Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях Долгов Денис Владимирович

Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях
<
Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Долгов Денис Владимирович. Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.11 Москва, 2006 210 с. РГБ ОД, 61:06-5/3076

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ состояния вопроса. цель и задачи исследования 10

1.1. Анализ работ в области технологии и мониторинга строительства земляных сооружений в сложных условиях 10

1.2. Анализ отечественного и зарубежного опыта уплотнения грунтов основания. Современный уровень использования грунтоуплотняющей техники 19

1.3. Анализ опубликованных исследований в сфере применения геосинтетического материала при сооружении земляного полотна в транспортном строительстве 31

1.4. Выводы по состоянию проблемы. Цель и задачи исследования 37

2. Разработка методики выбора интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений 40

2.1. Разработка принципиальной схемы взаимодействия интенсивной технологии с армированными сооружениями 40

2.2. Теоретическое обоснование параметров интенсивных технологических режимов 48

2.3. Анализ влияния интенсивной технологии на безопасность возведения земляного полотна и слабого основания 57

2.4. Определение активной зоны влияния катка при уплотнении естественного основания 72

2.5. Определение продолжительности уплотнения слоев насыпи с целью разработки оптимальных интенсивных технологических режимов 76

2.6. Воздействие интенсивной технологии в сочетании с дренажными конструкциями на улучшение деформационных и прочностных характеристик грунтов основания 80

Выводы по главе 2 90

3. Обоснование и выбор параметров геосинтетического материала при интенсивной технологии 92

3.1. Влияние геосинтетического материала на интенсивные технологические режимы уплотнения насыпей 92

3.2. Методика выбора параметров геосинтетического материала при интенсивной технологии 96

3.3. Особенности расчёта прослоек геосинтетического материала при строительстве земляного сооружения из местных глинистых грунтов повышенной влажности 112

Выводы по главе 3 117

4. Реализация интенсивной технологии на опытных участках объектов транспортного строительства 119

4.1. Разработка интенсивных технологических режимов при строительстве земляного полотна подходов к мостовому переходу через р. Каму 119

4.2. Особенности реализации интенсивных технологических режимов при возведении насыпей на слабом основании 124

4.3. Экономическая эффективность применения интенсивной технологии

Выводы по главе 4

5. Организация мониторинга строительства земляных сооружений в режиме интенсивной технологии 139

5.1. Выбор контрольных и управляемых параметров 139

5.2. Прогноз осадки во времени под воздействием интенсивной технологии (на примере строительства земляного полотна подходов к мостовому переходу через р. Каму) 148

5.3. Методика учёта факторов, оказывающих влияние на нелинейный ход осадки и изменение модуля деформации грунтов слабых оснований 156

5.4. Прогноз динамики изменения прочностных и деформационных характеристик грунтов основания земляного полотна подходов к мостовому переходу через р. Каму 160

Выводы по главе 5 168

Основные выводы 170

Список используемой литературы 172

Приложения 185

Введение к работе

Актуальность проблемы. Развитие транспортного строительства в регионах с залеганием слабых грунтов в естественном состоянии, которые составляют значительную часть территории России, требует решение ряда сложных научных проблем. Недостаточное внимание к свойствам слабых грунтов в ходе строительства может привести к длительным процессам деформаций земляных сооружений железных и автомобильных дорог.

Для использования слабых грунтов в основании и обеспечения надёжности земляных сооружений уже в строительный период необходим принципиально новый подход к проектным и технологическим решениям. Обеспечение требуемой плотности грунтов земляных сооружений и оснований железнодорожных и автомобильных магистралей связано с применением мощных 'виброкатков, развивающих высокие контактные давления. Повышенные нагрузки могут привести к потере общей или местной устойчивости и нарушению безопасности грунтовых массивов. Это обстоятельство ставит на первый план не только конструктивные решения, но и состояние земляных сооружений под нагрузкой в строительный период.

