Изыскания и проектирование автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах (стр. 4 )

Как уже отмечалось, в рассматриваемой зоне проектирования плана трассы, продольного и поперечного профилей имеет ряд особенностей, обусловленных природно-климатическими и мерзлотно-грунтовыми условиями.

Наиболее экономично проектировать и строить дорогу по; кратчайшему направлению между заданными грузообразующими пунктами, которому соответствует прямая линия. Однако в рассматриваемой зоне такому трассированию препятствуют не только элементы рельефа земной поверхности, встречающиеся в любых условиях (горы, овраги, реки, озера, болота), но и специфичные для вечной мерзлоты явления (бугры пучения, термокарстовые впадины, участки с солифлюкционными явлениями, наледями, меандрирующие озера, скопление массивов подземного льда, мари).

Основные технические нормы и требования по проектировании плана и продольного профиля автомобильных дорог изложены в специальной ( СНиП 2.05.02-85, ВСН) и учебной литературе, особенности изысканий и проектирования дорог в районах вечной мерзлоты изложены в специальной инструкции [ 25], разработанной коллективом научных работников Омского филиала Союздорнии с участием проф. (МАДИ) и проф. И.А. Золотаря (ВОЛАТТ).

Конструирование поперечных профилей земляного полотна базируется на принципах проектирования, изложенных в разделе 4. При этом большое значение придается назначению высоты земляного полотна и его ширины. Высоту земляного полотна следует назначать по теплотехническому расчету, используя рекомендуемые методы расчета промерзания, протаивания грунтов и насыпей дорог, ширину земляного полотна по расчету в зависимости oт габаритов преобладающего типа машин, обращающихся по дорогам.

Обследования дорог, выполненные в течение 1гг., показали, что в рассматриваемых районах автомобили большой грузоподъемностью составляют до 60 %.

При ширине проезжей части 6 - 7 м проектная скорость движения (соответственно 40 - 60 км /ч) автомобилей не обеспечивается и, как показали наблюдения, снижается до 5 - 10 км/ч, что влечет за собой дополнительные эксплуатационно-транспортные издержки и нередко создает аварийную ситуацию, особенно при встречах с большегабаритными автомобилями.

Ширину полосы движения В 2 для дороги с двусторонним движением определяют по формуле

где К а - ширина кузова автомобиля, м;

С к. - ширина колеи автомобиля, м;

V a - расчетная скорость. движения автомобиля; км/ч.

Полученную по расчету ширину проезжей части следует округлить до 0,5 м. Ширина обочин назначается не менее - 2,5 - 3 м с тем, чтобы обеспечить движение гусеничного транспорта по ним и стоянку автомобилей, так как устраивать объезды в рассматриваемой зоне практически невозможно, а зачастую недопустимо (при наличии льдонасыщенных грунтов деятельного слоя).

Если взять дорогу V категории с преобладающим движением автомобилей типа БелАЗ-540, то полученная ширина земляного полотна будет равняться 14 - 15 м.

Например, для автомобиля типа БелАЗ-540

Тогда ширина земляного полотна при обочинах 2,5 м

В = 2×В 2 + 20 σ = 2×4,6 + 2×2,5 = 14,2 м.

Принимаем В = 14 м. При обочинах шириной 3 м соответственно В = 15 м.

8. КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ТРЕБОВАНИЯ К ГРУНТАМ

8.1. Требования к грунтам земляного полотна

В рассматриваемых районах необходимая прочность и устойчивость земляного полотна в значительной мере зависит от качества грунтов, используемых для его возведения.

Исследования показали, что на марях и участках с высокой влажностью и льдонасыщенностъю (мокрые места) земляное полотно предпочтительно отсыпать из несцементированных обломочных и песчаных грунтов (кроме пылеватых), а также водоустойчивых материалов и отходов промышленности (отходы дробильно-сортировочных заводов; металлургические шлаки, хорошо обожженные порода и др.).

