Технология возведения насыпей, дамб и плотин

Для возведения насыпей путей допускается применения крупнообломочных и песчаных грунтов, содержащих более 50% частиц крупностью свыше 0,25 мм и не более 6% глинистых частиц размером менее 0,005 мм, а также пылеватых супесей, содержащих меньше 50% частиц по крупности больше 0,25 мм, суглинков в твердом и вязкопластичном состоянии.

Жирные глины, меловые, тальковые и трепельные грунты для возведения планировочных и дорожных насыпей применять нельзя. Не разрешается также применять для этих целей засоленные грунты, содержащие больше 8% легкорастворимых солей при хлоридном и сульфатно-хлоридном засоле и больше 5% при сульфатном, хлоридно-сульфатном и содовом засоле. Нельзя укладывать в насыпи илистые суглинки, песок с примесями ила и торфа.

Дорожные насыпи строят, как правило, из однородных грунтов. При использовании разнородных грунтов следует придерживаться таких правил:

Пласты насыпи должны быть из однородных грунтов. Если прослойка насыпи из песчаных грунтов расположена вверху, ее нижняя поверхность может быть горизонтальной. Если прослойка насыпи из песчаного грунта расположена внизу, ее поверхность должна иметь поперечный уклон от оси насыпи к ее откосам, равный 0,04...0,1. Схему многослойной насыпи и характер поверхности прослоек приведен на рис. 3.2.

Рис. 2. Схемы закладки разнородных грунтов в теле насыпи; песчаный пласт вверху а), песчаный пласт снизу б), песчаного пласт расположен между глиняными прослойками (в); 1 - песок; 2 - глина

Допускается также возведение насыпей из неоднородных грунтов - песков, суглинков и гравия, если они представлены в виде естественной смеси.

При возведении насыпи из скальных грунтов ее верхнюю часть высотой не меньше 0,5 м отсыпают щебенистым грунтом с размером отдельных частиц - валунов не более 200 мм.

Насыпи по всей ширине отсыпают горизонтальными пластами от откосов к середине, а на переувлажненных и слабых основаниях, на болотах - подсыпку к высоте насыпи 3 м начинают от оси насыпи к откосам, а потом насыпь отсыпают прослойками от откосов к середине. Поверхность каждого пласта отсыпаемой насыпи, следует поддерживать в состоянии, исключающем возможность образования сосредоточений воды. Насыпи, возводимые без искусственного уплотнения грунта, следует отсыпать по высоте с запасом на оседание, размер которого зависит от характеристик грунта.

Нижнюю часть насыпей, предрасположенных к постоянному или периодическому подтоплению, а также тех, которые отсыпаются в воду, следует отсыпать со скальных, предварительно разрыхленных или крупнообломочных грунтов, крупного песка и песка средних размеров. Насыпи высотой до 6 м в незатопляемых местах допустимо строить со слежавшихся котельных шлаков, если они содержат до 15% несгоревшего угля или из кислых и нейтральных металлургических шлаков без ограничений. Укосы насыпей не разрешается покрывать грунтом с худшими дренирующими свойствами, чем в грунте, положенном в тело насыпи, за исключением покрытия песчаных откосов глинистым грунтом для защиты от выдувания и растительного грунта при укреплении откосов посевом многолетних трав.

Для типичных поперечных профилей крутизна откосов принята такая:

для насыпей высотой до 12 м со скальных слабовыветренных и щебнистых грунтов - 1:1,5; то же из песка мелкого и пылеватого, глинистых грунтов и лессов -1:1,5 в верхней части и 1:1,75 в нижний.

При отсыпкеі насыпей на косогорах, которые имеют крутизну от 1:5 до 1:3, для постоянства насыпей независимо от их высоты нарезаются уступы с шириной полок 1...3 м и высотой до 2 м. Полки уступов должны иметь поперечный уклон в низовую сторону, равный 0,01...0,02; стенки уступов при их высоте до 1 м должны быть вертикальными, а при большей высоте - с откосами крутизной 1:0,5 (рис. 3.3).

На косогорах, составленных из крупноуламкових и песчаных грунтов, которые не покрытые растительностью, устройства уступов не нужно.

