Особенности проектирования дорог на многолетнемерзлых грунтах
План и продольный профиль дороги, основные параметры поперечного профиля проезжей части и земляного полотна, пересечения и примыкания, элементы обустройства дороги, дорожной и автотранспортной служб назначают согласно СНиП 2.05.02-85, СНиП 2.05.07-91*, ГОСТ Р 52398-2005 и ГОСТ Р 52399-2005.
Земляное полотно, дорожные одежды, водоотводные и искусственные сооружения, в том числе противоналедные, проектируют с учетом теплового и механического взаимодействия их с грунтами естественных оснований, исходя из конструктивных особенностей, назначения и категории автомобильной дороги, а также инженерно-геологических и мерзлотно-грунтовых условий местности.
При этом продольный профиль дороги разрабатывают с учетом возможных изменений водно-теплового режима грунтов сезонно оттаивающего слоя и многолетнемерзлых грунтов, режима и высоты снегоотложений, а также ледотермического режима водотоков, которые произойдут в результате освоения территории застройки, эксплуатации возведенных на ней и на соседних участках зданий и сооружений, устройства водоотводных канав, подземных и наземных коммуникаций и т.д.
Автомобильные дороги в районах распространения ММГ проектируют в следующем порядке:
назначают принцип проектирования земляного полотна с учетом дорожно-климатической подзоны, типа местности, мощности сезонно оттаивающего слоя и температурного режима вечной мерзлоты;
конструируют земляное полотно и дорожную одежду;
для каждого характерного участка трассы определяют высоту насыпи (глубину выемки) на основе комплекса требований (на устойчивость по инженерно-геологическим условиям с учетом наличия многолетнемерзлых грунтов, по увлажнению местности и на снегонезаносимость);
назначают и рассчитывают водоотводные и искусственные сооружения;
разрабатывают варианты индивидуального проектирования для участков с особо сложными мерзлотно-грунтовыми условиями и на основе их технико-экономических показателей принимают наиболее рациональные решения.
В рабочих чертежах фундаментов искусственных сооружений и линейных зданий, а также дорожных конструкций на участках индивидуального проектирования должны быть приведены мерзлотно-грунтовые разрезы с основными данными о характеристике и температуре грунтов до строительства и прогноз их на период эксплуатации.
Основными мерами, обеспечивающими устойчивость дорожных конструкций (земляного полотна и дорожной одежды) на местности с наличием вечномерзлых грунтов во всех дорожно-климатических подзонах, являются:
проектирование земляного полотна, как правило, в насыпях;
применение естественных и искусственных теплоизоляционных материалов в основании земляного полотна, теле насыпей и дорожной одежде;
применение нетканых синтетических (геотекстильных) материалов в основании и теле земляного полотна, в основании дорожной одежды;
замена переувлажненных грунтов сезонно оттаивающего слоя и льдонасыщенных подстилающих вечномерзлых грунтов соответственно крупнообломочными и песчаными.
Для участков с особо сложными мерзлотно-грунтовыми условиями (наличие термокарста, крупных включений подземного льда, бугров пучения, солифлюкции, наледей, подтопляемых речных пойм и термокарстовых озер) необходимо разрабатывать варианты индивидуального проектирования и на основе сопоставления их технико-экономических показателей выбирать наилучшие решения.
Трассирование дороги осуществляют с учетом требований ландшафтного проектирования (пп. 3.1-3.18 СНиП 2.05.02-85). Трассу следует прокладывать по наиболее сухим участкам, на крупнообломочных скальных, песчаных и гравелистых грунтах без ледяных прослоек и линз. В других случаях трассу желательно располагать даже за счет ее некоторого удлинения (при соответствующем технико-экономическом обосновании) вблизи месторождений грунтов, пригодных для сооружения земляного полотна.
При трассировании следует обходить участки с неблагоприятными мерзлотными и грунтово-гидрогеологическими условиями (с близким залеганием подземных льдов, распространением солифлюкции, с повышенной влажностью и пылеватостью грунтов с наличием или возможным образованием наледей). Рекомендуется прокладывать трассу по склонам и террасам южной экспозиции, избегая северных «мокрых» склонов косогоров.