В верхнюю часть насыпи допускается укладывать камни размером ребра не более 30 см. При этом обязательна послойная, по 30 - 40 см, отсыпка земляного полотна и уплотнение грунтов катками на пневматических шинах, что способствует заполнению пространства между крупными камнями более мелкими фракциями материала и увеличению плотности насыпей. На всех типах местности допускается применять и глинистые грунты, удовлетворяющие требованиям табл.8.1.

Степень пригодности глинистых грунтов для сооружения земляного полотна устанавливают испытанием грунтовых проб и образцов, отобранных в карьерах и резервах, с определением зернового состава, влажности на границе раскатывания и текучести, оптимальной влажности и максимальной плотности грунта объемного и удельного весов, засоленности грунта методом водной вытяжки, набухания по стандартной методике, коэффициента влагонакопления грунта

Коэффициент влагонакопления К влаг промерзающих глинистых грунтов должен быть не более значений, указанных в табл. 8.2.

На участках первого и второго типов местности (сухие и сырые места) применяют местные глинистые грунты с влажностью, не превышающей допустимую из условия уплотнения ( табл. 8.3).

При более высоких значениях влажности должны быть предусмотрены мероприятия по заблаговременному осушению грунтов. Для определения степени увлажнения грунтов в сравнении с оптимальной величина последней может быть установлена через предел текучести (легко определяемый как в лабораторных, так и в полевых условиях) по следующим зависимостям ():

супесь легкая - W опт = 0,70 W тек.

суглинок легкий пылеватый - W опт = 0,60 W тек.

суглинок тяжелый, глина пылеватая - W опт = 0,55 W тек.

Ориентировочные значения оптимальной влажности для характерных грунтов зоны вечной мерзлоты можно определять также по данным табл. 8.4.

Местные глинистые грунты можно применять для возведения земляного полотна только при соблюдении требований к ним по гранулометрическому составу и в порядке послойной их укладки.

Таблица 8.1

Требования к глинистым грунтам земляного полотка

Примечания : Коэффициент морозного пучения глинистых грунтов, отсыпаемых в верхнюю часть насыпи, не должен превышать 3 %, а в нижнюю часть – 5 %.

2. Степень засоленности глинистых грунтов, отсыпаемых в верхнюю часть насыпи, не должна превышать 0,25 г/см 3 порового раствора, а в нижнюю часть - 0,5 г/см3.

Таблица 8.2

Допустимые значения коэффициента влагонакопления

Таблица 8.3

Значения допустимой влажности глинистых грунтов Wφ (в долях от оптимальной)

Примечание. В табл. 8.2 и 8.3 приведены данные .

Та блица 8.4

Значения оптимальной влажности

Примечание. В таблице приведены данные

Таблица 8.5

Наименьшие значения коэффициента уплотнения грунта К у

Примечания :

1. Большие значения % принимают для цементобетонных покрытий

2. Таблица разработана .

При большем содержании пылеватых и глинистых частиц, чем указано в табл. 8.1, грунты применяют для отсыпки лишь нижней части насыпи, а верхняя должна быть отсыпана из непылеватых грунтов на толщину не менее 0,8 -1,0 м (считая от поверхности покрытия).

Для получения необходимой прочности земляного полотна грунты должны быть уплотнены до требуемой плотности.

Наименьший коэффициент уплотнения грунта в насыпях назначают в зависимости от расположения слоя грунта в насыпи по высоте, типа покрытия и дорожно-климатического района ( табл. 8.5)

8.2. Конструкции земляного полотна

8.2.1. Конструкции земляного полотна по первому принципу проектирования

Проектирование по первому принципу ведут на особо сложных по мерзлотно-грунтовым условиям участках (3-й тип местности) с низкотемпературной вечной мерзлотой на глинистых сильнопросадочных грунтах с влажностью выше предела текучести, когда оттаивание грунта основания не допускается, так как может привести к недопустимым деформациям и разрушению дорожной одежды.