На равнинных участках местности и в границах косогоров крутизной до 1:10, при высоте насыпи железных дорог меньше 0,5 м и автомобильных путей меньше 1 м, а также на косогорах с постоянными грунтами крутизной от 1:10 до 1:6 при высоте насыпи до 1 м необходимо делать срезание дерна. При высоте насыпи более чем 1 м срезания дерна не проводится, но перед засыпанием насыпи из глинистых грунтов проводится вспахивания основания.

Для земляных насыпных плотин материалом могут служить разнообразные грунты, которые должны иметь главные качества - водонепроницаемость, прочность и водостойкость.

Для водоподпорных гидротехнических сооружений - плотин и дамб пригодные мелко- и среднезернистые песчаные грунты, супеси и суглинки, возможно применение глин (при условии защиты их откосов от промерзания и высушивания), лессовые грунты, суглинки с примесями щебня.

Рис. 4. Поперечный профиль земляной плотины; 1 - дренажная призма; 2- низовая призма; 3-ядро; 4-зуб; 5-верховая призма; 6-верхняя часть строительной перемычки; 7 - нижняя часть строительной перемычки

В плотинах, сооружаемых из нескальных грунтов, каждая часть должна выполняться из грунтов, имеющих следующие качества: защитный пласт прочный и водостойкий; ядро - водонепроницаемое; грунты, которые укладываются возле верхового откоса, - водонепроницаемые, а в зоне низового откоса - водопроницаемые, так как это ведет к снижению кривой депрессии возле откоса и к увеличению его стойкости; материал дренажных призм и обратных фильтров - пористый. Вместо примера можно привести высоконапряженную земляную плотину в г. Алуште высотой 60 м, построенную из суглинков с примесями скальных пород (рис. 4). Нижняя часть строительной перемычки была сооружена из суглинка с включением 50% скальных пород (размер частиц 2...200 мм), верхняя часть - из суглинка с включением 60...70% скальных пород (2...200 мм), верховая и низовая призмы - из суглинка с включением более 50% скального грунта диаметром 2...300 мм, ядро - из суглинка с включением 50% скальных пород (размер частиц 2... 150 мм), зуб - из суглинка с включением 20% скальных пород (2...100 мм), дренажная призма - из скальных пород окружностью 150...500 мм.

Не допускается устройство плотин из грунтов, содержащих более 5% неразложившихся органических примесей (гумус, перегной) и растворимых солей; из грунтов, пронизанных корнями растений; а также из песчано-илистых мелких или илистых грунтов, легкоподвижных при насыщении их водой.

При возведении насыпей (плотин, дамб) на водонасыщенных и обводненных основаниях к началу их отсыпания необходимо обеспечить отвод поверхностных вод и осушение основания для качественного сцепления вложенного грунта с грунтом основания. Несоблюдения этих требований нередко приводит к авариям сооружений.

К началу производства главных работ все виды земляных сооружений (котлованы, траншеи, канавы, грунтовые карьеры и др.) должны быть обеспечены постоянными или временными водоотводными устройствами. Постоянные водоотводные устройства нужно предусматривать в проектах сооружений, а временные - в проектах производства земляных работ (ППР).

Водоотвод поверхностных вод может осуществляться путем размещения отвалов грунта или кавальеров из нагорной стороны выемок, оборудование водоотводных канав с нагорной стороны выемки или насыпи. Расстояние между верхней бровкой откоса выемки или насыпи и ближайшей нагорной канавы должна составлять для постоянных сооружений не меньше 5 м, а для временных - не меньше 3 м. Поверхность грунта между сооружением и нагорной канавой может планироваться с уклоном 2...4% в сторону нагорной канавы.

Отсыпание насыпей автомобилями-самосвалами. При транспортировании грунта от экскаваторов и разгрузке его в насыпь следует соблюдать определенный порядок работ, чтобы обеспечить разгрузку грунта в нужном месте, его разравнивание и уплотнение. Автомобили-самосвалы должны двигаться по спланированному грунту, осуществляя дополнительное его уплотнение.

Движение автомобилей-самосвалов можетбыть тупиковым (рис. 3.5а) иликольцевым (рис.3.5б).Тупиковую схемуприменяют при высоте насыпи более 5 м, на подходах к мостам, а также на участках, где самосвалам тяжело передвигаться за пределами насыпи. При этом фронт отсыпания перемещается навстречу движению нагруженных автомобилей-самосвалов.

Рис..5. Технология отсыпания насыпи автомобилями-самосвалами при тупиковой а) и кольцевой б) схемах движения

Автомобили-самосвалы начинают отсыпание из дальнего конца насыпи постепенно перемещаясь к началу со стороны движения грузопотока.

