Месяц: Сентябрь 2025

Посадка насыпи на поверхность прочного слоя, подстилающего толщу болотного грунта, под действием массы самой насыпи достигается в том случае, если нагрузка превышает предел несущей способности слабого слоя. Любой проект строительства дороги это учитывает.

Расчет несущей способности выполняется в процессе проектирования по данным инженерно-геологических изысканий. В целях облегчения посадки насыпи применяют методы увеличения нагрузки (перегрузка), устройство траншей-торфоприемников, разрыхление отжимаемого пласта механическим, гидравлическим или взрывным способом. Мощение территории также использует эти методы.

В случае технической сложности или нецелесообразности единовременного возведения насыпи требуемой толщины применяют механическое, либо взрывное рыхление или гидроразмыв слоя.

Поэтапное погружение насыпи, отсыпаемой сначала на меньшую ширину, но большей высоты (метод перегрузки), допускается при условии, что после посадки средней части образовавшиеся по сторонам продольные валы выпирания будут перед расширением насыпи удалены или разрыхлены.

При наличии в составе слабой толщи более прочных слоев у поверхности (например, при мощном дерновом покрове, а также при частичном осушении торфяных болот) для облегчения выдавливания применяют торфоприемники. Глубина торфоприемников должна быть равна толщине верхнего прочного слоя, а ширина — не менее половины мощности слоя, подлежащего выдавливанию.

Дополнительные мероприятия по ослаблению несущей способности верхнего слоя необходимы при погружении насыпей на болотах I и II типа.

При сооружении насыпей с широкими основаниями на болотах I типа глубиной до 2 м, где выторфовывание сразу на всю ширину основания затруднено, рекомендуется применять метод «узких траншей». Он заключается в короткозамедленном взрывании осевой траншеи, ее засыпке и последующем взрывании боковых траншей наклонными зарядами. Мощение дорожек, площадок также прибегает к этому методу.

Дерново-корневой покров болот всех типов разрыхляют взрыванием скважинных зарядов, закладываемых на глубину, равную 0,9 толщины покрова. Дерново-корневой покров болот II типа в зимнее время удаляется взрыванием на выброс.

В случае образования перед отсыпаемой насыпью плотного торфяного вала, препятствующего погружению насыпи на минеральное дно, его разрыхляют взрыванием наклонных зарядов.

Строительство дорог в России включает восстановление трассы, устройство пешеходной тропы, обеспечение рабочего проезда и возведение земляного полотна полного профиля.

Устройство пешеходной тропы возможно в уровне отметок верха земляного полотна строящейся дороги, в верхней части и в пределах проектного поперечника. Иногда пешеходную тропу выносят за пределы проектного поперечника, преимущественно выше по косогору, из-за встретившихся скальных выступов, обрывистых склонов и других труднодоступных мест. 

Обеспечение рабочего проезда осуществляют чаще всего расширением пешеходной тропы до 3,5-4 м бульдозером, что дает возможность проезда построечного транспорта и дорожных машин к местам сосредоточенных работ. То есть к месту, где осуществляется проект строительства дороги.

Для повышения производительности бульдозера вертикальную режущую кромку ножа усиливают зубьями, которые предохраняют нож от одностороннего износа. Если в разрабатываемых грунтах есть каменистые включения, горизонтальную режущую кромку ножа бульдозера также оборудуют зубьями.

При большом числе таких включений производительность бульдозеров существенно повышается за счет рыхления грунта (с помощью рыхлителя или взрывчатых веществ). Полку рабочего проезда оборудуют временными переездами через водотоки. По возможности устраивают постоянные водопропускные сооружения, хотя бы на половине их проектной длины. Механизированная укладка плитки требует похожих условий.

После обеспечения рабочего проезда приступают к строительству мостов, труб, подпорных стен, к выполнению земляных работ с требуемым суточным темпом. То есть создают условия для наиболее целесообразной расстановки всех имеющихся сил и средств в соответствии с проектом производства работ (ППР).

До начала земляных работ на косогоре выше верхней кромки разрабатываемой выемки должны быть устроены нагорные водоотводные канавы, предотвращающие сток воды по косогору в разрабатываемую выемку.

Для обеспечения устойчивости насыпи, отсыпаемой на косогоре, на площади подошвы насыпи до ее отсыпки должны быть нарезаны уступы шириной 2-3 м бульдозером с поворотным отвалом, движущимся продольными ходами параллельно оси дороги начиная с нижнего уступа.

После нарезки нижнего уступа грунт из нарезаемого вышележащего уступа, перемещенный на готовый нижний уступ, распределяют равномерным слоем и уплотняют до начала отсыпки последующего слоя насыпи.

Строительство дорожных оснований учитывает свойства болотных грунтов. Характеристикой состава торфяных грунтов служит соотношение трех основных компонентов — волокнистых, гумусных и минеральных частиц. Содержание волокнистых частиц определяют по массе остатка при промывании на сите 0,25 мм; гумусных частиц — по массе вещества, прошедшего через указанное сито; минеральных частиц — по массе остатка после прокаливания при температуре (800±25) °С.

Основная характеристика состава органоминеральных грунтов (сапропель, болотный мергель, ил) — соотношение органической и минеральной частей (по массе). Дополнительная — содержание карбонатов типа, определяемых по количеству углекислого газа, образующегося при действии на грунт 10%-го раствора соляной кислоты. Это важно и для таких работ, как механизированная укладка брусчатки.

Характеристикой состояния болотных грунтов является природная влажность (W) или коэффициент пористости (е).

Значения физико-механических характеристик болотных грунтов устанавливают на основании данных изысканий и лабораторных испытаний. При отсутствии данных испытаний значения физико-механических характеристик болотных грунтов допускается определять по основным показателям состава и состояния.

Когда идет подготовка дорожного основания, важно помнить, что торф — органогенная осадочная горная порода, формирующаяся в результате отмирания болотной растительности при избыточном количестве влаги и недостаточном доступе воздуха. Для торфа характерны высокие влагоемкость и влажность в естественном состоянии (обычно в пределах 150-1200 % и более).

Сапропели представляют собой озерные отложения, образующиеся в водоемах в результате отмирания животных и растительных организмов и оседания минеральных частиц, заносимых водой и ветром.

Торфосапропель, представляющий собой граничный слой и содержащий раздробленные растительные остатки, имеет цвет от бурого до темно-коричневого или черного, но отличается от торфа однородной структурой, маслянистым блеском по срезу.

Детритовые сапропели имеют темно-оливковый цвет. Известковистые — от серовато-оливкового до светло-серого, а при высушивании приобретают белый цвет и теряют высокую связность, характерную для других сапропелей. Кремнеземистый сапропель темнее, часто с зеленым оттенком, в нем заметны темные прослойки.

Бульдозерами на гусеничном ходу рационально возводить насыпи высотой до 3 м из боковых резервов и мелких выемок при дальности перемещения грунта до 80 м. Для связных грунтов высокой степени переувлажнения целесообразно использовать бульдозеры с гусеницами увеличенной ширины. Подготовка дорожного основания применяет именно такую технику.

Разработку грунтов повышенной влажности бульдозерами в сухую погоду рационально производить по гребенчатой схеме, оставляя перемычки шириной 1-1,5 м. Строительство оснований дорожной одежды придерживается этого правила.

Грунт в насыпи в этих условиях также следует распределять полосами, между которыми должны быть промежутки шириной 0,5-1 м. Они заполняются повторными проходами непосредственно перед подготовкой захватки к уплотнению. Указанные приемы ускоряют высушивание грунта и помогают создать качественный технологический слой дорожной одежды.

Грунты высокой и избыточной степени переувлажнения, уплотнение которых происходит в процессе консолидации, транспортируют автомобилями-самосвалами и разгружают в насыпь способом «в прижим» с расчетом отсыпки слоя проектной толщины.

Аналогичным способом отсыпают кавальеры и другие насыпи, не требующие уплотнения. При недостаточной несущей способности глинистого слоя вышележащий слой более сухого или дренирующего грунта отсыпают «от себя» с надвижной бульдозером, последующим уплотнением и планировкой.

Уплотнение глинистых грунтов допустимой степени переувлажнения до требуемой плотности производят в два этапа:

1)      катками на пневматических шинах массой 10-15 т (без балласта) с пониженным до 0,2.0,3 МПа (2.3 кгс/см2) давлением в шинах за 4—6 проходов;

2)      тяжелыми катками на пневматических шинах массой 15.25 т с давлением в шинах более 0,5 МПа (5 кгс/см2) за 4—6 проходов.

Толщину слоя и требуемое число проходов катка определяют пробной укаткой.

Уплотнение грунтов средней степени переувлажнения до наибольшей (при данной влажности) плотности Ку> 0,90 производят прицепными катками на пневматических шинах с гусеничной тягой средней массы (без балласта) с пониженным до 0,2.0,3 МПа (2.3 кгс/см2) давлением в шинах.

