности залежи
I-A	Уплотненный торф,обладающий структурной прочностью	Осушенный или уплотненный вышележащий  минеральный слой	Сжатие при незначительном боковом  расширении	<600	<7	<60	>0,5	<30
I-Б	Рыхлый торф, обладающий структурной прочностью	Влажность близка к максимальной. Короткое время удерживает вертикальные откосы	Сжатие при незначительном боковом  расширении	600-1500	<20	<40	>0,3	30-50
I-В	Аморфный грунт (торф) вязкопластичной  консистенции	Торф высокой степени разложения или сапропель, уплотненные вышележащими слоями	Преимущественно выдавливание из контура  загружения	<400	<5	>60	<0,3	При отсутствии вышележащих более  плотных слоев - до полного выдавливания
II-Б	Аморфный грунт (торф) мягкопластичной  консистенции	Торф высокой степени разложения или сапропель при влажности, близкой к максимальной	Выдавливание из контура загружения	400-1000	4-10	>40	0X)	До полного выдавливания
III	Аморфный грунт текучей консистенции	Жидкие слои сплавинных болот	Растекание	Не ограничены		-	0	Под нагрузкой растекается

^Х) При отсутствии более прочного покровного слоя

 Нормированная толщина промерзшего слоя торфяной залежи, обеспечивающая проходимость строительной техники в зависимости от ее грузоподъемности, не должна быть меньше значений, приведенных в табл. 8. Данные таблицы следует использовать при разработке мероприятий по регулированию движения и усилению (в случае необходимости) несущей способности торфяной залежи, соответствующей массе тяжелых транспортных средств в процессе производства земляных работ.

 

Таблица 8

Тип машины	Наименьшая толщина промерзшего  верхнего слоя болота, см, с растительностью
	торфяной	моховой
Автомобиль с нагрузкой на ось  до 7 тс, гусеничные машины или тракторы массой до 12 т	12-15	15-20
Автомобиль с нагрузкой на ось  до 12 тс, гусеничные тягачи и тракторы массой до 25 т	15-20	25-30
Автомобиль с нагрузкой на ось  свыше 12 тс, груженые автомобили с прицепом	25-30	35-48

Примечание. Минимальная толщина промерзания для торфяного грунта и тундрового мерзлого грунта, перемешанного с моховыми покрытиями, должна быть на 15-20 % больше приведенных.

Продолжительность промораживания торфяной залежи на требуемую глубину, время  намораживания торфяных слоев и  дата окончания работ по устройству промороженного основания могут  быть определены расчетом в зависимости  от температуры воздуха.

Для обеспечения беспрепятственного проезда машин следует учитывать  допустимые давления для того или  иного вида грунта с максимальным их превышением на 25-30 % (табл. 9).

Таблица 9

Характеристика торфа	Влажность по к массе сухого торфа, %	Допустимое давление, МПа (кгс/см2)
Очень плотный слабо увлажненный	200-400	0,060 (0,60)
Плотный среднеувлажненный	400-600	0,042 (0,42)
Рыхлый увлажненный	600-1000	0,033 (0,33)
Очень рыхлый сильно увлажненный, сапропель	1000-1500	0,015 (0,15)
Жидкий, сапропель	>1500	<0,007 (0,07)

Значения средних давлений для  отдельных типов гусеничных машин  не должны превышать норм приведенных в табл. 10.

 

Таблица 10

Марка машины	Масса снаряженной машины, кг	Ширина звена гусеницы, мм	Опорная длина гусеницы, мм	Площадь опирания, см2	Среднее удельное давление, МПа (кгс/см2)
ДТ-54	5400	390	1795	14000	0,039(0,39)
Т-100	11400	500	2375	23750	0,048(0,48)
Т-140	15100	700	2570	36000	0,042(0,42)
ГАЗ-47	3750+1000Х)	390	3630	28314	0,017(0,17)
АТЛ	6300+2000Х)	314	3058	18910	0,034-0,047 (0,34-0,47)
ГТТ	8200+2000Х)	540	4047	43686	0,020-0,024 (0,20-0,24)

^Х) Масса машины в снаряженном состоянии + масса груза.

Практически можно считать что тракторы и экскаваторы болотной модификации с давлением на грунт 0.025 МПа (0.25 кгс/см2) могут работать с предусмотренной технологическими параметрами нагрузкой на осушенной болотной залежи если залежь не осушена то допустим лишь один проход.

Тракторы и экскаваторы общего назначения имеющие давление на грунт около 0.05 МПа (0.5 кгс/см2) для работы на поверхности слабого грунта непригодны.

Допустимое время стоянки на промороженном грунте не должно превышать  значений приведенных в табл. 11.

Таблица 11

Коэффициент запаса прочности Х)	Допустимое время стоянки, ч, при температуре воздуха, °С
	-5 и выше	от -5 до -10	от -10 до -15	ниже -15
1,1	0,0	0,0	0,0	0,0
1,2	0,0	0,1	0,2	0,5
1,3	0,1	0,5	2,0	4,0
1,4	0,3	2,4	8,0	20,0
1,5	1,0	7,0	24,0	24,0
1,6	2,0	18,0	-	-
1,7	5,0	24,0	-	-
2,0	24,0	-	-	-