Перед местом отсыпки грунта самосвалы разворачиваются и задним ходом подаются на разгрузку. При этом самосвалы двигаются по насыпи в двух направлениях. Для разворота самосвалов нужна площадка шириной не меньше 11...12 м. Такая схема работ применяется лишь при строительстве двухрельсовых путей.

Кольцевую схему движения применяют при передвижении самосвалов по отсыпанному пласту в одном направлении от выемки или карьера с грузом, а обратно - за пределами насыпи. С этой целью на насыпи выполняют временный съезд. Насыпь разделяют на захватки не только по длине, но и по ширине. Одну половину полосы используют для проезда, причем автомобили-самосвалы проходят ее насквозь: задним ходом подаются на разгрузку, а потом подаются вперед в съезд. На второй половине ведут отсыпание (в главной части), разравнивание грунта бульдозером и уплотнение пласта. После того, как пласт будет отсыпан, выровнен и уплотнен, его используют для проезда, а на первой полосе начинают отсыпание. Фронт отсыпания насыпи при кольцевой езде перемещается в направлении движения нагруженных автомобилей-самосвалов от выемки или карьера.

Применение кольцевой схемы движения возможно в тех случаях, когда проезд автомобилей-самосвалов за пределами насыпи не вызовет трудности и не требует значительных затрат на удержание землевозной дороги. Съезды выполняют постепенно соответственно увеличению высоты насыпи. Если в теле насыпи делают сквозной водовод (трубу), что временно не разрешает вести фронтальное отсыпание, вместо съезда используют откос, который получается со стороны трубы. Крутизна откоса должна быть не больше 0,15...0,2. Однако, при этом необходимо оставлять полосу достаточной ширины для беспрепятственного и безопасного прохода автомобилей-самосвалов близ строительной площадки трубы.

Возведение насыпей бульдозерами без применения других машин (катков, поливочных машин) допускается только в случаях, когда техническими условиями на производство работ не предусмотрены уплотнения грунта, и местные данные разрешают использование грунта из резервов (рис.3.6)

Рис.6. Схема возведения насыпи бульдозером; 1 - направление рабочего движения бульдозера; 2 - разбивочные колышки; 3 - вешки высотники; 4 - отсыпанные прослойки грунта; 5 - направление холостого движения бульдозера

В зависимости от ширины насыпи разработку грунта ведут в одно - или двусторонних резервах. Строят насыпь в такой технологической последовательности. Перед началом работ делают геодезическую разбивку насыпи и боковых резервов, целью которой является отметка оси и границ основания насыпи, границ бермы и резервов. Резервы закладывают преимущественно на нагорной стороне насыпи с двусторонним поперечным уклоном дна 0,02 к середине резерва. Продольный уклон дна резерва может составлять не меньше 0,002 и не больше 0,008. Для удобства работы отсыпание насыпи ведут захватками длиной 50... 100 м.

Разработку грунта начинают от полевой бровки резерва. Двигаясь на первой скорости, бульдозер срезает грунт пластами до 30 см и перемещает его в сторону насыпи. При подходе к берме отвал бульдозера постепенно поднимают, чтобы не срезать грунт на берме. Укладка грунта в тело насыпи делают валиками, размещая их по ширине насыпи. Холостое движение бульдозера в резерв осуществляется на максимальной скорости заднего хода.

Грунт от каждой проходки в резерве вкладывают в тело насыпи, размещая его по ширине насыпи, после чего бульдозер начинает разработку грунта на следующей проходке. После отсыпания первого пласта насыпи на всей длине захватки бульдозер поднимается на насыпь и, двигаясь вдоль сооружения, разравнивает положенный валиками грунт, одновременно уплотняя его гусеницами. Отсыпку следующих пластов бульдозер делает в такой самой последовательности. Закончив отсыпку к заданной высоте, бульдозер разравнивает верхний пласт грунта, планирует бермы и дно резерва, доводя продольные и поперечные уклоны к проектным отметкам.

Отсыпку насыпей высотой 1,5...2 м можно делать без послойного разравнивания насыпанного грунта сразу на полную высоту. В этом случае рабочая отметка насыпи должна быть увеличена против проектной на 10...15%, так как насыпь на протяжении продолжительного времени после окончания строительства будет оседать.