При проектирований автомобильных дорог по принципу обеспечения мерзлого состояния грунтов основания земляное полотно конструируют в насыпях (безрезервный поперечный профиль) из несцементированных обломочных грунтов с обязательным сохранением в неразрушенном состоянии мохорастителъного покрова в основании насыпи и на всей дорожной полосе ( рис. 8.1, тип I).

В лесистой местности ширина просеки не должна превышать ширины основания насыпи. Для предохранения мохорастительного покрова от разрушения целесообразно предусматривать в нижней части прослойки из дренирующих грунтов мелких фракций (не крупнее 50 - 100 мм) толщиной 0,3 - 0,5 м ( рис. 8.2, тип II).

При необходимости уменьшения высоты насыпи или наличии дешевых местных теплоизоляционных материалов в основание земляного полотна укладывают теплоизоляционные прослойки различной толщины ( рис. 8.2, тип III) из местных строительных материалов, обладающих коэффициентом теплопроводности и достаточной прочностью (уплотнённые мох и торф, нестроевая древесина, шлак и другие местные или привозные теплоизоляционные материалы);

Рис. 8.1 . Поперечные профили насыпи на льдонасыщенном основании: 1 - несцементированный обломочный грунт; 2 - мохорастительный покров; 3 - верхняя граница вечной мерзлоты (ВГВМ) до постройки насыпи; 4 - ВГВМ после постройки насыпи.

Рис. 8. 2. Поперечные профили насыпи на льдонасыщенных грунтах: 1 - мохорастительный покров; 2 - защитный слой из дренирующего грунта мелких. фракций; 3 - несцементированный обломочный грунт; 4 - термоизоляции из мха (назначаются на основе теплотехнического расчета), 5 - ВГВМ до после постройки насыпи

Если высокие насыпи сооружают в две стадии, то на первой (зимней) стадии применяют только несцементированные обломочные грунты ( рис.8.3, типы IV и V), а на второй (летней) - допускаются глинистые грунты. В таких случаях верхнюю часть насыпи отсыпают из щебеночного или гравийного материалов слоем не менее 0,5 м (см. рис.8.3, тип IV).

На косогорных участках (не круче 1:5) земляное полотно проектируют в насыпи, иногда (на участках не положе 1:10) предусматривают полунасыпи-полувыемки. Во избежание нарушения мерзлотного режима местности, увеличения глубины оттаивания и снижения устойчивости сооружения уступы на косогоре не устраивают.

В низовой части откоса насыпи защищают от теплого воздействия основания присыпкой из мохоторфа или другого теплоизоляционного материала (например, пенопласта, полистирола и др.) ( рис. 8.4, тип IV).

8.2.2. Конструкции земляного полотна по второму принципу проектирования.

Проектирование по второму принципу ведут на сложных по мерзлотно-грунтовым условиям участках (2-й тип местности) с низкотемпературной вечной мерзлотой на глинистых и песчаных просадочных грунтах с влажностью менее предела текучести, когда прогнозируют оттаивание грунтов естественного основания с учетом допустимых деформаций покрытия в процессе эксплуатации дороги.

При проектировании автомобильных дорог по принципу ограничения глубины оттаивания грунтов основания, исходя из допустимых деформаций, земляное полотно конструируют в соответствии с поперечными профилями, приведенными на рис. Допускается возводить земляное полотно из местных глинистых грунтов с закладкой сосредоточенных или притрассовых резервов ( рис.8.5, типы VII, VIII). При этом запрещается убирать или разрушать мохорастительный покров в основании насыпи.

В случае маловлажных грунтов естественного основания и при небольшой высоте насыпи (до 1,5 м) резервы можно располагать непосредственно у подошвы насыпи (см. рис.8.5, тип VIII).