Возможность использования тяжелых катков, а также толщину слоев и требуемое число проходов катка определяют пробной укаткой.

В связи с агрегированностью структуры грунтов повышенной влажности особое внимание необходимо уделять контролю за равномерностью уплотнения.

Строительство оснований дорожной одежды можно производить не только в весенний, летний и осенний периоды. При необходимости их выполняют и зимой, но это обычно требует дополнительных затрат материальных ресурсов и труда на очистку от снега, разрыхление замерзших грунтов, предотвращение промерзания и т.д.

Технологический слой дорожной одежды в зимних условиях должен создаваться непрерывно. В зимний период целесообразно выполнять следующие работы:

• разработку выемок и резервов в сухих песчаных и гравелистых грунтах;

• возведение насыпей из любых грунтов при влажности, близкой к оптимальной, на устойчивых основаниях;

• разработку в глинистых грунтах выемок глубиной более 3 м;

• устройство насыпей на болотах;

• выторфовывание;

• укрепление откосов насыпей регуляционных сооружений и русел рек каменной отсыпкой, бетонными плитами и т.п.

Для насыпей, возводимых в зимнее время, применяют без ограничений песчаные грунты, кроме пылеватых песков. Можно использовать также глинистые грунты, имеющие влажность не выше оптимальной. Применение грунтов повышенной влажности допускается только при соответствующем обосновании с проведением мероприятий по обеспечению необходимой устойчивости такого элемента, как основание дорожного покрытия.

До наступления зимнего периода должны быть подготовлены основания под насыпи и отсыпаны нижние слои, чтобы предохранить естественное основание от промерзания, а следовательно, и образования возможных просадок. Зимой выполняют основной объем работ по устройству средних слоев насыпи. Завершают строительные работы летом после оттаивания грунта, отсыпанного зимой.

При возведении верхней части насыпи из глинистых грунтов следует применять их только в талом виде. Талый грунт используют также для устройства насыпей за задними гранями устоев и конусов, при засыпке водопропускных труб.

Досыпать возведенные в зимних условиях насыпи из глинистых грунтов допускается после того, как грунт оттает, просохнет и приобретет устойчивое состояние, что устанавливается по контрольным пробам или испытаниям.

Уплотнять грунты в зимних условиях следует тяжелыми катками или машинами ударного действия. Режим уплотнения уточняют опытным путем.

Мерзлого грунта при отсыпке земляного полотна должно быть не более 30 %. Линейные размеры мерзлых комьев должны быть не более 2/3 толщины уплотняемого слоя.

При наличии грунтов повышенной влажности выполняют следующие работы по сооружению такого элемента, как основание дорожного покрытия:

• устройство сооружений для дренажа и водоотвода;
• разработку грунтов в выемках и резервах с перемещением их в насыпь;
• сооружение насыпей, в том числе с устройством осушающих прослоек и с осушением добавками;
• складирование грунта в насыпных бермах, банкетах, отвалах;
• укрепление откосов;
• устройство противооползневых и других защитных сооружений.

В ППР следует предусматривать специальные мероприятия, обеспечивающие наиболее эффективную и качественную реализацию принятых в проектной документации конструктивных решений и бесперебойную работу машин. То же самое подразумевает укладка тротуарной плитки под ключ.

При работе с грунтами повышенной влажности во избежание дополнительного увлажнения необходимо обеспечивать своевременный и постоянный отвод поверхностных ливневых и талых вод. Не допускается выполнять работы, затрудняющие сток влаги и ее испарение (рыхление, подготовка забоев, устройство котлованов и бессточных заглублений). Мощение дорожек тротуарной плиткой придерживается этих же правил.

Для обеспечения водоотвода в максимальной степени должны быть использованы постоянные сооружения, предусмотренные проектной документацией. В случае невозможности их сохранения в процессе строительства на период производства работ устраивают временные сооружения.

Места устройства водоотводных канав и отсыпки банкетов должны быть увязаны с размещением в плане забоев, дорог для перевозки грунта, проездов и линий коммуникаций.

В ППР следует предусматривать мероприятия по уменьшению влияния атмосферных осадков на свойства поверхностных слоев грунта в забое, на транспортных путях, в зоне уплотнения. Планировку, обеспечение стабильности уклонов поверхности, своевременное уплотнение и выравнивание грунта. В случае выпадения дождя до окончания уплотнения продолжать укатку связного грунта можно после срезки и удаления во временный отвал верхнего переувлажненного слоя толщиной 10-15 см.

При соответствующем экономическом обосновании для защиты забоя или насыпи от увлажнения осадками можно применять набрызг гидрофобизирующих веществ или пленочные покрытия из полимерных материалов.

При использовании в насыпях грунтов допустимой степени переувлажнения возможно применение типовой технологии разработки.

Машины, которые выполняют строительство дорожных оснований в зимний период, должны иметь утепленные кабины и капоты для двигателей, усиленное осветительное оборудование, а также дополнительное оборудование для очистки рабочих органов от смерзшегося грунта, устройства, повышающие проходимость машин зимой. Фронт работ и подъездные пути должны быть ограничены хорошо видимыми и не заносимыми снегом знаками.

Проект строительства дороги должен предусматривать организацию систематической очистки от снега рабочих площадей и транспортных путей специализированными машинами.

До начала земляных работ на объектах, намеченных к строительству в зимних условиях, кроме общих подготовительных работ должны быть проведены специальные подготовительные работы:

• установлены снегонезаносимые разбивочные знаки;

• обеспечен водоотвод на участках производства работ на трассе;

• подготовлены подъездные пути и средства их защиты от снежных заносов;

• защищены от промерзания участки, намеченные к разработке, а также участки с пучинистыми основаниями;

• обеспечено освещение мест разработки и укладки грунта;

• подготовлены помещения для обогрева рабочих.

Основание дорожного полотна должно быть подготовлено (включая снятие плодородного слоя почвы) в летнее время, а перед началом работ тщательно очищено от снега и льда. В случае возведения насыпи на сильно и чрезмерно пучинистых грунтах в районах с глубиной промерзания более 1,5 м нижние слои насыпей (1,2-1,5 м) следует устраивать до наступления устойчивых отрицательных температур.

В летний период необходимо подготовить поверхность сосредоточенных резервов и грунтовых карьеров к разработке зимой. Подготовка заключается в устройстве подъездных дорог, расчистке поверхности, устройстве входных забоев и пионерных траншей, а также утепляющих слоев или использовании химических реагентов для предотвращения промерзания грунта. Способы защиты от промерзания должны быть указаны в ППР.

Грунт предохраняют от промерзания предварительным рыхлением поверхности до наступления зимнего периода, засолением реагентами, снижающими температуру смерзания, укрытием поверхности грунта теплоизоляционными материалами, удержанием снежного покрова. Можно использовать в качестве утепляющих и снегоудерживающих средств густой кустарник, мощный слой дерна, высокий травостой, имеющийся на поверхности.

Строительство и ремонт дорог учитывает, что болотный мергель представляет собой рыхлую осадочную породу, образовавшуюся в озерно-болотных условиях при поступлении в водоемы воды, содержащей в растворенном виде кислый углекислый кальций. По мере испарения воды и удаления из нее кальция из раствора выпадает углекислый кальций.

Болотный мергель может подстилать торфяную толщу или переслаиваться с торфяными пластами. Он содержит от 25 до 50 % карбоната кальция. Остальная часть состоит из песчаных, глинистых, илистых частиц и растительных остатков различной степени разложения.

Болотный ил по свойствам близок к пылевато-глинистым грунтам. Для него характерны наличие различных по крупности минеральных зерен, более высокая плотность, цвет обычно серый с различными оттенками. Проект мощения тротуарной плиткой берет во внимание этот факт.

Наряду с перечисленными выше специфичными категориями к числу слабых могут относиться и обычные глинистые грунты различного возраста, имеющие в природном состоянии повышенную влажность.

Анализ зависимости механических характеристик глинистых грунтов от показателей их состава (число пластичности) и состояния (коэффициент консистенции) показывает, что при влажности, соответствующей мягкопластичной консистенции и выше (JL> 0,5), глинистые грунты в соответствии с принятыми выше условиями должны быть отнесены к слабым грунтам.

Болотом называется участок суши, характеризующийся избытком влаги на поверхности или в верхних слоях грунтовой толщи и наличием специфических болотных отложений (болотных грунтов). При наличии слоя торфяных отложений болото называется торфяником или торфяным болотом. В практике, которая подразумевает такие работы, как подготовка дорожного основания, принято очерчивать границу болота начиная с глубины 0,5 м.

В пределах геологического разреза болота различают растительно-корневой слой, слабую толщу и дно. Слабая толща включает пласты слабых болотных грунтов, иногда переслаивающихся наносами более прочных грунтов. Слабая толща может включать горизонты с остатками пней, а также слои жидких образований.

Принято выделять три основных типа болот. Первый тип представляют болота, сплошь заполненные торфом. Второй — болота, включающие слой (слои) торфа, подстилаемый слоем сапропеля или ила. Третий тип — болота с торфяным слоем, плавающим на поверхности воды.

Когда идет строительство дорог в России с капитальными или облегченными дорожными одеждами применяют конструкции, при которых исключается осадка земляного полотна после устройства дорожной одежды.

На болотах I типа небольшой глубины устраивают насыпи, опирающиеся на минеральное дно или с продольными прорезями, на глубоких болотах — с вертикальными дренами.

При строительстве дорог с переходными и низшими типами покрытий на болотах I и II типа глубиной до 4 м возводят насыпи с частичным выторфовыванием или без выторфовывания.

На болотах III типа дороги с любым типом покрытия устраивают в насыпи, опирающейся на минеральное дно болота. Такую конструкцию применяют и на болотах II типа при сооружении дорог с усовершенствованными покрытиями. Кроме приведенных конструкций иногда земляное полотно устраивают опирающимся на сваи, железобетонные оболочки, взвешенные в болотной массе, или проводят строительство автомобильных дорог на эстакаде.

Наиболее простым и экономичным решением является возведение земляного полотна непосредственно на поверхности болота. Возможность осуществления таких конструкций рассматривают в первую очередь.

Следует отметить, что почти все дороги, построенные до 1917 г. на переходах через болота, имели в основании насыпи деревянный настил (слани).

Устойчивость такой конструкции обеспечивают горизонтальные элементы, которые воспринимают растягивающие напряжения. Элементы сланей служат арматурой грунтовой конструкции. Сейчас в качестве такой арматуры применяют стержни и полосы из металла или пластмасс, покрытие из синтетической ткани (стеклоткань).

Арматуру укладывают в нижнюю часть насыпи на предварительно отсыпанный рабочий слой толщиной 15-20 см. Стержни укладывают в виде решетки. Поперечная арматура является рабочей, продольная служит для распределения усилия и анкеровки. Уложенную арматуру или ткань засыпают слоем грунта, который выравнивают и уплотняют, после чего насыпь возводят обычным способом.

При выборе конструкции земляного полотна на болоте учитывают расходы на строительство и последующую эксплуатацию дороги. Существенное значение имеет время консолидации земляного полотна, особенно при необходимости устройства такой конструкции, как основание дорожной одежды.

Конструкция земляного полотна на болоте выбирается в зависимости от типа болота, а также с учетом категории дороги, типа дорожной одежды и условий строительства.

К грунтам повышенной влажности следует относить грунты, которые в период укладки их в насыпь или разработки в выемке имеют влажность выше оптимальной, определенной по ГОСТ. Строительство промышленных территорий часто имеет дело с такими грунтами.

В ППР и ПОС должны быть учтены специфические особенности грунтов повышенной влажности, влияющие на выбор землеройных, транспортных и уплотняющих машин, которые использует строительство дорог в России. А также их производительность и проходимость по построечным дорогам, эксплуатацию временных сооружений и т.п.

При выборе мест получения грунтов для земляного полотна и определении способов производства земляных работ следует учитывать влажность грунта в предусмотренный ПОС сезонный период земляных работ. Прогноз влажности выполняют с учетом количества осадков, условий влагонакопления, глубины промерзания, расчетного уровня грунтовых вод, средней температуры воздуха. Расчетные уровень грунтовых вод и количество осадков принимают с повторяемостью 1 раз в 10 лет. Укладка тротуарной плитки также не обходится без прогноза влажности.

Во всех случаях применения для возведения земляного полотна грунтов повышенной влажности (кроме песчаных грунтов допустимой степени переувлажнения) следует учитывать снижение производительности машин при разработке, перемещении и уплотнении.

Выбор машин осуществляется на основании технико-экономического сравнения с учетом ограничений по проходимости.

С учетом комплекса физико-механических свойств, определяющих выбор конструкции и технологии сооружения земляного полотна, глинистые грунты по степени переувлажнения делятся на четыре категории.

Грунты допустимой степени переувлажнения применяют в насыпях автомобильных дорог без специальных ограничений, но с учетом конструктивных и технологических особенностей в части их недостаточной прочности и снижения производительности машин.

Грунты средней степени переувлажнения допускаются для насыпей автомобильных дорог при условии получения в процессе укатки коэффициента уплотнения Ку не менее 0,9 и возможности последующего уплотнения в процессе консолидации до требуемой плотности.

Грунты высокой и избыточной степени переувлажнения можно укладывать в насыпь при условии их естественного просушивания, либо осушения активными добавками до влажности, отвечающей допустимой или средней степени переувлажнения.