Во время строительства дорожного полотнища на косогорах грунт разрабатывают и перемещают в полунасыпь продольными и поперечными ходами бульдозера. На косогорах с поперечным уклоном 8...10° целесообразно вести разработку продольными движениями. При этом бульдозер транспортирует грунт из валов, расположенных по всей ширине полувыемки. В дальнейшем бульдозер транспортирует грунт в полунасыпь, двигаясь под углом к оси полотнища возводимой дороги. На косогорах с поперечным уклоном 12...20° разработку грунта ведут поперечными проходками, на которые бульдозер перемещается перпендикулярно осы полотнища. Это разрешает повысить производительность бульдозера за счет увеличения толщины пласта срезаемого грунта, так как главная масса грунта двигается под уклон.

Перед перемещением грунта в полунасыпь поверхность косогора, служащая основанием для полунасыпи, разрыхляют или нарезают бульдозером уступы. Для защиты дорожного холста от влияния поверхностных вод с нагорной стороны канавокопателем или бульдозером, к отвалу которого крепят специальную насадку, роют водоотводную канаву.

При возведении плотин и дамб скреперами грунт, если он пригодный для сооружения, следует брать в чаше будущего водохранилища (рис. 3.7), так как это сокращает дальность его транспортирования. Так, например, при строительстве плотины высотой 32 м в г. Краматорске грунт разрабатывался скреперами в чаше будущего водохранилища, укладывался в тело плотины послойно и уплотнялся ими же. Для равномерного уплотнения грунта по всей ширине плотины ось каждой следующей проходки скрепера смещалась на 0,5 м.

Рис. .7. Схема работ при возведении плотины; 1 - место набора грунта; 2 - направление движения нагруженного скрепера; 3 - место разгрузки грунта; 4 - направление движения пустого скрепера; 5 - осветительная мачта; 6 - граница площади разработки грунта; 7 - вторая очередь карьера; 8 - первая очередь карьера

Скреперы широко применяют для устройства грунтовых подушек - искусственных оснований. При возведении насыпей из боковых резервов автогрейдеры выполняют круговое движение. Отсыпание насыпи могут выполнять один или несколько грейдеров. Если работу осуществляет один автогрейдер, то он, делая круговые движения, выполняет все технологические операции: срезание пласта грунта, перемещение и разравнивание грунта. Такая схема производства работ нерациональна, так как для выполнения каждой технологической операции необходимо изменять установку отвала. Это увеличивает простой автогрейдера, снижая его производительность. Повышение производительности и сокращение сроков возведения насыпи достигается работой двух или трех автогрейдеров. Каждый автогрейдер используют для выполнения одной определенной операции.

Работу двух автогрейдеров осуществляют по схеме (рис. 3.8). Автогрейдер тяжелого типа выполняет только срезание грунта. Он осуществляет движение по эллипсу, перемещаясь с одного резерва в другого.

Рис..8. Схема последовательности работы автогрейдера; 1 – срезание грунта; 2 - перемещение грунта; 3 - ось земляного холста

Вслед за ним за аналогичной эллиптической кривой двигается менее мощный автогрейдер, выполняебщий перемещение грунта в тело насыпи. В связи с тем, что на срезание грунта расходуется больше времени, второй автогрейдер будет иметь вынужденные перерывы в работе. Для сокращения этих перерывов целесообразно периодически использовать второй автогрейдер для разравнивания грунта в насыпи.

Схема возведения насыпи двумя автогрейдерами применяется, когда ширина насыпи и резервов разрешает отсыпать грунт в тело насыпи двумя проходками. Для отсыпания более широких насыпей используют три-четыре машины, причем срезание грунта выполняют автогрейдером тяжелого типа. В зависимости от направления движения автогрейдера срезание грунта осуществляют правым или левым краем ножа. При этом отвал на автогрейдере устанавливают с максимальным углом срезки, равным 40°...45°, и углом наклона 13°. Отвалы автогрейдеров, занятых только перемещением грунта, устанавливают с углом наклона на 30...50° и углом срезания 45...50°

Автогрейдеры осуществляют возведение насыпи послойно: после отсыпания первого пласта грунта таким же образом отсыпают и следующие пласты, постепенно наращивая высоту насыпи. Наиболее эффективно автогрейдеры работают при возведении насыпей высотой до 0,5...0,6 м, тем не менее их можно использовать также и для возведения насыпей до 1 м.