Рис. 8.3 . Поперечные профили насыпей на льдонасыщенном основании, сооружаемые в две стадии, (зимнюю и летнюю): 1 - щебень или гравий по расчету на прочность (но не менее 0,5 м ); 2 - глинистый грунт; 3 - несцементированный обломочный грунт; 4 - мохорастительный покров; 5 - ВГВМ до постройки насыпи; 6 - ВГВМ после постройки насыпи

Рис. 8.4 . Поперечный профиль насыпи на льдонасыщенном косогоре крутизной менее 1:5 : 1 - несцементированный обломочный грунт; 2 - мохорастительный покров; 3 - ВГВМ до постройки насыпи; 4 - ВГВМ после постройки насыпи; 5 - нагорный мерзлый валик; 6 - укрепление бетонными плитами на слое мохоторфа; 7 - теплоизоляция из мха или торфа толщиной не менее 0,5 м; 8 - глинистый грунт толщиной 15 - 20 см; 9 - дренирующая присыпка

Рис. 8.5 . Поперечный профиль насыпи из местных глинистых грунтов:

1 - щебень или гравий по расчету на прочность (но не менее 0,5 м); 2 - глинистый грунт из притрассовых резервов; 3 - земляная берма; 4 - мохорастительный покров; 5 - резерв; 6 - водоотводная канава; 7 - ВГВМ до постройки насыпи; 8 - ВГВМ после постройки насыпи

На сырых участках местности (2 тип) целесообразно предусматривать между подошвой насыпи и внутренней бровкой резерва земляные бермы шириной 3 - 5 м. Поверхность бермы должна иметь уклон в сторону резерва (см. рис. 8.5, тип VIII).

На косогорных участках (круче 1:5) земляное полотно низовой части нужно поддерживать специальными подпорными стенками, предусматривая их заглубление в вечномерзлый грунт по расчету на выпучивание (рис. 8.6, тип IX).

На затапливаемых участках и на подходах к мостам и другим искусственным сооружениям земляное полотно возводят из несцементированных обломочных грунтов. Бровка земляного полотна должна быть выше уровня расчетного, горизонта воды на высоту волны с набегом на откос, но не менее 0,5 м. В случае низкого расчетного горизонта воды верхнюю часть насыпи можно отсыпать из глинистых грунтов. При этом высоту нижней части насыпи из несцементированных обломочных грунтов назначают по расчету (высота подпора воды плюс высота набега волны на широких поймах), во всех случаях она должна быть выше расчетного горизонта воды не менее чем на 0,5 м ( рис. 8.7, тип X).

Рис. 8.6 . Поперечный профиль насыпи на косогоре (круче 1:5): 1 - подпорная стенка; 2 - несцементированный обломочный грунт; 3 - мохорастительный покров; 4 - мерзлотный валик; 5 - укрепление бетонными плитами на слое из мохоторфа; 6 - нагорная водоотводная канава; 7 - ВГВМ до постройки насыпи; 6 - ВГВМ после постройки насыпи

Высокие насыпи на затопляемых участках конструируют в соответствии с рис. 8.8 (типы XI - XII).

8.2.3 Конструкции земляного полотна в выемках

Как отмечалось выше, выемку в зоне вечной мерзлоты допускается проектировать главным образом на участках местности с благоприятными грунтово-гидрогеологическими условиями (скальные, щебенистые и гравелистые грунты) при отсутствии линз и прослоек льда ( рис. 8.9, .тип Х III).

В случае разработки выемок в сложных грунтово-гидрогеологических условиях (сырые места) их нужно проектировать с соответствующим обеспечением теплоизоляции откосов, заменой переувлажненных грунтов песчаным или другим качественным материалом, с устройством в основании дорожной одежды морозозащитных слоев, ( рис. 8.10, тип Х IV).

Мелкие выемки раскрывают или разделывают под насыпь для повышения их устойчивости и улучшения их снегозаносимости ( рис. 8.10, тип Х V). Во всех случаях должен обеспечиваться надежный водоотвод из выемки.