Новый организационно-технологический подход, который разработан в МИИТе и успешно применён с 1990 г. на строительстве ряда объектов транспорта, в т. ч. железнодорожной линии Карпогоры -Веденга, мостового перехода через р. Каму в г. Перми, состоит в обосновании интенсивной технологии. Интенсивные технологические режимы заключаются в расчетном по времени воздействии на слабое основание вибрационной нагрузки с расчетными параметрами, при котором уплотнение происходит в состоянии, близком к пределу прочности грунтов, достигается их максимальная осадка и консолидация в строительный период, улучшаются прочностные и деформационные характеристики грунтов под контролем безопасности слабого основания.

Широкое применение геотекстиля в транспортном строительстве, особенно на объектах в сложных природных условиях, ставит на первый план научную и практическую задачу дальнейшего развития интенсивной технологии с учётом её взаимодействия с армирующими элементами насыпей и основания.

В настоящей работе обоснованы параметры интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений на слабом основании и установлены особенности поведения слабых грунтов при новой технологии их сооружения.

Решение такой задачи направлено на взаимоувязанный выбор надёжных и экономичных конструктивно-технологических решений. В этом плане данная работа актуальна для транспортного освоения районов Нечерноземья, Западной Сибири и др.

Цель исследования - разработка методики выбора интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений на слабом основании с использованием геосинтетических материалов и дренажных устройств.

Задачи исследования:

разработать методику обоснования параметров интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений;

определить методы оценки безопасности и стабильности основания при интенсивной технологии;

разработать методику определения характеристик геосинтетических материалов для реализации интенсивной технологии и улучшения состояния грунтов основания и насыпи;

обосновать состав мониторинга строительства земляных сооружений на слабых основаниях при реализации интенсивной технологии;

определить динамику изменения прочностных и деформационных характеристик грунтов основания и хода осадки во времени в процессе интенсивного возведения земляного сооружения.

Предметом исследования являются технологические режимы возведения земляного сооружения на слабом основании.

Методы исследования. В диссертации применены системный анализ и теория организации строительного производства. Испытания образцов грунта на опытных участках интенсивной технологии проводились в Центральной геологической лаборатории ОАО «Уралгипротранс».

Научная новизна работы заключается в выборе оптимальных интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений на слабых основаниях. Новая методика основана:

на исследовании влияния интенсивных технологических процессов на деформационные и прочностные характеристики грунтов армированных земляных сооружений в ходе их возведения;

на организованном взаимодействии четырёх структурных подсистем, участвующих в реализации интенсивной технологии (земляного сооружения, виброкатка, геосинтетического материала и дренажных устройств); на мониторинге и управлении технологическими процессами за счёт изменения параметров вибрационной нагрузки и режима отсыпки. Реализация интенсивной технологии ориентирована на улучшение деформационных и прочностных характеристик грунтов основания, сокращение времени фильтрационной консолидации грунтов и завершении осадки в строительный период.

Достоверность и обоснованность полученных результатов определяются корректностью постановки задач, обоснованностью всех этапов расчёта и использованием апробированных методов теории организации строительного производства и технологических режимов строительства земляных сооружений.

Практическая значимость. На основании выполненных автором исследований разработаны:

методика технологических расчётов сооружения армированной насыпи при составлении проектов производства работ;

рекомендации по подбору геосинтетических материалов для интенсивной технологии;

мониторинг состояния армированных земляных сооружений при

интенсивных технологических режимах строительства. Результаты исследования, вынесенные на защиту:

методика выбора параметров интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений;

методы оценки безопасности и стабильности основания при интенсивной технологии;

методика определения характеристик геосинтетических материалов для реализации интенсивной технологии и улучшения состояния грунтов основания и насыпи;

мониторинг интенсивного строительства земляных сооружений на слабых основаниях;

методы прогноза хода осадки и изменения прочностных и деформационных характеристик грунтов основания в процессе возведения земляного сооружения методом интенсивной технологии.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы:

при разработке «Рекомендаций по интенсивной технологии и мониторингу строительства земляных сооружений на слабых основаниях»;

при проектировании и строительстве земляного полотна подходов к мостовому переходу через р. Каму; при проектировании и строительстве вторых путей железнодорожной линии Сургут - Нижний Тагил. Апробация работы. Основные положения докладывались на заседаниях кафедры «Организация, технология и управление строительством» МИИТа, конференциях и семинарах:

Научно-техническая конференция «Безопасность движения
поездов» (МИИТ, Москва, 2003 г. и 2004г.);
Международная конференция по геотехнике

«Взаимодействие сооружений и оснований: методы расчета и инженерная практика» (Дом Архитектора, Санкт-Петербург, 26 - 28 мая 2005 г);

Семинар компании 000«Маккаферри СНГ» (Дом Знаний, Москва, 05 - 07 октября 2005 г);

Научно-техническая конференция «Современные проблемы

проектирования, строительства и эксплуатации земляного

полотна и искусственных сооружений» (МИИТ, Москва,

2005 г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ и

получен патент на изобретение. Результаты работы автора отражены в

«Рекомендациях по интенсивной технологии и мониторингу

строительства земляных сооружений на слабых основаниях».

Структура н объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и приложений, изложена на 210 страницах машинописного текста', в том числе 29 таблиц и 89 рисунков.

Анализ отечественного и зарубежного опыта уплотнения грунтов основания. Современный уровень использования грунтоуплотняющей техники

Проанализируем исследования в области уплотнения грунтов. В настоящее время широкое применение получило послойное уплотнение грунтов насыпи при сооружении её на слабых грунтах.

Уплотнение грунтов базируется на двух важных принципах: статическом или вибрационном. Статическое оборудование для уплотнения использует собственную массу машины, чтобы уплотнить нижележащие слои. В вибрационном уплотняющем оборудовании используется вибрирующий механизм, такие уплотнители используют комбинацию динамической и статической нагрузки. Они передают импульсные удары на контактную поверхность, после чего вибрация передаётся по глубине, приводя частицы грунта в движение, что позволяет преодолевать внутренние силы трения и лучше их переупаковывать в более плотное состояние. Установлено, что сотрясение грунта от движения транспорта приводит к дополнительным осадкам сооружений даже тогда, когда их деформации от действия статической нагрузки давно стабилизировались [89]. Основные факторы, которые определяют результаты уплотнения, следующие: - тип грунта; - содержание влаги; - метод уплотнения и прикладываемая энергия. Таким образом, для выбора уплотняющего оборудования важно знать тип грунта насыпи и подстилающих слоев основания. При вибрационном уплотнении достигается более высокая плотность и больший глубинный эффект, чем при статическом уплотнении, и полное уплотнение достигается при меньшем числе проходов. Начиная с 30-х годов, ведутся исследования в области динамики оснований и фундаментов, определения механических характеристик глинистых грунтов с учётом динамических воздействий.

Впервые Р.З. Ляндрес для определения характеристик упругих свойств глинистых грунтов, помимо статического метода, применил динамический метод, основанный на замере частоты собственных колебаний призматических образцов на электродинамической установке [61]. Влияния вибрации на характеристики упругости грунтов в дальнейшем были исследованы Л.С. Лапидусом, СИ. Самсоновой, И.В. Прокудиным и В.П. Великотным [67, 92, 99].

До середины 60-х годов вопросам деформации грунтов при вибрационных воздействиях не уделялось серьёзного внимания. Вопросы виброуплотнения глинистых грунтов не рассматривались, поскольку считалось, что они не обладают этим свойством.

В настоящее время проводятся обширные исследования в области виброреологии глинистых грунтов, в т.ч. исследование их длительного уплотнения, сопротивления сдвигу и сдвиговой ползучести под действием динамически приложенных напряжений в виде вибрационных воздействий.

