Сооружение земляного полотна на болотах

4.2 Сооружение земляного полотна на болотах

4.2.1 Выбор конструкции насыпей на болотах

По стратиграфическим особенностям, определяющим расчетную схему болотной толщи как основания дорожных насыпей, торфяные болота клас­сифицируются:

I а - болота, заполненные торфом, перекрытым сверху слоем минераль­ного грунта (аллювием);

I б - болота, сплошь заполненные торфом;

II а - болота, включающие слой торфа, подстилаемый слоем сапропеля, мергеля или ила и перекрытый сверху слоем минерального грунта;

II б - болота, включающие слой торфа, подстилаемый слоем сапропеля, мергеля или ила;

III - болота с торфяным слоем, плавающим на поверхности воды (сплавинное болото).

Конструкция земляного полотна на болоте выбирается в зависимости от стратиграфического типа болота с учетом категории дороги, типа дорожной одежды и условий строительства (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5 - Конструкции земляного полотна в поперечном профиле на боло­тах:

а - насыпь на болотах I типа с полным выторфовыванием; б - то же с продольными прорезями; в - то же с вертикальными дренами; г - насыпь на болотах I и II типов с час­тичным выторфовыванием; д - то же без выторфовывания; е - насыпь на болотах II к III типов с погружением на минеральное дно; с - ширина обочины; в - ширина проезжей части; т - показатель крутизны откосов; h - толщина отсылаемого слоя грунта

Выбор осуществляется на основе технико-экономического сравнения вариантов конструктивных решений. При этом в качестве генеральных кон­курирующих вариантов рассматривают два принципиальных решения:

1) удаление болотных грунтов (торфа) из основания насыпи;

2) использование слабой толщи в качестве основания насыпи.

Первое решение снимает проблемы, связанные с устойчивостью земляного полотна на болотах, но сопряжено с большими объемами земляных работ и имеет технологические ограничения, например, удаление болотных грунтов механическими средствами осуществимо при глубине болот не более 4-5 м.

Второе решение резко снижает объемы земляных работ и, как правило, стоимость строительства, но для его осуществления необходимо выполне­ние дополнительных требований, предъявляемых к земляному полотну:

-  боковое выдавливание слабого грунта в основании насыпи в период эксплуатации должно быть исключено;

-  интенсивная часть осадки основания должна завершиться до устройства покрытия;

-  упругие колебания насыпей на торфяных основаниях при движении транспортных средств не должны превышать значений, допустимых для данного типа дорожной одежды.

При этом за завершение интенсивной части осадки принимается достижение 90 % консолидации основания или интенсивности осадки не более 2 см/год при капитальных одеждах и соответственно 80 % или 5 см/год при облегченных одеждах.

4.2.2 Возведение насыпей с полным выторфовыванием

Под выторфовыванием понимают удаление торфа с помощью машин, взрывным способом или применением гидромеханизации. Выторфовывание возможно только на болотах I и II типов.

До начала основных работ на болотах выполняют подготовительные ра­боты, которые состоят из расчистки дорожной полосы, осушительных ра­бот и устройства подъездов для движения транспортных средств. Последнее имеет очень важное значение, т. к. несущая способность болотных грунтов очень низкая (14-18 кПа), а давление на грунт у машин, даже болотной мо­дификации, составляет около 25 кПа. Поэтому проводят осушение участков строительства устройством канав, и для временных подъездов используют деревянные колейные покрытия или покрытия из сборного железобетона. В последнее время начали применять конструкции временных дорог в виде тонкослойного (40-80 см) насыпного песчано-гравийного слоя по ковру геотекстиля.

Подготовительные работы целесообразно выполнять в зимний период, когда при достаточной глубине промерзания можно использовать обычные машины. Удаление торфа осуществляют бульдозерами или экскаваторами (рисунок 4.6).

Бульдозеры используются на неглубоких (до 1 м) осушенных болотах при невысоком естественном уровне воды над минеральным дном. Работу осуществляют по возвратно-поступательной схеме движения, перпендикулярно оси дороги, с послойной разработкой торфа и перемещением его в отвалы по краям подошвы насыпи.

При глубине выторфовывания до 4-5 м используют экскаваторы-драглайны, применяя два основных способа:

- экскаватор перемещается по поверхности болота или по переносным щитам и производит работу «на себя»;

- экскаватор перемещается по отсыпаемой насыпи и работает «от себя».

Для отсыпки нижней части насыпей на болотах используют только дренирующие грунты: песчаные крупные или средней крупности, круп­нообломочные или скальные, а также супеси легкие крупные с содержа­нием глинистых частиц не более 6 %. Толщина дренирующего слоя должна быть на 0,5 м больше суммы глубины выторфовывания и осадки основания.

Траншею, образующуюся при выторфовывании, необходимо быстро за­полнять грунтом насыпи, так как откосы ее сравнительно быстро оплывают, и выработанное пространство заполняется водой или жидкой болотной массой, особенно на болотах II типа. Глубину выторфовывания принимают больше мощности торфа на 15-20 см.

Рисунок 4.6 - Технологические схемы производства работ при выторфовывании экскаваторами:

а - «на себя»; б - «от себя»

Отсыпку насыпи вначале ведут способом «с головы» (захватки I - II) до уровня на 50-60 см выше поверхности болота, далее до проектной высоты способом послойной отсыпки (захватки IV - V) на рисунке 4.6, а.

Грунт нижней части насыпи обычно не уплотняют в связи с тем, что при увлажнении песчаных грунтов происходит их естественное уплотнение. Верхнюю часть уплотняют самоходными катками на пневмошинах по чел­ночной схеме.