Замена слабого грунта в основании насыпи

12.12. Выторфовывание на болотах I типа выполняется одноковшовым экскаватором-драглайном сразу на полную глубину залегания слабого слоя.

На илистых болотах применяют обратную лопату. Крупные пни извлекают грейфером. Удаленный торф укладывают в кавальеры или грузят в автомобили-самосвалы для вывозки в отведенный отвал. В зимних условиях, а также на осушенных болотах возможно разравнивание боковых кавальеров бульдозером. В зависимости от ширины и глубины выторфовывания и от рабочих параметров экскаватора болотный газ удаляют по одной из следующих схем: «на себя», одной или двумя продольными захватками; поперечными траншеями; «от себя», с работой экскаватора с насыпи.

12.13. При организации работ по первой схеме экскаватор, двигаясь вдоль оси траншеи, разрабатывает ее на полный профиль - "на себя" и укладывает грунт в два отвала по обе стороны траншеи либо наполовину сечения с укладкой торфа в один отвал (рис. 12.2).

Схема обеспечивает наибольшую производительность разработки благодаря небольшим углам поворота стрелы экскаватора.

Эта схема применяется в случаях отсутствия вдоль насыпи водоотводных канав.

При наличии водоотводных канав экскаватор движется вдоль бровки разрабатывая траншею на полный профиль или до оси с поворотом стрелы на 180° и укладкой грунта в один отвал. По этой схеме одновременно с разработкой траншеи возможно устройство водоотводной канавы.

Обе схемы позволяют разрабатывать траншеи до 12 м (по верхнему сечению) при использовании драглайна c длиной стрелы не менее 13 м (экскаватор типа Э-652).

12.14. Широкие траншеи глубиной более 4 м разрабатывают поперечными проходками. Размер захватки в этом случае равен половине ширины траншеи. Данная схема более целесообразна при вывозке вынутого торфа автотранспортом.

Рис. 12.2. Схема выторфовывания "на себя" с перемещением экскаватора по щитам:

1 - экскаватор Э-652; 2 - подвозка грунта автомобилями-самосвалами; 3 - послойное распределение грунта бульдозером; I - разравнивание торфа, вынутого из траншеи, бульдозером на уширенных гусеницах

Рис. 12.3. Схема вытофовывания поперечными проходами с перемещением экскаватора на насыпи:

1 - разработка торфа экскаваторами; 2 - подвоз грунта автомобилями-самосвалами; 3 - заполнение траншеи бульдозером; I-IV - порядок разработки захваток

12.15. При замене слабых грунтов в основании насыпи устройство траншеи "в задел", как правило, не допускается. Выторфовывание не должно опережать отсыпку нижней части насыпи более чем на одну-две сменные захватки.

12.16. На болотах с низкой несущей способностью, а также при устройстве широких и глубоких траншей с большим объемом выторфовывания, сооружение земляного полотна ведется «от себя».

Экскаватор перемещается по отсыпаемой насыпи (рис. 12.3). Торф можно транспортировать в специальные отвалы автомобилями-самосвалами, занятыми на возведение насыпи. Сооружение, насыпи ведется путем надвижки бульдозером в открытую поперечную траншею.

12.17. Траншеи глубиной до 1 м на осушенных болотах I типа с подстилающим слоем из плотных грунтов при ширине основания насыпи 12 м и более целесообразно разрабатывать бульдозером. Уклон откосов траншей не должен превышать 1:3,5.

Технологический процесс включает разработку траншеи и перемещение торфа в кавальер и разравнивание его слоем толщиной до 0,5 м. Для производства работ следует применять бульдозеры на уширенных гусеницах, оборудованные отвалами с открылками.

Выторфовывание ведется поперечными проходками от одной бровки до другой; торф перемещается за пределы водоотводных канав, которые устраивают сразу после выторфовывания.

12.18. Методом гидромеханизации производят разрыхление торфа в основании при возведении насыпи на болотах I и II типа по методу посадки их на минеральное дно. Гидравлическими методами возможно устраивать торфоприемники, разрушать сплавину на болотах III типа.

Применение методов гидромеханизации возможно при обеспечении напора на насадке гидромонитора не менее 0,4 МПа (4 атм.), наличие достаточного количества воды и условии для сброса пульпы за полосу отвода. Максимальная длина водоотвода восстанавливается с учетом потерь напора в водоотводе и преодоления разности высот.

Если траншея удалена от источника воды более чем на максимально допустимое расстояние, следует применять последовательное включение насосных установок с обязательным технико-экономическими обоснованиями целесообразности такого варианта организации работ.

Торф в траншее размывают попутным или встречным забоем (рис. 12.4). Каждая из технологических схем может быть осуществлена в двух вариантах:

I - трубопровод монтируется на всю длину траншеи, гидромонитор перемещается в сторону насосной установки с разборкой трубопровода;

II - трубопровод монтируется в непосредственной близости к насосной установке, гидромонитор перемещается от насосной установки с наращиванием трубопровода.

Второй вариант рекомендуется применять в случае необходимости использования оборотной воды.

12.19. Подготовка основания взрывным способом может применяться для отсыпки насыпей на болотах всех типов в следующих случаях:

устройство траншей на болотах I типа при выторфовывании до минерального дна (удаление торфа из-под насыпи: рыхление дерново-корневого покрова и устройство канав-торфоприемников на болотах I и II типов при посадке насыпи на дно болота);

разрыхление сплавины на болотах III типа.

Наиболее эффективен взрывной способ при работах в зимнее время, на пнистых и обводненных болотах, на болотах с мощным и прочным дерново-корневым покровом.

12.20. Взывание торфяных пластов можно вести методом скважинных и непрерывных горизонтальных зарядов направленного выброса.

Направленный выброс при устройстве траншей и канав-торфоприемников осуществляется при расположении скважин в один ряд наклонно под углом 60° к горизонту или в несколько рядов с использованием короткозамедленного взрывания. Количество рядов скважинных или горизонтальных зарядов определяется в зависимости от размеров траншей и свойств торфяной залежи так, чтобы был обеспечен наиболее полный выброс торфа.

Для лучшего выброса торфа при устройстве траншей на болотах I типа скважинные заряды рекомендуется закладывать до минерального дна болота.

Скважины нужно заряжать для предотвращения их заплывания непосредственно вслед за бурением. При этом боевики следует вводить в центральную часть заряда, а детонирующий шнур пропускать через заряд до основания скважины или шурфа.

12.21. На болотах I и II типов глубиной свыше 4 м, где взрывание на выброс затруднено, для ускорения посадки на дно плавающих насыпей в процессе строительства или реконструкции дороги целесообразно применять поднасыпные взрывы (рис. 12.5).

Эффективность взрывной посадки возрастает, если до отсыпки насыпи или непосредственно перед взрывами разрыхлить верхний слой с каждой стороны насыпи на 3-5 м механическим или взрывным способом. Толщина насыпного слоя при поднасыпном взрыве удлиненными зарядами должна быть не менее удвоенной мощности находящегося под ней торфа и не менее 2 м. При ширине насыпи более 20 м рекомендуется в начале осаживать осевыми взрывами ее среднюю часть, а затем крайние. Скважины для взрывания бурят через тело насыпи самоходными буровыми установками. Проходку и зарядку скважин ведут в обсадных трубах.

Рис. 12.4. Технологическая схема размыва торфа в траншее (первый вариант):

а - попутным забоем; б - встречным забоем;
1 - водоем; 2 - трактор; 3 - насос; 4 - задвижка; 5 - напорный трубопровод; 6 - гидромонитор; 7 - ручная лебедка; 8 - прорези

Рис. 12.5. Технологические схемы взрывного выторфовывания:

а - рыхление торфа при отсыпке насыпи лобовым способом; б - посадки на дно болота насыпи шириной до 12 м; в - посадка на дно болота насыпи шириной более 12 м; I-III - последовательность выполнения работ

Полноту удаления торфа из-под насыпи выявляют бурением. Если слой торфа обнаружен по всему сечению, взрывы повторяют полностью. Если же торф остался только под откосными частями, дополнительные удлиненные заряды взрывают под откосами.

12.22. Посадка насыпи на поверхность прочного слоя, подстилающего толщу болотного грунта, под действием веса самой насыпи достигается в случае, если нагрузка превышает предел несущей способности слабого слоя. Расчет несущей способности выполняется в процессе проектирования по данным инженерно-геологических испытаний. В целях облегчения посадки насыпи применяются методы увеличения нагрузки (перегрузка), устройство траншеи торфоприемников, разрыхление отжимаемого пласта механическим, гидравлическим или взрывным способом (рис. 12.5, а).

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

12.23. 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, который заключается в короткозамедленном взрывании осевой траншеи, ее засыпке и следующем затем взрывании боковых траншей наклонными зарядами (рис. 12.5, б, в).

12.24. Дерноно-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.

Рис. 12.6. Схема посадки насыпи на дно болота методом перегрузки:

1 - временное сечение отсыпаемой насыпи; 2 - проектное сечение земляного полотна; 3 - реальное сечение земляного полотна после завершения работы;

Рис. 12.7. Схема посадки насыпи в залежи II типа с использованием токоприемников

12.25. Устройство канав-торфоприемников на болотах II типа и удаление торфа из них производится направленным взрывом наклонных зарядов.

При взрывных работах методом скважинных зарядов скважины рекомендуется бурить переносным бурильным станком.

12.26. Метод увеличения нагрузки (перегрузка) применяется на болотах II типа и случаях, когда на отдельных участках посадка насыпи на дно болота затруднена. Бульдозером надвигают дополнительные слои грунта в место прекращения погружении. При этом фронт отсыпки в плане целесообразно выполнять в виде клина («утюгом»). Наращивание насыпи в высоту ведется до ее погружения, после чего излишний объем используют для расширения или продолжения насыпи (рис. 12.6).

12.27. Устройство торфоприемников целесообразно применять на болотах, где прочные слои подстилаются более слабыми пластами торфа II типа или сапропелей. Торфоприемники выполняют механической экскавацией или взрывным способом на расстоянии 2-2,5 м (но не больше толщины прочного слоя) от контура подошвы. Ширина торфоприемника должна быть не меньше половины мощности слоя, подлежащего выдавливанию, а глубина доходить до кровли этого слоя (рис. 12.7). Устройство торфоприемников должно опережать отсыпку насыпи одну-три сменные захватки.

12.28. При засыпке траншеи выторфовывания несвязный грунт ниже уровня заполнения траншеи водой допускается не уплотнять. Вышележащие слои уплотняют общепринятыми методами. При использовании несвязных грунтов, а также в случаях, когда покрытие капитального, усовершенствованного типа устраивают в один год с сооружением земляного полотна, проектом должны быть предусмотрены индивидуальные методы глубокого уплотнения всех насыпных слоев (трамбующие плиты, гидровиброуплотнение).