Автором [61] была решена задача консолидации водонасышенного глинистого основания с учётом виброползучести скелета (рис. 1.2.1). Для определения дополнительных осадок вследствие виброползучести грунтов была получена экспериментально функция ползучести в виде степенной зависимости.

Деформации ползучести при компрессии предварительно уплотнённых образцов водонасыщенной диатомитовой глины сильно активизировались при воздействии вибрации. Аналогичная картина наблюдается и при испытании водонасыщенной супеси. Как видно из рисунка 1.2.1, кривые виброползучести образцов 2, находящихся под действием вибрации с самого начала приложения нагрузки расположились значительно выше кривой ползучести 1, определённой под действием статической нагрузки. Приведенные результаты были получены при постоянной частоте колебаний 21 Гц и постоянных амплитудах колебаний 0,01 и 0,08 мм.

На основании экспериментальных исследований СР. Месчяном были получены кривые ползучести и виброползучести глинистого грунта (рис. 1.2.2) при испытании образцов-близнецов под действием постоянного статического напряжения 0,1 Мпа и постоянной частоты колебаний 21 Гц, но при разных значениях амплитуды колебаний от 0,01 мм до 0,08 мм.

Теоретическое обоснование параметров интенсивных технологических режимов

Повышение качества земляных сооружений можно достичь как путём проектирования, так и управления технологическими процессами при строительстве. Возможность использования слабой толщи в качестве основания устанавливается по степени ее устойчивости, характеризуемой коэффициентом безопасности Кбез для определения которого необходимо провести расчет осадки и устойчивости [18,39]. В дополнение к существующей методике индивидуального проектирования при интенсивной технологии следует учитывать особенности испытаний слабых грунтов для определения показателей их механических свойств. Исходные данные для расчёта интенсивных технологических режимов: а) проектные характеристики насыпи и основания (высота, ширина, заложение откосов); б) результаты инженерно-геологических изысканий территории строительства; в) параметры грунтоуплотняющей техники; г) сроки строительства.

Проектирование интенсивной технологии состоит в выборе таких технологических параметров, которые в совокупности обеспечат улучшение эксплуатационных характеристик земляных сооружений: уменьшение осадки (S); повышение модуля деформации (Е); повышение прочностных характеристик грунта.

Для расчётов предложены формулы определения изменения осадок и модуля деформации для каждого слоя слабой толщи, что позволяет оценить состояние деформационных характеристик на каждом шаге реализации интенсивной технологии [40].

Формулы (2.2) - (2.13) допускают учёт неоднородности основания, так как в них выделены характеристики грунта разной консистенции. Суть методики состоит в том, что после отсыпки первого и последующих слоев насыпи осадка и характеристики грунтов пересчитываются, и используются в качестве исходных данных для следующего шага расчётов. Одновременно появляется возможность целенаправленно улучшать строительные свойства грунтов при условии обеспечения устойчивости.

С целью выявления влияния строительной нагрузки на величину осадки и модуля деформации были проведены технологические расчёты с применением различных вибрационных катков и построен пошаговый прирост изменения деформационных характеристик от общей нагрузки на слабое основание. В качестве примера приведём результаты расчёта режима отсыпки и уплотнения насыпи высотой 7,2 м слоями по 0,4 м с применением трёх виброкатков ДУ 85, НАММ 2520D и НАММ 2720D (рис. П.2.1).

Изменение модуля деформации суглинка текучепластичного в процессе послойной отсыпки насыпи Н = 7,2 слоями по 0,4 м Обработка и анализ результатов расчёта деформационных характеристик в строительный период позволил сделать следующие выводы:

1) При отсыпке насыпи слоями по 0,4 м и уплотнении катком ДУ - 85 осадка увеличилась в 1,3 - 1,4 раза по сравнению с отсыпкой слоями по 0,6 м. Модуль деформации повышается в 1,1 - 1,15 раза при отсыпке по 0,4 м вместо 0,6 м. Такая закономерность наблюдается при уплотнении слоев насыпи более тяжёлыми катками.