Если проектом производства работ не предполагается послойное уплотнение грунта в насыпи, то валики грунта укладывают вплотную друг к другу. Если же возведение осуществляется с послойным уплотнением грунта, то валики укладывают вразброс со следующим их заравниванием, начиная от бровки к оси насыпи. Первый валик перемещают через второй, третий - через два предыдущих. При этом осуществляется частичное разравнивание каждого валика. Толщина отсыпанного пласта достигает 20...30 см. Отсыпание второго пласта осуществляют укладыванием валиков грунта на некотором расстоянии друг от друга, ведущих от оси насыпи к бровкам. Несколько последних валиков укладывают вплотную к прежде положенных. После разравнивания и уплотнения валиков грунта второго пласта общая высота насыпи достигает 0,6...0,75 м.

Разравнивание грунта в насыпи осуществляется продольными круговыми проходками автогрейдеров. Для этого насыпь разделяют на участки. Разравнивание грунта на каждом участке ведут от бровок к середине насыпи. При этом каждая следующая проходка перекрывает предыдущую на 0,3 м. Для разравнивания грунта в насыпи отвалы автогрейдеров устанавливают с углом увлечения 60... 90° и углом резания до 50°. Для увеличения ширины проходок на отвалы автогрейдеров устанавливают удлинители.

Соответственно техническим требованиям дно резерва, земляной холст, укосы насыпи и резервов должны быть спланированы и иметь поперечный и продольный уклон.

Зачистка и планирование откосов земляной насыпи и резерва делают в такой технологической последовательности: после окончания разработки грунта в резерве и отсыпания насыпи автогрейдеры выполняют срезание откосов и предыдущее их планирование. Окончательная зачистка откосов резерва или насыпи к проектному профилю осуществляют автогрейдером, отвал которого оборудован откосопланировщиком.

Автогрейдер перемещается продольными проходками параллельно оси насыпи или резерва. На планировочных роботах угол увлечения отвала грейдера может равняться 60...65°, а угол разработки 35°. Снятый в процессе планирования грунт разравнивают по дну резерва.

Если укосы насыпи имеют стремительность 1:3 и больше, планирование их выполняют за две-три проходки. Первой планируют верхнюю часть откоса. При этом автогрейдер перемещается вдоль бровки насыпи. Потом автогрейдер проходкой в противоположном направлении планирует нижнюю часть откоса. Расстояние между осями проходок выбирают с таким расчетом, чтобы следующая проходка перекрывала предыдущую на 20...30 см.

Контроль качества возведения насыпей может включать:

предыдущее обследование грунтов, предназначенных для отсыпания насыпей;

текущее наблюдение за соблюдением технологии отсыпания и качеством уплотнения грунтов в насыпях.

Общее число проб грунта, отбираемых в карьерах, выемках и резервах, а также в отсыпанных дорожных насыпях, может обеспечивать полноту контроля и устанавливается из расчета не меньше одной пробы на каждые 300 м с разрабатываемого или положенного в насыпь грунта. По отобранным пробам определяется вид грунта, его влажность и плотность.

При возведении насыпей, выполненных с послойным уплотнением грунта, осуществляется операционный контроль за соблюдением технологии работ (проектной плотностью, толщиной каждого отсыпанного и уплотненного пласта, количеством проходов или скоростью перемещения грунтоуплотняющих средств, размером перекрытия следа и т.п.), предусмотренной в проекте организации строительства или в проекте производства работ (табл. 3.1).

Критерием, определяющим качество выполненных земляных работ по возведению насыпей из однородного материала является достижение проектной плотности уложенного грунта, выражаемый объемным весом скелета грунта.

Приему с заключением актов обзора скрытых работ подлежат:

основания насыпей дренажных сооружений;

замена грунтов в основаниях насыпей и выемок;

мероприятия по обеспечению стойкости оснований насыпей (заглушение источников, борьба с многочисленными и высокими грунтовыми водами, карстовыми явлениями и т.п.);

основания под фундаменты в котлованах и трубопроводы в траншеях;

нарезка уступов и засыпание кюветов;

планирование поверхности нижнего пласта насыпи, отсыпанного из глинистого грунта, в случае возведения верхней части насыпи из грунта, который дренирует;

подготовка карьеров к разработке грунта.

Табл.3.1

Контроль качества работ при сведении насыпей

Возведение подземных сооружений

Дата добавления: 2014-05-28; просмотров: 2639; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!