Толщину заменяемого в выемках грунта следует определять на основании теплотехнического расчета из условия обеспечения требуемой устойчивости дорожной конструкции.

В отдельных случаях при неблагоприятных грунтово-мерзлотных условиях следует устраивать закюветные полки шириной 1,5 - 2 м и уположение откосов выемки. Крутизну откосов выемок, устраиваемых в неблагоприятных гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условиях, следует назначать по индивидуальным проектам.

8.2.4. Конструкции земляного полотна по третьему принципу проектирования

Проектирование по третьему принципу ведут на легкоосушаемых просадочных грунтах с влажностью менее предела текучести на участках высокотемпературной сплошной и островной вечной мерзлоты. Его применяют главным образом на сырых участках местности, когда предусматривается заблаговременное оттаивание вечномерзлых грунтов, осушение дорожной полосы и упрочнение грунтов основания за счет их предпостроечной осадки при оттаивании.

Рис. 8.7 . Поперечный профиль на затопляемом участке (насыпь высотой до 12 м, глубина воды на пойме до 4 м): 1 - щебень или гравий по расчету на прочность; 2 - глинистый грунт; 3 - несцементированный обломочный грунт; РГ B - расчетный горизонт вода (конструкция применима при глубине воды до 2 м); 4 - ВГВМ до постройки насыпи; 5 - ВГВМ после постройки насыпи

Рис. 8.8 . Поперечные профили насыпи на затапливаемой пойме (насыпь высотой до 12 м, глубина вода на пойме до 4 м); обозначения те же, что и на рис. 8.7

Рис. 8.9 . Поперечный профиль выемки в скальных грунтах: 1 - нагонная водоотводная канава; 2 - растительный слой; 3 - легковыветривающаяся скальная порода; 4 - выветривающаяся скальная порода

Рис. 8.10 . Поперечине профили в слабольдонасыщенных грунтах: 1 - щебень или гравий; 2 - глинистый грунт основания; 3 - укрепление бетонными плитами на слое мохоторфа; 4 - термоизоляция из мха по расчету; 5 - ВГВМ до устройства выемки; 6 - ВГВМ после устройства выемки; 7 - водоотводная канава; 1 : m и 1 : n - по расчету на снегозаносимость; 8 - мерзлотный валик

При проектировании автомобильных дорог по принципу обеспечения оттаивания и осушения грунтов основания с учетом допускаемых деформаций земляное полотно конструируют в насыпях (рис. 8.11, типы XVI, Х VII). При этом необходимо не менее чем за год до начала основных работ расчистить дорожную полосу от леса и кустарника, сплошь снять мохорастительный покров в пределах дорожной полосы и устроить водоотводные канавы.

Рис. 8.11 . Поперечные профили земляного полотна на легкоосушаемых грунтах: 1 - водоотводная канава; 2 - мохорастительный покров; 3 - резерв; 4 - глинистый легкоосушаемый грунт с примесью крупного песка, щебня или гравия; 5 - супесчаный грунт; 6 - ВГВМ до постройки насыпи; 7 - ВГВМ после постройки насыпи

9. ОСОБЕННОСТИ ИЗЫСКАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Стадийность проектно-изыскательских работ (табл. 9.1) устанавливают на основе технико-экономического обоснования строительства дороги (титула), для составления которого проводят экономические и рекогносцировочные изыскания.

Таблица 9.1

Стадийность проектно-изыскательских и опытных работ

Новые автомобильные дороги проектируют, как правило, в две стадии: проведение подробных изыскании для составления технического проекта дороги (ТП) и предпостроечные изыскания для составления рабочих чертежей (РЧ).