2) По результатам изменения модуля деформации в процессе отсыпки и уплотнении насыпи различными катками можно отметить, что при уплотнении катком массой 17 т (НАММ 2520D) модуль деформации увеличивается на 3 - 4 %, по сравнению с использованием катка массой 13 т (ДУ - 85). При уплотнении слоев катком массой 25 т (НАММ 2720D) модуль деформации увеличивается на 5 - 6 % по сравнению с использованием катка массой 17 т (НАММ 2520D) и на 10 - 12 % по сравнению с 13 т катком ДУ - 85.

3) Строительная осадка основания при уплотнении катком массой 17 т (НАММ 2520D) увеличивается в 1,1 - 1,15 раза по сравнению с уплотнением катком массой 13 т (ДУ - 85). При использовании тяжёлого катка 25 т (НАММ 2720D) вместо 13 т (ДУ - 85) осадка основания увеличивается в 1,2-1,23 раза.

После определения деформационных характеристик осадки и модуля деформации необходимо провести расчёты по безопасности и устойчивости основания и определить темп и продолжительность уплотнения каждого слоя отсыпки. 2.3. Анализ влияния интенсивной технологии на безопасность возведения земляного полотна и слабого основания

Ограничением применения интенсивной технологии возведения земляных сооружений является природная влажность грунта основания. Её влияние на устойчивость основания было учтено в [37,39,41] с помощью коэффициента безопасности К ез, а для многослойного основания в целом - с помощью минимального для слагающих основание слоев значения коэффициента стабильности [27,48].

При низкой влажности силы внутреннего трения и сцепления между частицами противодействуют уплотнению. Максимальная плотность в сухом состоянии достигается при оптимальной влажности грунта, грунт становится легкоуплотняемым. При более высокой влажности и низкой водопроницаемости не достигается требуемая плотность грунта, т.е. повышенная влажность приводит к уменьшению плотности, что влияет на коэффициент безопасности.

Расчёт общей безопасности предлагается вести согласно схеме на рис. 2.3.1. В блоке I предлагается определять параметры предельных нагрузок Рпр и коэффициента безопасности слабого основания Кбез.

В блоке II предлагается оценивать стабильность в каждой точке слабой тощи при помощи коэффициента стабильности Кстаб. Блок III содержит проверку устойчивости откосов насыпи в процессе послойной отсыпки, для предотвращения возможности локальных обрушений и потери устойчивости. Основным контрольным параметром этого блока является коэффициент устойчивости Куст.

Методика выбора параметров геосинтетического материала при интенсивной технологии

Устойчивость земляных сооружений на слабом основании, испытывающих нагрузки от собственного веса грунта и движения строительной техники, а также транспортные нагрузки, возникающие в послепостроечныи период, может быть обеспечена армированием [8, 14].

В расчетах по методу СоюздорНИИ и ЦНИИСа по назначению армирующих прослоек из ГТ в определенной мере не учитывались особенности работы геотекстильной прослойки в грунте, ее деформативные свойства, влияние воздействий окружающей природной среды в технологический период возведения сооружения.

Предлагаемая автором методика основывается на расчёте армированных земляных конструкций по двум группам предельных состояний: расчёт по группе предельных состояний (по несущей способности); расчёт по второй группе предельных состояний (по деформациям).

Как показала практика строительства армированных земляных сооружений с использованием интенсивных технологических режимов [38, 39] наиболее опасные этапы возникают при отсыпке первого и последних слоев насыпи. Поэтому во всех расчётах армированных конструкций предлагается рассматривать два этапа строительства для назначения окончательной марки геосинтетического материала: при отсыпке первого и последнего слоя насыпи.

