Строительство железной дороги на болоте

А теперь подробней об изюминке – о стабилизации грунта. Однажды американцы взялись строить аэродром в местности, которая была просто трясиной. Наши дорожники, прибывшие по обмену опытом, были потрясены – техника увязала по макушки колес. Американцев это не остановило. Они подогнали цистерны и… залили болото водой, смешанной с известью. Разумеется, известковый раствор смешался с болотной водой, проник на глубину (до 9 м), начал кристаллизоваться. Кристаллы не только поглощали воду для своего образования, но и создали капиллярные каналы с большой площадью испарения. Через неделю на площадку зашла тяжелая гусеничная техника и началось строительство.

При строительстве дорог цикл выглядит так: сначала идет грейдер, который создает профиль дороги, за ним движется рециклер – своего рода культиватор, который перемешивает грунт с образованием небольших гранул, затем его поливают известковым или цементным раствором, или вспененным битумом, после чего еще раз перемешивают, ровняют и укатывают. Это уже дорога, которая выдерживает давление более 80 Мпа (и еще набирает прочность с течением времени) и не боится осадков. Потом на это полотно кладется асфальт. Как ни обидно, в СССР в 60-е годы эта технология разрабатывалась и применялась, на нее даже есть ГОСТы, но в то время освоили только стабилизацию песчаных грунтов, почему-то споткнувшись на глиняных (весь секрет в гранулировании), а сейчас американцы считают глину самым лучшим материалом для строительства дорог – она же сама по себе, высыхая, становится твердой.

Применить эту технологию для дорог очень просто. Любое проблемное место – колея, выбоина, топь – профилируется вручную или грейдером, гранулируется ручным культиватором, поливается известковым раствором, еще раз перемешивается культиватором и утрамбовывается. Покрытие не требуется. И даже если очень захочется присыпать дорогу щебнем или хворостом – он не удавится в грунт под тяжестью автомобиля, как это обычно происходит. В особо сложных местах – овраги и пр. – можно сделать насыпь, но опять же из местного материала, который под рукой, и стабилизировать его. Под насыпью для стока вода обычно прокидывают трубы.

Если использовать для стабилизации грунта цемент, схватывание произойдет быстрее, при использовании других вяжущих набирание прочности будет более продолжительным, но год от года дорога будет становиться только крепче.

Источник

Проектирование дорог в заболоченных районах.

Болотами называют избыточно увлажненные участки земной поверхности, на которых большую часть года застаивается вода. Остатки влаголюбивой болотной растительности, подвергшиеся неполному разложению при затруднительном доступе воздуха и большой влажности, образуют отложения торфа.

Проектирование дорог в болотистых районах требует весьма внимательного предварительного изучения и исследования болота.

Строительство дорог на болотах обходится в 3—5 раз дороже, чем в обычных условиях. Поэтому всегда целесообразно обходить болота, если это не вызывает значительного удлинения и извилистости дороги. Болота следует стремиться пересекать в наиболее узком и мелком месте. При пересечении сплазннных болот следует избегать проложения трассы в местах, где дно водоема имеет крутые склоны и возможно сползание земляного полотна

Точно соблюсти эти рекомендации не всегда удается. Часто в наи­более узком месте болото имеет большую глубину. Поэтому всегда должно быть намечено несколько вариантов трассы, из которых луч­ший выбирают на основе технико-экономического сравнения.

Необходимо внимательно изучить гидрологический режим болот, пересекаемых дорогами, и предусмотреть его стабильность. При этом следует учитывать, что насыпь, прорезающая торф или уплотняющая его своим весом, создает препятствие проходу воды, может вызвать застой воды с верховой стороны и активизировать процессы забола­чивания.

Наиболее целесообразно пересекать болота перпендикулярно направлению течения воды.

Для полного представления об условиях проложения трассы и вы­бора лучшего ее направления должен быть снят план болота в гори­зонталях с изолиниями мощности слоев слабых грунтов.

Масштаб плана и высоту сечений горизонталей назначают в за­висимости от размеров болота и ширины заснятой полосы обычно в масштабе 1:1000— 1:2000 с сечением горизонтален 0,25—0,5 м.

К слабым следует относить грунты имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания при испытании прибором вращательного среза С_усл 50мм/м), модуль деформации менее 5мПа.

При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить торф и заторфованные грунты, илы, сопрапели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5; грунты мокрых соланчеков, иольдевые глины.

Типы болот. Инженерная классификация

По условиям расположения и питания водой различают верховые и низовые болота.

Верховые болота образуются на плоских ровных водоразделах с необеспеченным стоком воды, такие болота располагаются в районах с большим количеством осадков. Они на всю толщину состоят из торфа.

Низовые болота возникают в пониженных местах местности, образуются в результате зарастания водоемов.