При реконструкции дорог возможно одностадийное проектирование на основе подробных изысканий - технорабочий проект

На всех стадиях изысканий проводят мерзлотно-грунтовые исследования, объем и содержание которых должны быть достаточными для составления по каждому сооружению не менее двух (продольного и поперечного) мерзлотно-грунтовых резервов, необходимых для разработки мероприятий, обеспечивающих устойчивость проектируемых сооружений.

Мерзлотно-грунтовые исследования предусматривают:

- предварительную оценку работ;

- подробную мерзлотно-грунтовую съемку;

- проходку разведочных скважин;

- полевые и лабораторные определения физико-механических свойств грунтов.

Для достоверности оценки топографических, мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условий местности изыскания автомобильных дорог проводят, как правило, в теплый период года; обследования наледных мест, бугров пучения и снегозаносимых участков - в зимнее время.

Инженерно-геологические, гидрогеологические обследования и мерзлотно-грунтовые исследования выполняют при технических изысканиях комплексной проектно-изыскательской экспедицией, оснащенной оборудованием в зависимости от стадии проектирования. На основе результатов этих работ выявляют участки местности с наиболее благоприятными инженерно-геологическими, гидрогеологическими и мерзлотно-грунтовыми условиями для проложения трассы дорога по наивыгоднейшему варианту. Окончательные решения принимают на основе технико-экономических расчетов.

Изыскательские экспедиции и их отдельные партии обеспечивают (в зависимости от местных условий) самолетами, вертолетами, вездеходами, катерами и в отдельных случаях оленьими или собачьими упряжками. В течение всего периода изысканий экспедиционные группы должны иметь двустороннюю радиосвязь с базой экспедиции.

Объем изыскательских работ на каждой стадии корректируют в зависимости от сложности геологических, мерзлотно-грунтовых и топографических условий с учетом освоенности района изысканий, в том числе и наличия дорог.

Проектно-изыскательские работы разделяют, как правило, на подготовительные, полевые и камеральные.

В подготовительный период предусматривают сбор и изучение литературных, фондовых материалов в проектных, строительных и эксплуатационных организациях, в организациях гидрометеослужбы и геологических управлениях.

В полевой период выполняют все топографо-геодезические и инженерно-геологические работы.

В камеральный период систематизируют полученные в подготовительном и полевом периодах сведения, изучают результаты лабораторных и полевых анализов грунтов и строительных материалов, составляют подробную пояснительную записку с иллюстративно-графическими материалами: картами, планшетами, схемами, разрезами продольными и поперечными профилями; фотоснимками отдельных мест и т. п.

Рекогносцировочные изыскания предусматривают выполнение инженерно-геологических обследований и мерзлотно-грунтовых исследований в объеме, необходимом для уточнения вариантов трассы, назначенных по карте и фондовым материалам.

Подробные изыскания предусматривают выполнение в полном объеме всех топографических работ, инженерно-геологических обследований и мерзлотно-грунтовых исследований для составления технического проекта, в котором даётся окончательный вариант проложения трассы, уточненный на особо сложных и недостаточно проработанных ранее участках.

При проведении рекогносцировочных и подробных технических изысканий широко применяют геофизические методы, аэрофотосъемки, аэровизуальное наблюдение и инженерно-геологическое дешифрование, аэрофотоснимков.

При предпостроечных изысканиях, перед составлением рабочих чертежей, трассу восстанавливают на местности, закрепляют в плане и по высоте, уточняют гидрогеологические и мерзлотно-грунтовые условия на участках наиболее ответственных сооружений (места проектируемых малых искусственных сооружений, подходы к большим водотокам и переходы через них, площадки под линейные здания службы эксплуатации и т. п.).

Одной из главных особенностей проектно-изыскательских работ следует считать необходимость организации наблюдательных постов и опытных участков.

Организацию опытных участков, оборудование наблюдательных постов и проведение на них стационарных наблюдений и испытаний целесообразно начинать в период производства изыскательских работ и заканчивать при строительстве дороги (см. табл. 9.1).

Стационарные наблюдения проводят с целью проверки правильности применяемых конструкций, способов производства работ, новых решений в области конструирования, расчета, эксплуатации сооружений, а также установления характера их взаимодействия с вечно - и сезонномерзлыми грунтами. Стационарные наблюдения проводят на специальных пунктах (постах), организуемых на опытных конструкциях, а также на характерных участках эксплуатируемых автомобильных дорог.

В программу наблюдении входит круглогодичное систематическое изучение: а) теплового режима грунтов земляного полотна и естественного основания (температуры, глубины, скорости промерзания и оттаивания); б) водного режима грунтов земляного полотна и естественного основания (влажности, источников увлажнения); в) пучения и осадки грунтов земляного полотна и дорожных покрытий; г) прочности и деформативности грунтов земляного полотна и естественного основания (модуля упругости, сцепления и угла внутреннего трения) д) метеорологических условий (температуры воздуха, осадков, ветра, времени установления исхода снегового покрова).

Наблюдательные посты оборудуют после подробного изучения климатических, мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условий местности, конструктивных особенностей участка дороги и составляют специальный паспорт.

9.1. Температурный (мерзлотный) режим грунтов

Наблюдения за температурой, глубиной и скоростью промерзания и оттаивания грунтов осуществляют с помощью жидкостных (ртутных, спиртовых) термометров, а также электрических термометров сопротивления.

Жидкостные термометры применяют, как правило, при измерениях температуры грунтов в шурфах и буровых скважинах, а электрические термометры сопротивления - в скважинах.

Температуру фиксируют на глубинах 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3 м; от 3 до 10 м - через каждый метр, а глубже 10 м - через 5 м. На глубинах до 3 м измеряют температуру четыре раза в сутки, до 10 м - один раз в сутки, глубже 10 м - один раз в месяц.

Схема: заложения термометров и влагомеров на наблюдательном посту представлена в табл. 9.1.

Результаты измерений температуры заносят в журнал наблюдений.

Рис. 9.1 . Схема заложения датчиков на наблюдательном посту: 1 - измерительная вертикаль по оси дороги; 2 - то же на обочине; 3 - то же посередине кювета; 4 - то же на границе полосы отвода; (+) - термометры; (-) - влагомеры; 5 - пост наблюдения и Н. Рп.

9.2. Наблюдение за осадкой (пучением) грунтов земляного полотна и дорожных покрытий

Пучение (осадку) фиксируют путем нивелирования специальных марок (маяков). На участках автомобильных дорог с капитальными и облегченными покрытиями применяют закрепленные в покрытиях стержня со шляпкой, имеющей сферическую поверхность или специальную выточку для установки на ней рейки.

Марки для наблюдения за осадкой (пучением) грунтов основания земляного полотна изготавливают из металлического листа толщиной 3 - 4 мм размерами 30 × 30 или 40 × 40 см и диаметром стержня 10 - 15 мм, приваренного по центру листа. Высота стержня должна быть на 10 см меньше высоты насыпи в точке установления.

Нивелировочной основой является мерзлотный репер, устанавливаемый в придорожной полосе (рис. 9.2).

Рис. 9.2 . Конструкция мерзлотного репера:

1 - деревянный короб; 2 - торф или мох; 3 - грунт; 4 - заглушка; 5 - стержень репера в вечномёрзлом грунте; 6 - глинистый раствор; 7 - засыпка песком; 8 - заполнение солидолом; 9 - труба

9.3. Определение модуля упругости мёрзлых и оттаивающих грунтов в полевых условиях

Модуль упругости мерзлых и оттаивающих грунтов земляного полотна и соответственного основания в зоне вечной мерзлоты определяют посредством пробных нагружений грунта с помощью передвижного пресса. Испытания проводят с помощью специального пресса или более простого оборудования, состоящего из гидравлического (или механического) домкрата, манометра, набора штампов разных диаметров и индикаторов для замера осадок штампа.

Домкрат упирают в раму груженого автомобиля или прицепа. Применяемая для испытания установка должна иметь мощность, достаточную для нагружения грунта нагрузками, превышающими расчетные.

Осадки штампа замеряют тремя индикаторами, установленными на равном расстоянии от центра штампа и друг от друга (под углом 120°). На основании этих данных вычисляют упругую деформацию при каждой ступени нагрузки штампа и строят зависимость величины деформации от удельного давления. Имея значения упругой деформации при каждой степени удельной нагрузки Р, по формуле вычисляют величину модуля упругости:

где Р - удельная нагрузка, МПа, под действием которой установлена величина отразимой упругой деформации l у см; Д - диаметр жесткого штампа, см; μ - коэффициент Пуассона, равный 0,2 - 0,3; π/4 - поправочный коэффициент, учитывающий использование жесткого штампа.

Литература

1. Материалы ХХ VII съезда Коммунистической партии Советского Союза.- М.: Политиздат, 198с.

2. Сумгин мерзлота почвы в пределах СССР.- М.: Изд-во АН СССР, 1927.

3. Сумгин мерзлота почвы в пределах СССР.- Л.: Изд-во АН СССР, 1937.

4. Общее мерзлотоведение / , , - М.: Изд-во АН СССР, 1940.

5. Основы геокриологии (мерзлотоведения) / , , и др.; Отв. ред. чл.-корр. АН СССР , д-р геолог.-мин. наук . ч. I, ч. II. - М.: Изд-во АН СССР, 1c.

6. Основы геокриологии (мерзлотоведения) / , , и др.; Отв. ред. д-р техн наук, проф. .- М.: Изд-во АН СССР, 195с.

7. Временные технические условия на изыскания, проектирование и сооружение железных дорог в условиях вечной мерзлоты / Под ред. , .- М.: Трансжелдориздат, 193с.

8. Морозов и сооружение мостов в условиях вечной мерзлоты,- М.: .Трансжелдориздат, 1936,- 136 с.

9. Богданов мерзлота и сооружения на ней / Издание комиссии всестороннего исследования ж.-д. дела в России,- С.-Петербург, 1912.

10. ВСН 61-61 Технические указания по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты.: М., Оргтрансстрой, 196с.

11. ВСН 84-32. Технические указания по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог и аэродромов в районах вечной мерзлоты. Оргтрансстрой, М.; 1963, 52с

12. Пузаков -тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог,- М.: Автотрансиздат, 196с.

13 . Водно-тепловой режим земляного полотна, и дорожных одежд /под ред. , , и др.-М.: Транспорт, 197с.

14 . Земляное полотно автомобильных дорог в северных условиях / Под ред. .- M.: Транспорт, IS с.

15. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах / Под ред. , , .- Л.: Сгройиздат, 197с.

16 . Давыдов изысканий и проектирования автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты: Учеб. пособие / СибАДИ. - Омск, 197с.

17 . Давыдов проектирования автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты (методы расчетов прочности и устойчивости дорожных конструкций); Учеб. Пособие / СибАДИ.- Омск, 198с.

18. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях / Под ред. .- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1974.-431 с.

19. , Кудрявцев мерзлотоведение - М.; Изд-во Моск. ун-та, 19c.

20. Общее мерзлотоведение (геокриология) / Под ред. проф. .- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978,- 464 с.

21. Павлов почвы с атмосферой в северных и умеренных широтах территории СССР,- Якутск: Якутское кн. изд-во, 1975,- 304 с.

22 . Автомобильные дороги Севера / Под ред. .; М ; Транспорт, 1981,- 248 с.

23. ВСН 46-83 . Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. - М.: Транспорт, 1985.-157 с.

24. СНиП 2.05.02-85 . Автомобильные дороги / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП, 198с.

25 . ВСН 84-75. Инструкция по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты. - М.: Минтрансстрой, 1976, - 218 с.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4