При проектировании и строительстве насыпи на слабом основании, армированном геосинтетическим материалом с использованием интенсивных технологических режимов [11, 40], должны быть решены следующие задачи (рис. 3.2.1): 1) При расчёте прочности арматуры на разрыв максимальное растягивающее усилие Трг в арматуре должно быть выбрано, как наибольшее, из следующих: а) предельная прочность армоэлемента RPJ- при интенсивной технологии отсыпки первых слоев насыпи, обеспечивающая устойчивость насыпи на слабом основании против разрушения по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (КЦПС), в расчете на 1 пог. метр; б) предельная прочность армоэлемента Rp по завершению возведения насыпи, обеспечивающая устойчивость насыпи на слабом основании против разрушения по КЦПС, в расчете на 1 пог. метр; в) сумма из двух сил при отсыпки первых слоев насыпи и уплотнении катком: - максимальная предельно-допустимая растягивающая сила Тгпу- в армирующей прослойке, обеспечивающая устойчивость сооружения против сдвига по плоским поверхностям скольжения, в расчете на 1 пог. метр; - максимальная предельно-допустимая растягивающая сила Тсггги- в армирующем элементе, обеспечивающая устойчивость основания, в расчете на 1 пог. метр. г) сумма из двух сил по завершению строительства насыпи: - максимальная предельно-допустимая растягивающая сила Трг в армирующей прослойке, обеспечивающая устойчивость сооружения против сдвига по плоским поверхностям скольжения, в расчете на 1 пог. метр; - максимальная предельно-допустимая растягивающая сила Тгт в армирующем элементе, обеспечивающая устойчивость основания против выпора, в расчете на 1 пог. метр. Геосинт ет ический матер нал

Для обеспечения повышения устойчивости насыпи на слабом основании рекомендуется соблюдение следующих условий [18;28]: геосинтетический материал укладывается на выравнивающий слой из песка; угол внутреннего трения песка для нижнего слоя насыпи и выравнивающего слоя должен быть не менее 30; коэффициент трения ГТ по песку должен составлять не менее 0,85 - 0,9 от коэффициента трения песка. 3) При послойной отсыпке земляной конструкции, армирующий геосинтетический материал в основании должен удерживать её от боковых смещений, приводящих к потере устойчивости всего армогрунтового сооружения.

Расчет сводится к определению предельной нагрузки, при которой у армогрунтовои конструкции, передающей основанию вертикальную нагрузку, происходит выпор грунта. Вследствие этого, как показала практика [55, 59], происходит резкое прогрессирующее нарастание вертикальных перемещений, что приводит к проявлению глубинного сдвига всего тела конструкции (рис. 3.2.4). Расчеты проводятся с учетом нестабилизированного состояния грунтов.

Механизм разрушения предусматривает выпор грунта основания из-под нижнего слоя армирующей прослойки (рис. 3.2.5). Одна из возможных мер, предотвращающих такую систему разрушения, состоит в применении высокопрочной гетекстильной ткани, имеющей высокий условный модуль деформации, что обеспечивает ее гибкость по подошве сооружения, позволяя приспособиться к деформациям уплотнения, которые возникают в процессе. строительства сооружения и его эксплуатации, то есть в процессе консолидации слабого грунта.

Для того чтобы повысить несущую способность основания, необходимо ограничить перемещение грунта основания за счет мобилизации сопротивления сдвигу на требуемой длине по нижней поверхности арматуры, уложенной на основание насыпи. При этом необходимо выполнение двух условий. Во-первых, полное сопротивление сдвигу по нижней поверхности арматуры должно быть достаточным, чтобы противостоять касательным напряжениям, возникающим в грунте основания. Во-вторых, материал арматуры, должен иметь достаточный предел прочности на разрыв, чтобы противостоять растягивающим напряжениям, возникающим под действием касательных напряжений, которые, в свою очередь, являются результатом взаимодействия арматуры с грунтом основания.

Особенности реализации интенсивных технологических режимов при возведении насыпей на слабом основании

Проектирование интенсивной технологии состояло в выборе таких конструктивно-технологических решений, которые в совокупности обеспечивали сокращение сроков стабилизации земляного полотна и достижение расчетных эксплутационных характеристик земляных сооружений: интенсивную осадку (S); повышение модуля деформации (Е); повышение плотности грунта (ун). Исходные данные для расчёта интенсивных технологических режимов: а) проектные характеристики насыпи и основания (высота, ширина, заложение откосов, мощность слабой толщи) по данным ОАО «Уралгипротранс» (приложение 8); б) результаты инженерно-геологических изысканий территории строительства; в) параметры грунтоуплотняющей техники - катки ДУ - 85 и CATERPILLAR; г) сроки строительства (от начала строительства до устройства дорожной одежды) - 6 - 8 месяцев.

В состав основных работ включены: срезка почвенно-растительного слоя, устройство дренажных канав и прорезей, устройство защитного слоя из ПГС, установка контрольных марок и укладка в основание нетканого синтетического материала с послойным возведением насыпи .

Для наблюдения за осадкой слабого основания по продольной оси установлены осадочные марки. Слева и справа от насыпи установлены боковые марки, фиксирующие горизонтальные смещения и выпор грунта основания. Для наблюдения за изменением уровня грунтовых вод в процессе возведения насыпи по бокам с обеих сторон установлены иглофильтры.

В подготовительный период была выполнена вырезка почвенно-растительного слоя и выполнено устройство продольных дренажных канав вдоль тела насыпи глубиной в среднем 2,5 м с засыпкой песчано-гравийной смесью (ПГС). После устройства канав выполнены поперечные прорези шириной 1,8 м с шагом 5,5 м. Поперечные прорези выполнены глубиной до 2 м с уклоном 30 %о от центра в обе стороны к дренажным канавам [35].

Устройство дренажных канав и прорезей выполнялось экскаватором «обратная лопата» с погрузкой на автосамосвалы и вывозом в отвал, заполнение канав и прорезей ПГС осуществлялось фронтальным погрузчиком, работающим в едином звене с экскаватором.

Укладка геотекстиля в основание будущей насыпи производилось из следующих соображений: обеспечения дренажа в теле насыпи и обеспечения устойчивости конструкции насыпи в строительный и эксплуатационный периоды. Это позволяет также эффективно влиять на параметры строительных нагрузок Р и влажность грунтов; позволяет под тяжелой вибрационной нагрузкой отжимать, отводить воду и снижать влажность водонасыщенных грунтов; в ходе интенсивного уплотнения возрастает поровое давление. Геотекстиль снижает внутренние напряжения и способствует улучшению структурных свойств уплотняемых грунтов.

При отсыпке насыпи производилось предварительное разравнивание грунта грейдером ДЗ - 98 с последующим уплотнением катком ДУ - 85 (рис. 4.2.7). Использование вибрации при уплотнении начато со 2-го слоя, и уплотнение осуществлялось в период расчётного времени Т, определённого из условия достижения расчётной степени консолидации слабого основания, предусмотренной для наиболее активной фазы интенсивной технологии.

Затем отсыпка насыпи производилась глинистым грунтом с последующим уплотнением двумя виброкатками: кулачковым «Caterpillar», массой 12 т— 10 — 12 проходов по следу, время прохода в среднем 5 минут; вальцовым ДУ - 85, массой 13т — 8 — 10 проходов по следу. Осадка основания измерялась после отсыпки каждого слоя насыпи. За период возведения насыпи осадка марки (М-5) составила 430 мм, что составляет 86 % от фактической осадки до стабилизации слабого основания (50 см). При бурении скважин производился отбор грунтов для контроля физических свойств, а также отбор монолитов для компрессионно-консолидационных и сдвиговых испытаний.

Похожие диссертации на Выбор интенсивных технологических режимов строительства армированных земляных сооружений в сложных инженерных условиях