Способ возведения земляного полотна на слабом грунтовом основании

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА СЛАБОМ ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный инженерно-технический центр(72) Автор Яромко Вячеслав Николаевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный инженерно-технический центр(56) Проектирование земляного полотна автомобильных дорог. П 2-01 к СНиП 2.05.02-85. - Мн., 2001. - С. 80-83.2224837 2, 2003.2107767 1, 1998.1756448 А 1, 1992.981494, 1982.578392, 1977.1609834 2, 1990.1587100 1, 1990.(57) Способ возведения земляного полотна на слабом грунтовом основании, преимущественно торфяном, при котором возводят насыпь, отсыпают на захватку временную пригрузку из материала насыпи и перемещают ее на последующую захватку, отличающийся тем, что перемещают временную пригрузку на последующую захватку после окончания отсыпки последней, причем величину временной пригрузки Р определяют из выражения РРрасч (-) /,где Ррасч - расчетная нагрузка на слабое основание от возводимой насыпи, МПа- требуемая степень консолидации слабого основания- коэффициент, имеющий значение от 0,25 до 0,65- коэффициент, имеющий значение от 0,30 до 1,0. 10114 1 2007.12.30 Изобретение относится к строительству автомобильных и железных дорог на слабых грунтовых основаниях, например на болотах. Известен способ возведения земляного полотна на слабом грунтовом основании путем отсыпки на его поверхность насыпи без удаления слабого грунта 1. Недостатки такого способа состоят в значительной длительности консолидации слабого основания, что приводит к удлинению сроков строительства. Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ возведения земляного полотна на слабом грунтовом основании, включающий возведение на основании насыпи временной пригрузки в виде дополнительного слоя насыпи для ускорения сроков консолидации слабого основания. После окончания расчетного срока консолидации, длительностью от нескольких недель до нескольких месяцев, временную пригрузку снимают, и грунт перемещают на следующие участки дороги 2. Недостатки данного способа заключаются в значительных дополнительных затратах на разработку и перемещение грунта, используемого для устройства временной пригрузки и длительных сроках консолидации. Задача изобретения - интенсификация процесса консолидации и сокращение сроков строительства. Решаемая задача достигается тем, что в способе возведения земляного полотна на слабом грунтовом основании, преимущественно торфяном, при котором возводят насыпь,отсыпают на захватку временную пригрузку из материала насыпи и перемещают ее на последующую захватку после окончания отсыпки последней, причем величину временной пригрузки Р определяют из выражения РРрасч (-) /,где Ррасч - расчетная нагрузка на слабое основание от возводимой насыпи, МПа- требуемая степень консолидации слабого основания- коэффициент, имеющий значение от 0,25 до 0,65- коэффициент, имеющий значение от 0,30 до 1,0. На фиг. 1 изображен поперечный профиль земляного полотна с временной пригрузкой на фиг. 2-5 - схемы возведения насыпи и временной пригрузки. Способ осуществляется следующим образом. На подготовленную поверхность слабого грунтового основания 1 отсыпают слой грунта 2 на всю ширину насыпи. Первый слой 2 желательно отсыпать сразу на полную длину земляного слоя, сооружаемого на слабом основании 1, что будет способствовать более ритмичному введению работ и вместе с тем обеспечит первоочередной проезд транспортных средств по болоту, что весьма важно в условиях освоения новых районов. Кроме этого, слой 2 способствует упрочнению слабых грунтов и предотвращает их выдавливание при устройстве оставшейся части насыпи 3 и временной пригрузки 4. Минимально необходимая длина участка, на котором отсыпается этот слой 2, должна быть не менее двукратной длинызахватки (фиг. 2) из условия организации работ по строительству дороги поточным методом с двумя циклами. Затем на захватке 1 отсыпают до требуемой толщины оставшуюся часть насыпи 3 и временную пригрузку 4 из материала насыпи 3 (фиг. 3). После этого грунт временной пригрузки 4 перемещают на захватку 2 и устраивают из него слои насыпи 3 (фиг. 4). Одновременно на захватку 2 доставляют недостающий грунт