2.7.8. Сооружение земполотна в районах вечной мерзлоты, засоленных грунтах, песчаных пустынях

Возведение земляного полотна в районах вечной мерзлоты

В зависимости от географического положения мощ­ность сезонно оттаивающего слоя изменяется от 0,2—0,6 м в зоне арктической пустыни и тундры у побережья Север­ного Ледовитого океана до 3 м и более на широте 55—60°. В одном и том же районе мощность сезонно оттаивающего слоя зависит как от природных особенностей (рода грунта и его влажности, экспозиции склонов и их крутизны, вида растительности, мощности снегового покрова, погодных условий данного года, гидрологического режима), так и от хозяйственной деятельности человека, связанной с освое­нием территории вечной мерзлоты.

Постоянно мерзлый, но не содержащий льда грунт, например крупнообломочный, щебенистый или песча­ный без прослоек и линз льда (сухая мерзлая порода), не подвержен пучению при промерзании и размоканию при оттаивании. Поэтому, если возможно, дороги следует про­кладывать по таким благоприятным грунтам или вблизи от мест их залегания, чтобы получить материал, пригодный для возведения устойчивых насыпей. Насыпи из сухих гли­нистых или крупно-обломочных, щебенистых и песчаных грунтов, встречающихся в каменистой тундре, на склонах

166

сопок и на песчаных косах, проектируют как и в обычных условиях независимо от температурного режима грунтов. П ротивоположностью сухих мерзлых пород являются водо-насыщенные глинистые грунты, встречающиеся в тундре, на поймах рек в их низовьях, часто содержащие прослойки, жилы и линзы льда. Оттаивание этих грунтов может вызвать значительные деформации, просадки насыпей и выпира­ния основания из-под насыпи в сторону. В этих условиях земляное полотно возводят, как правило, в насыпях, причем принимают меры к возможному уменьшению мощности сезонно оттаивающего естественного фунта под насыпью (термоизоляционные насыпи), а также принимают меры к возможному осушению местности.

Возведение земляного полотна на засоленных грунтах

Легкорастворимые соли в присутствии воды понижают водоустойчивость грунтов земляного полотна, кроме того, избыток солей, превышающий возможное растворение их в содержащейся в грунте влаге, препятствует уплотнению засоленного грунта до оптимальной плотности. Поэтому не всякий засоленный грунт пригоден для возведения земляного полотна. Возможность использования того или иного засоленного грунта устанавливают в результате ла-бораторного анализа, на основе классификации грунтов по качественному характеру и степени засоления.

Основными типами засоленных грунтов являются со-лончаковые и солонцовые, а также такырные грунты.

167

При невозможности обхода трассой участков с избы­точно засоленными грунтами земляное полотно отсыпают из незаселенных или слабозасоленных грунтов (желатель­но дренирующих) с принятием мер против их засоления. В условиях сильно засоленных грунтов земляное полотно устраивают в насыпях с возвышением низа одежды над по­верхностью земли и над уровнем грунтовых вод на 20% вы­ше, чем при обычных незаселенных грунтах.

168

Для дорог на засоленных грунтах применяют следую­щие конструктивные профили:

Крутизну откосов принимают 1:1,5 при слабозасолен­ных и 1:2 при сильнозасоленных грунтах. Устройство зем­ляного полотна на засоленных грунтах при высоком уровне грунтовых вод необходимо производить в период, когда их влажность соответствует требованиям.

Верхний рыхлый слой засоленного грунта, перена­сыщенный солями, и солевые корки толщиной более 3 см следует удалять с поверхности резервов и основания насыпи перед ее возведением.

Для возведения насыпей на засоленных грунтах при высоком уровне грунтовых вод и глубине резервов не бо­лее 0,5—0,6 м следует использовать бульдозеры и автогрей­деры. Применение грейдеров-элеваторов для возведения насыпей на солончаках допускается в случае расположе­ния уровня грунтовых вод не ближе 1 м от поверхности

земли..

Отсыпку насыпи из привозного грунта на мокрых со­лончаках следует вести способом «от себя». При производ­стве земляных работ на засоленных грунтах необходимо учитывать особенности их водно-солевого режима и выпол­нять эти работы по возможности в сроки, когда влажность наиболее близка к оптимальной.

Рационально выполнять земляные работы на солонча­ках с высоким уровнем грунтовых вод в песчаных грунтах — весной, в начале лета; в связных грунтах — в летний период и осенний (до начала дождей).

При отсыпке малых насыпей безрезервного профиля или с резервами глубиной менее 50 см в условиях сильного засоления грунтов целесообразно проводить земляные ра­боты в весенний период, когда засоление в верхних гори-зонтах понижается.

Тонкие солевые корки толщиной 1—2 см, встречающие­ся в летний период на поверхности солончаков, обычно не оказывают существенного влияния на среднее содержание солей в верхней толще грунта. При необходимости тонкую соленую корку разбивают гусеничными машинами или ку-лачковыми катками для более равномерного распределения ее в массе грунта.

169

Солевые корки толщиной более 2—3 см перед возведе­нием насыпи срезают бульдозерами с поверхности резервов и основания насыпи и отодвигают на расстояние 15—20 см от резервов.

На «пухлых» солончаках, имеющих на поверхности рыхлый слой грунта, перенасыщенного солями (преимуще­ственно сернокислым натрием), толщиной более 3 см, этот слой следует удалять с поверхности резервов и основания насыпи.

Для возведения насыпей из боковых резервов на со­лончаках с грунтовыми водами ближе 1 м от поверхности, как правило, применяются бульдозеры. Использование грейдеров-элеваторов в период производства работ целе­сообразно при залегании уровня грунтовых вод не ближе 1 м от поверхности.

В период производства работ дно боковых резервов в этих случаях должно быть выше уровня грунтовых вод на 30—40 см.

Насыпи из привозного грунта на солончаках, грунт которых из-за избыточного засоления непригоден для воз­ведения земляного полотна, и на мокрых солончаках воз­водят способом «с головы». Насыпь отсыпают вначале вы­ше рабочей отметки, но не на полную ширину земляного полотна, затем бульдозерами надвигают грунт в стороны с одновременным уплотнением его катками.

Солончаковые связные грунты, имеющие после подсу­шивания комковатую структуру, рекомендуется уплотнять кулачковыми или решетчатыми катками.

Возведение земляного полотна в сыпучих песках

В заросших песках условия строительства и эксплуата­ции дорог гораздо легче, так как здесь нет подвижных форм рельефа и заносы при правильном ведении строительных ра­бот могут быть совсем исключены. В этих условиях земляное полотно следует возводить, по возможности не нарушая рас­тительного покрова. Вместо закладки боковых резервов грунт для насыпей берут из выемок или грунтовых карьеров.

Лучшее время года для производства земляных работ — зима и весна, когда песок становится влажным и легко

170

проходимым для машин. Производительность бульдозе­ров и скреперов в этот период становится выше. Помимо рационального выбора трассы и времени производства работ, в комплекс мероприятий, обеспечивающих неза­висимость дороги или ее эффективную защиту от песка, входит правильный выбор конструкции земляного полотна и соблюдение особых правил при производстве земляных работ.

Поперечный профиль дороги должен обеспечивать по­стоянный перенос песка через дорогу, без накапливания, то есть иметь обтекаемую форму с откосами насыпей и выемок не круче 1:2. Откосы и обочины необходимо укреплять для предохранения земляного полотна от выдувания песка.

Возведение насыпей в подвижных барханных песках путем поперечного перемещения песка с придорожных по­лос на расстояние до 30 м следует производить бульдозера-ми, оборудованными отвалами с увеличенными боковыми стенками.

При возведении насыпей на солончаках, покрытых мел-кими песчаными барханами, при близких грунтовых водах допускается использовать бульдозеры при перемещении песка на расстояние до 100 м с устройством промежуточ­ных валов.

При строительстве дорог в песках, покрытых расти­тельностью, необходимо принимать меры против ее по-вреждения, нарушения рельефа и разрыхления поверхно­сти песков.

Устройство защитного слоя и укрепление откосов сле­дует производить вслед за возведением насыпи из песка. зацитные слои из песка, укрепленного вяжущими мате­риалами, необходимо устраивать согласно правилам укре­пления грунтов, т.е., путем смешения непосредственно на земляном полотне.

Защитный слой на земляное полотно следует уклады-вать по способу «от себя».

Земляное полотно из песка надо возводить непрерывно, Законченные участки земляного полотна и прилегающие к ним пески необходимо сразу же укреплять.

171

Вопросы для самоконтроля

1. Какими способами можно производить выторфовыва- ние болот?

2. Какие грунты допускается применять для отсыпки зем­ ляного полотна на болотах?

3. Что дает устройство вертикальных дрен и дренажных прорезей на болотах под насыпями?

4. Какие материалы пригодны для утепления грунта, под­ лежащего разработке зимой?

5. В каких случаях целесообразно утепление грунта, под­ лежащего разработке зимой?

6. Почему по возведении земляного полотна в районах распространения вечной мерзлоты запрещается нарушать мохорастительный покров в основании будущей насыпи?

7. Какими способами рекомендуется разрабатывать скальные грунты?

8. Какие основные типы засоленных грунтов?

9. В какой период года наиболее целесообразнее соору­ жать земляное полотно в песчаных пустынях? Какими меха­ низмами?