Как правило, трассу дороги прокладывают с максимальным использованием снегонезаносимых форм рельефа.
Во всех случаях целесообразно:
обходить пониженные места (ложбины, котловины) или пересекать их по кратчайшему направлению;
проходить через лесные массивы;
обходить глубокие балки и овраги, а также жилые и производственные постройки с подветренной стороны.
Если это затруднено, трассу, по возможности, располагают по направлению господствующих ветров или располагают под углом к ним менее 20°.
В горной и пересеченной местности (при выборе вариантов) предпочтение отдают водораздельным и долинным ходам по надпойменным террасам и пологим наветренным склонам в пределах средней или верхней трети косогора.
В долинах трассу прокладывают дальше на 50-60 м от подошвы склона из условия уменьшения снегонезаносимости дороги и ее удаления от возможных мощных отложений снега, приводящих к образованию лавин на косогорных участках.
Проектирование плана трассы и продольного профиля следует осуществлять в соответствии с указаниями ГОСТ Р 21.1701-97, СНиП 2.05.02-85, а также СНиП 2.02.04-88.
При выборе направления трассы автомобильной дороги осуществляют:
сбор, анализ и обобщение данных о природных условиях района строительства из материалов ранее выполненных изысканий или литературных источников;
инженерно-геокриологическую рекогносцировку или мелкомасштабную инженерно-геологическую съемку;
поисково-оценочные работы по выявлению грунтовых карьеров и резервов.
Аэрофотоматериалы дешифрируют на основе ландшафтно-индикационного метода. По результатам дешифрирования составляют предварительную карту природно-климатических комплексов (ПКК), ландшафтно-индикационные таблицы и предварительную инженерно-геокриологическую карту-схему в масштабе 1:25 000 с контурами перспективных участков притрассовых карьеров.
В тех случаях, когда имеющиеся материалы не позволяют выбрать оптимальную трассу или возникает необходимость уточнения вариантов, следует выполнить инженерно-геологическую рекогносцировку или мелкомасштабную мерзлотную съемку.
В результате мерзлотной съемки должны быть установлены:
участки распространения мерзлых и талых грунтов, марей, озер, мерзлотных процессов и явлений;
типы грунтов политологическим видам и строительным свойствам;
генезис, состав, криогенное строение, суммарная влажность, льдистость, плотность, засоленность грунтов;
сжимаемость грунтов сезонно оттаивающего слоя;
просадочность мерзлых грунтов при оттаивании;
уровень поверхностных и подземных вод, их агрессивность и коррозионная активность;
тип местности по увлажнению и мерзлотно-грунтовым условиям;
карьеры месторождений грунтов, применяемых при сооружении земляного полотна;
данные для общего геокриологического прогноза.
Дата добавления: 2015-06-04 ; Просмотров: 772 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Принципы проектирования и строительства дорог на многолетнемерзлых грунтах
Многолетний опыт строительства железных и автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах в России, затем в СССР, а позднее в США и Канаде доказал целесообразность и правильность проектирования и строительства земляного полотна в насыпях (выемки составляют менее 2-3 %) из несцементированных обломочных грунтов. Применение несцементированных обломочных грунтов в качестве материала для земляного полотна еще не решает проблему его прочности и в то же время приводит к высокой стоимости строительства дорог.
Особенно неблагоприятной для дорожного строительства является первая Северная подзона, где широко распространены тундровые, переувлажненные (более предела текучести), глинистые, тонкодисперсные грунты с наличием жильных и погребенных льдов, близко залегающих к поверхности земли. Здесь в большинстве мест необходимо проектировать и строить дороги со строгим сохранением естественного режима местности, используя, как правило, первый принцип проектирования и строительства дорог, предусматривающий поднятие верхней поверхности многолетнемерзлых грунтов в насыпь и сохранение их в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации дороги. Следует широко использовать естественные и различные искусственные теплоизоляционные материалы. При этом при проектировании, а затем и при строительстве автомобильных дорог насыпь необходимо доводить до такой высоты, чтобы не было оттаивания грунтов в ее основании, то есть при Нот = 0.