Инженерная классификация болот, принятая при про­ектировании и строительстве автомобильных и железных дорог, делит болота на три основных типа:

Для определения типа необходимо установить величину коэффициента безопасности для условий быстрой и медленной отсыпки насыпи, в зависимости от значений К_{без.нач} и К_{без.кон}. Основание может быть отнесено к 1,2,3 типу по устойчивости:

Р_безоп – предельная нагрузка отвечающая условиям устойчивости

Р_расч – расчетная (проектная) нагрузка

К_{без.нач} – устанавливается применительно в условиях быстрой отсыпки насыпи

К_{без.кон} – устанавливается применительно к условиям медленной (в соответствии со скоростью уплотнения и упрочнения слабой толщи) отсыпки насыпи

— болота заполненные торфом перекрытым сверху слоем минерального грунта

Источник

Особенности возведения земляного полотна в особых условиях

Для обеспечения круглогодичного строительства железных дорог, лучшего использования землеройных и транспортных машин, быстрейшей подготовки земляного полотна к укладке верхнего строения пути и тем самым ускорения сроков строительства земляные работы производят и в зимнее время. В настоящее время зимой выполняют в среднем до 30 % объема работ по сооружению земляного полотна.

В зимнее время возможно движение транспорта по марям и болотам, а также использование в качестве дорог льда замерзших рек. Зимой не происходит вторичное смерзание разрыхленного перед разработкой грунта, не заплывают пробуренные скважины и траншей. При отсыпке насыпей в зимнее время легче сохранить торфо-моховой покров, а также естественный уровень низкотемпературной вечной мерзлоты в основаниях, насыпей. Зимой не оплывают грунты на откосах выемок, разрабатываемых в вечной мерзлоте, а также при проектировании и возведении насыпей болота.

8.1На зимний период целесообразно относить:

• возведение насыпей из песчаных, гравийно-галечных и предварительно разрыхленных
скальных грунтов на основаниях, прочность и деформация которых изменяются
незначительно в результате их промерзания и оттаивания;

• разработку в глинистых грунтах выемок глубиной более 3 м с перемещением грунта в
кавальер или насыпь;

• возведение насыпей на болотах, а также на марях, на участках подземных льдов и
льдонасыщенных суглинков и пылеватых песков, в особенности на участках с
низкотемпературной вечной мерзлотой;

• устройство штолен и глубоких дренажных прорезей;

• укрепление откосов насыпей регуляционных сооружений и русел рек каменной обсыпкой,
бетонными массивами, плитами.

При возведении насыпей зимой необходимо тщательно очищать от снега и льда основание под насыпь; не допускать попадания снега и льда в тело насыпи; слои насыпи отсыпать с такой интенсивностью, чтобы температура грунта (исключая мерзлые комья) в момент уплотнения грунтоуплотняющими машинами была выше нуля. При этом не следует допускать содержание мерзлого грунта в момент уплотнения более 30% общего, объема, укладываемого в насыпь, и укладку в насыпь комьев мерзлого грунта с линейными размерами более 0,2 м или более ⅔ толщины уплотняемого слоя. Использование вечномерзлых песчаных грунтов решается индивидуально в зависимости от их крупности и влажности.

Мерзлый грунт размещается не ближе 1 м от поверхности откосов равномерно по слою насыпи, не допуская его укладки в виде отдельных гнёзд.

Верхнюю часть насыпей, а также слой грунта над верхом водопропускных труб на высоту не менее 1 м отсыпают только талым глинистым или дренирующим грунтом. Насыпи за задними гранями устоев и конуса у мостов отсыпают только талым дренирующим грунтом. Насыпи на поймах рек в пределах затопления, а также регуляционные земляные сооружения возводят только

Максимальная высота насыпей, возводимых из глинистых грунтов в зимнее время

Для насыпей, возводимых на полную высоту из глинистых грунтов при отрицательной температуре, принимают запас на осадку в размере до 5% высоты насыпи в районах с суровым и холодным климатом и до 3% в, районах с умеренным климатом.

Для уплотнения грунта в зимнее время целесообразно использовать машины с увеличенной интенсивностью воздействия: тяжелые виброкатки, машины ударного и виброударного действия, а также решетчатые катки массой 25 т и более.

Грунты, имеющие в момент уплотнения температуру 0,5 °С и выше, относятся к талым.

На участках мокрых и сырых оснований нижнюю часть насыпи на высоту не менее 0,5 м рекомендуется отсыпать до начала устойчивых заморозков.

Доработку откосов выемок и кюветов до проектного очертания производят после оттаивания грунта.

Разработку грунтов целесообразно производить экскаваторами с ковшом емкостью не менее 1 м. В случае применения экскаваторов с ковшом емкостью 0,65 м 3 для повышения интенсивности производства работ необходимо включать в комплект не менее 2-х экскаваторов.

Рыхление мерзлого грунта производится бульдозерами-рыхлителями; разрыхленный грунт убирается отвалом рыхлителя или бульдозера в кавальер или в отвал.

Работа землеройных машин в забоях с подготовленным для разработки грунтом производится непрерывно и круглосуточно, узким фронтом во избежание промерзания грунта во время перерывов. При этом должны соблюдаться следующие условия: не раскрывать покрытые снегом или изолирующим материалом площадки разработки до начала работ на них; вести работы без длительных перерывов; производить разработку грунта вслед за рыхлением; защищать от промерзания открытые части забоев, подлежащие разработке при последующих проходках.

В случае вынужденных перерывов в работе вследствие метеорологических условий необходимо тщательно утеплять забой во избежание промерзания грунта, в забое и смерзания разрыхленной грунта.

Укрепление откосов земляного полотна и водоотводных сооружений посевом многолетних трав производиться весной, сразу же при наступлении весенних сроков посевов.

В теплое время года необходимо провести ряд подготовительных работ по защите от сезонного промерзания выемок и карьеров.

Предохранение грунта от промерзания осуществляется: с помощью предварительного рыхления до промерзания грунта (вспахивание, боронование); покрытия поверхности грунта теплоизоляционными материалами.

Предохранение грунта от промерзания производится до наступления устойчивых отрицательных температур.

Рыхление грунта с последующим задержанием и накоплением снега для предохранения грунтов от промерзания рекомендуется применять в районах, где возможно накопление снега толщиной не менее 1 м, путем установки снегозадерживающих щитов.

Возведение насыпей на болотах

При проектировании и возведении насыпей болота принято разделять на три типа:

• заполненные торфом и другими болотными отложениями устойчивой консистенции,
сжимающимися под воздействием насыпи высотой до Зм;

• заполненные торфом и другими болотными отложениями разной консистенция, в том числе
выдавливающимися под воздействием насыпи высотой до 3 м;

• заполненные илом и водой, в том числе с наличием торфяной корки (сплавины).

Для возведения насыпей на болотах предусматривают использование преимущественно, дренирующих грунтов. При отсутствии дренирующих грунтов на болотах I и II типов допускается применять пылеватый песок, а также легкую крупную и легкую супеси. Эти грунты при возведении насыпей на болотах III типа, а также другие глинистые грунты разрешается использовать только для верхней надземной части насыпи. При условии, что нижняя ее часть будет отсыпана из дренирующих грунтов и возвышение бровки нижней части над поверхностью болота или над уровнем поверхностной воды будет не менее 0,5 м.

Насыпь из пылеватого песка и легкой супеси, сооружаемая, в пределах осушенных или осушаемых болот, должна возвышаться на 2 м и более над уровнем воды в болоте или в водоотводных канавах.

Частично удаляют торф на болотах глубиной более 2 м (рис. 8.1.,в). При этом глубину траншеи назначают из расчета, чтобы сумма величин высоты насыпи над поверхностью болота и глубины траншеи была не менее 3,5 м для дорог I и II категорий и не менее 3 м для дорог III категории, а отношение общей высоты насыпи, включающей высоту части, расположенной ниже

Крутизну откосов траншеи выторфовывания назначают от 1:0 до 1:0,5 в зависимости от принятого способа производства работ и типа землеройной машины.

Насыпи высотой более 3 м на болотах I типа (рис.8.2) устраивают без выторфовывания с расчетом использования торфа в качестве естественного основания земляного полотна.

Объем земляных работ при возведении насыпей как без выторфовывания, так и с выторфовыванием определяют с учетом осадки насыпи из-за сжатия торфа в ее основании.

Процесс возведения насыпи на болотах включает в себя подготовку основания под насыпь с целью повышения ее устойчивости и ускорения стабилизации и отсыпку частей насыпи, находящихся ниже и выше поверхности болота.

Подготовка основания заключается в устройстве траншей, продольных дренажных прорезей, канав-торфоприемников, вертикальных песчаных дрен, в разрыхлении растительно-корневого покрова-болота и т.д.

Продольные дренажные прорези устраивают на болотах I типа глубиной до 4 м вместо выторфовывания с размещением их вдоль насыпи.

Вертикальные песчаные дрены предусматривают на болотах I и II типов с залеганием в основании насыпи слабых грунтов, сильно сжимаемых переувлажненных торфов, глин и илов мощностью более 5 м. Они представляют собой скважины, пробуриваемые в основании насыпи до минерального дна и заполняемые песком.

Дренажные прорези и песчаные дрены ускоряют осадку грунтов основания, повышают их устойчивость и снижают величину упругих осадок.

Для заполнения прорезей и скважин используют песок с коэффициентом фильтрации не менее 7 м/сутки, не содержащий. Поперечный профиль насыпи на болоте III типа; пылеватых и глинистых частиц более 3% или песчано-гравийные смеси с размерами частиц в поперечнике не более 60 мм.

Подготовку основания под насыпь увязывают с отсыпкой насыпи: разрывы по времени между этими видами работ должны быть по возможности минимальными.

На болотах насыпи отсыпают главным образом автосамосвалами. При дальности возки грунта до 3 км насыпи можно возводить скреперами благоприятных для их применения условиях. Целесообразно использовать машины повышенной, проходимости, в частности экскаваторы, бульдозеры и гусеничные тягачи на уширенно-удлиненном гусеничном ходу. Возведение насыпей автосамосвалами и поездной возкой осуществляют круглый год. Зимой, особенно на обводненных болотах, эти способы наиболее эффективны.

На болотах с недостаточной несущей способностью работы по подготовке основания по возможности надо относить на зимний период. В летнее время на таких болотах экскаваторы на обычном гусеничном ходу перемещаются по переносным щитам.

Источник