для отсыпки верхних слоев насыпи 3 и временной пригрузки 4 (фиг. 5). В дальнейшем описанный цикл работ повторяется. Величину временной пригрузки 4 и длину захватки назначают из условия завершения требуемой степени консолидации слабого основанияв момент завершения отсыпки временной пригрузки 4. Экспериментальным путем установлено, что для выполнения этого условия необходимо, чтобы величина временной пригрузки 4 была равна величине Р, определяемой по следующей зависимости 2 10114 1 2007.12.30 РРрасч (-) /,где Ррасч - расчетная нагрузка на слабое основание от возводимой насыпи, МПа- требуемая степень консолидации слабого основания- коэффициент, имеющий значение от 0,25 до 0,65- коэффициент, имеющий значение от 0,30 до 1,0. Пример конкретного выполнения. Расчетный поперечник характеризуется следующими показателями. Болото глубиной 4,5 м, неосушенное,типа устойчивости. Проектная высота насыпи 1,8 м. Расчетная осадка 1,89 м. Требуемая степень консолидации основания перед устройством дорожной одежды 0,90. Расчетная нагрузка на основание Ррасч 0,0531 МПа. По результатам специальных испытаний определены коэффициентыи 0,65,0,58. По формуле (6) находим требуемую величину временной пригрузки РРрасч (-) /0,0531(0,90-0,65)/0,650,580,0352 МПа Принимая объемную массу грунта, равной 1,8 г/см 3, получаем значение толщины временной пригрузки 1,96 м (0,0352/1,810-21,96 м). Таким образом, общая толщина насыпи с учетом запаса на осадку и пригрузку должна быть равна 1,81,891,965,65 м. Исходя из принятого темпа работ по отсыпке насыпи (50 п. м насыпи в сутки), при ширине насыпи по низу (16 м), требуемой степени консолидации 0,90, длина захватки устанавливается равной 50 п. м. Расчеты показывают, что в результате применения предлагаемого способа возведения земляного полотна будет получено сокращение срока строительства на 347 суток. Существенные отличия предлагаемого способа состоят в следующем. При возведении насыпи известным способом требуется транспортировать полностью грунт для устройства пригрузки на всем строящемся участке или увеличивать продолжительность консолидации основания, если пригрузку перемещают с захватки на захватку, выдерживая ее на каждой захватке в течение расчетного периода консолидации длительностью от нескольких недель до нескольких месяцев. Возведение насыпи предлагаемым способом позволяет сократить сроки и снизить стоимость строительства, поскольку для устройства временной пригрузки не требуется транспортировать дополнительный грунт из карьера пригрузка осуществляется только за счет более рационального использования того объема грунта,который предназначен для возведения насыпи. При этом оптимальную величину временной пригрузки определяют по зависимости РРрасч (-) /,что позволяет завершить консолидацию в момент окончания отсыпки пригрузки. где Р - временная пригрузка, МПа Ррасч - расчетная нагрузка на слабое основание от возводимой насыпи, МПа- требуемая степень консолидации слабого основания- коэффициент, имеющий значение от 0,25 до 0,65- коэффициент, имеющий значение от 0,30 до 1,0. Коэффициентыиопределяются опытным путем. На основе наблюдений за осадками насыпей высотой 1-4 м на болотахитипа глубиной 1-6 м РУП БелдорНИИ получены эмпирические зависимости для коэффициентови . Для указанных случаев эти коэффициенты изменяются в пределах- от 0,25 до 0,65- от 0,30 до 1,0. При анализе известных технических решений не были обнаружены решения, которые обладали бы порознь или в совокупности отличительными от прототипа признаками, при 3 10114 1 2007.12.30 сущими предлагаемому изобретению. Поэтому предлагаемый способ можно рассматривать как соответствующий критерию существенные отличия. Эффективность предлагаемого способа выражается не только в ускорении консолидации основания, но и в сокращении расхода грунта для устройства временной пригрузки,поскольку для ее отсыпки использовался грунт, предназначенный для отсыпки нижней части насыпи последующей захватки. Источники информации 1. Евгеньев И.Е. Строительство автомобильных дорог через болота. - М Транспорт,1968. - С. 51. 2. Пособие П 2-01 к СНиП 2.05.02-85. Проектирование земляного полотна автомобильных дорог. - С. 80-83. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4