Природные условия второй Центральной подзоны создали меньшую влажность местности и позволяют проектировать земляное полотно по второму принципу, предусматривающему частичное оттаивание грунтов основания с учетом возникающих при этом деформаций. В этом случае возникает возможность значительного удешевления стоимости строительства за счет использования глинистых местных грунтов взамен дорогих привозных, несцементированных, обломочных (дренирующих) грунтов.
При проектировании и строительстве дорог по второму принципу высота насыпи определяется [39, 40] с учетом возникающих деформаций (осадок) поверхности покрытия, принимаемых по ВСН 46-83 и по рекомендациям проф. Н.А. Пузакова. При этом высота насыпи для дорог с цементобетонным покрытием должна быть выше, чем 
, при которой оттаявший слой основания 
даст такую величину осадки земляного полотна, чтобы у покрытия была осадка меньше или равная допустимой величине 
. Для дорог с асфальтовым покрытием высота насыпи должна быть выше 
, при которой величина оттаявшего слоя основания 
даст величину осадки поверхности покрытия меньше или равную допустимой величине 
— в зависимости от типа асфальтового покрытия).
Таким же образом определяется высота насыпи 
, при которой фактическая осадка покрытия 
для переходных типов покрытия. Аналогично для низших типов покрытия высота насыпи 
£ такой Нот, при которой 
. (рис. 19.4).
Рис. 19.4. График зависимости осадки (Sр) и глубины оттаивания основания ( 
) от высоты насыпи (И)
Однако при любом типе покрытия или вообще без покрытия высота насыпи не должна быть меньше определенной величины ( ), иначе земляное полотно разрушится в результате термокарстовых процессов. Условием сохранения многолетней мерзлоты в основании насыпи на определенной глубине от поверхности, но не глубже, чем 
, является сохранение отрицательной среднегодовой температуры грунтов основания насыпи
Это условие сохранения температурного режима для обеспечения II принципа проектирования и строительства дорог в районах ММГ (ВМГ) [39, 40].
Третья Южная подзона на первый взгляд более благоприятна для дорожного строительства. Здесь многолетнемерзлые грунты встречаются или в виде сплошной высокотемпературной мерзлоты, или в виде отдельных мерзлых островов среди талой толщи грунта. Эта подзона изобилует холмистым, гористым и горным рельефами с широким распространением щебенистых, дресвяных, галечниковых и иногда глинистых грунтов. При этом, земляное полотно на участках островного распространения многолетнемерзлых грунтов следует сооружать из местных дренирующих грунтов по третьему принципу, предусматривающему обеспечение предварительного оттаивание грунтов основания и осушения дорожной полосы до возведения насыпи.
Условием обеспечения III принципа проектирования и строительства дорог является сохранение положительной среднегодовой температуры грунта в основании насыпи [39, 40]:
В окончательном виде принципы проектирования и строительства автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах можно сформулировать следующим образом (В.А. Давыдов, А.А. Малышев, И.А. Золотарь, Н.А. Пузаков и др. [13, 22]; В.А. Давыдов [19, 21, 31, 45]):
В связи со значительными трудностями сооружения земляного полотна в рассматриваемой зоне из-за отсутствия качественных грунтов следует тщательнее проводить изыскания, подробнее и на широкой полосе изучать грунты вдоль трассы дороги, получать более надежные данные по качественной характеристике грунтов и материалов. Это позволит правильно определять конструкции земляного полотна, в меньших объемах применять привозные дорогостоящие грунты и устанавливать оптимальную высоту насыпи по трём критериям:
по условиям увлажнения местности (при трех типах местности-сухие, сырые и мокрые места (см. табл. 19.3) настоящей главы, СНиП 2.05.02-85, табл. 21, плюс 0,3-0,5 м выше по рекомендации проф. В.А. Давыдова.
Дата добавления: 2015-06-04 ; Просмотров: 2691 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет