Способ возведения насыпи на слабом основании Советский патент 1991 года по МПК E02D17/18 

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано при строительстве насыпей на болотах всех типов, строительстве дорог, площадок бурения, гидротехнических дамб, плотин и отвалов горных пород.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной устойчивости, сокращение трудозатрат и материальных ресурсов.

На фиг. I схематически изображена насыпь, поперечное сечение; на фиг. 2 - возведение насыпи на основании первого типа; на фиг. 3 - возведение насыпи

на основании второго типа двумя слоями; на фиг. 4 - окончательный поперечный профиль насыпи на основании третьего типа. На фиг. 1-4 обозначено: 1 - оболочка арочного сечения; 2 - уплотненная часть основания; 3 - боковые части насыпи; 4 - предварительно консолидирую щий слой насыпи; 5 - окончательный слой средней части насыпи; 6 - сжатая часть основания; 7 - основание в естественном состоянии; 8 - несущий грунт; 9 - дополнительные пригрузы; 10 - откосные части; 11 - окончательная поверхность; 12 -

верхний слои основания в естественном состоянии; 3 - криволинейные подошвы боковых частей насыпи; 14 - дополнительно уплотненные части основания.

Способ осуществляют следующим образом.

При строительстве насыпей на болотах первого типа сначала отсыпают боковые части 3 насыпи с поперечным сечением в виде трапеции и с шириной подошвы одной четвертой-пятой части от ширины подошвы всей насыпи. Боковым частям 3 дается дополнительный пригруз 9 сверх расчетной поверхности насыпи 11 (за счет уменьшения уклона и ширины откосных частей 10) в пределах 0,6-1,2 м для ускорения консолидации основания до предельного состояния и образования уплотненных частей основания 2. Вследствие деформации основания 2 подошва боковых частей 3 принимает криволинейную форму 13. После предварительной консолидации основания 2 (после достижения одной третьей части от конечных осадок насыпи) под боковые части

3отсыпается первый слой средней части 4, толщина которого определена в функции от боковых частей и основания таким образом/ что скорость консолидации основания под средней частью насыпи 1,6 не превышает половины от предельного состояния, этим обеспечивается основанию под средней частью насыпи 1,6 набор прочности, обусловленный тем, что прочность слабого грунта (торфа) зависит от скорости увеличения нагрузок на него. Вследствие разных весовых нагрузок боковых частей насыпи с пригрузом 9 и среднего слоя 4 насыпи образуется уплотнение и деформация основания таким образом, что в средней части основания образуется оболочка 1 из верхнего слоя основания 12. Основание под оболочкой находится в сжатом состоянии, принимает частично нагрузки от насыпи и передает их на несущий грунт 8. После стабилизации скорости протекания осадок до 7 см в месяц отсыпается средняя часть насыпи 5 до окончательной расчетной поверхности 11. После достижения двух третей части от конечных осадок насыпи прекращается консолидация основания под боковыми частями насыпи 2 с помощью наталкивания пригрузов 9 на откосы, образуя откосные части насыпи 10, вследствие чего происходит уплотнение основания под ними (14), этим увеличивается прочность и уменьшается деформативность основания под боковыми частями насыпи 2. При уменьшении скорости протекания осадок в средней части насыпи менее 7 см в месяц (после нагружения слабой толщи слоями насыпи

4и 5) строится покрытие насыпи и нагружается эксплуатационными нагрузками (насыпь вводится в эксплуатацию по первой стадии) После стабилизации протекания осадок талой насыпи менее 1,5 см в месяц снимается покрытие (сборное из ж/б плит) и производится уплотнение насыпи, после чего дается насыпи окончательный поперечный профиль, строится дорожная ,- одежда и вводится окончательно в эксплуатацию (довод, вторая стадия). Максимальные эксплуатационные нагрузки, которые образуются в средней части насыпи, принимаются оболочкой 1 и передаются на уплотненные части основания 2 и частично на

среднюю часть основания 6 в функции от прочности уплотненных частей основания 2 и 6. Максимальное предельно напряженное состояние грунта образуется в уплотненных частях основания 2, а при болоте третьего

5 типа происходит выдавливание слабого основания под боковые части 3 насыпи (при известных способах устройства насыпи из-под всей подошвы насыпи). За счет работы оболочки 2 в средней части основания 6 при болоте третьего типа торф

0 не выдавливается, а консолидирует и остается под насыпью в качестве основания. При болоте второго типа боковые части 3 насыпи отсыпаются двумя слоями, чтобы дать возможность набору прочности осно(- ванию под ними (но все-таки с предельной скоростью консолидации слабой толщи, только нагрузка от веса грунта меньше). Во второй слой боковых частей 3 отсыпается только после стабилизации протекания осадок первого слоя менее 7 см в мео сяц. После предварительной консолидации основания 2 (после достижения одной третьей части от конечных осадок насыпи) под боковыми частями 3 отсыпается первый слой средней части и технология возведения насыпи становится аналогичной как при

5 болоте первого типа. При отсыпке первых слоев боковых частей сохраняется естественное состояние основания (снеговой покров и растительный слой не удаляются), чтобы не промораживать основание. Для разрушения верхнего промерзованного слоя слабого основания с помощью веса планирующего бульдозера дается дополнительная нагрузка на краях подошвы боковых частей насыпи, этим обеспечивается начало консолидации основания сразу после отсып5 ки слоя грунта. При этом движение транспорта на боковых частях 3 открывается сразу после отсыпки первого слоя грунта, чем создается дополнительная динамическая нагрузка для консолидации слабой толщи под подошвы насыпи с максимальной (пре0 дельной) скоростью.

При выполнении насыпи по предлагаемому способу образуется в основании оболочка из уплотненного верхнего слоя слабого грунта и создаются возможности рас- 5 пределить максимальные нагрузки в средней части насыпи на более большой площади уплотненного грунта, вследствие чего общая осадка насыпи уменьшается и устойчивость

насыпи увеличивается, а также увеличивается несущая способность насыпи. Это обстоятельство позволяет уменьшить общий объем насыпи без ухудшения эксплуатационных качеств насыпи. Так как средняя часть основания окружена более прочным грунтом, возможно использовать в качестве основания насыпи торфа третьего типа, потому что выдавливание средней части основания невозможно. В связи с тем что отсыпанные части насыпи нагружают слабое основание ровным давлением, увеличение осадки и прочности основания происходит в зависимости от прочности грунта естественного состояния. Это обстоятельство обеспечивает ровность и устойчивость насыпи при изменении прочности слабого основания не только в поперечном, но и в продольном направлении. Значит, окончательный прием слабым основанием нагрузок будет равномерным, а это повышает качество и долговечность насыпи. Технология устройства насыпи позволяет использовать транспортные средства и землеройную технику обычного исполнения с максимальной производительностью и дает возможность открывать движение транспорту сразу же после отсыпки первого слоя боковых частей насыпи на слабом основании. В связи с тем, что транспорт по перевозке грунта и землеройная техника работают на отсыпаемом грунте в пределах подошвы насыпи, ширина занимаемых земель уменьшается до минимума (до ширины подошвы насыпи, определяемой требованиями необходимой прочности и деформативности насыпи), а у прототипа и известных способов ширина полосы занимаемых земель необходима, значительно больше. Выполнение работ по способу устройства насыпи на слабом основании возможно при любых погодных условиях и

круглогодично. В связи с уменьшением осадок насыпи и консолидации слабой толщи, обусловленной работой оболочки, под оболочкой остается возможность движения грунто- вых вод сравнительно с известными решениями, при которых, в связи со значительной осадкой насыпи, движение грунтовых вод прекращается и необходимо устраивать боковые кюветы и водопропускные сооружения.

Формула изобретения

. Способ возведения насыпи на слабом основании, включающий послойную отсыпку

опорных частей насыпи, имеющих в поперечном сечении форму трапеции с криволинейной подошвой, и формирование из верхнего слоя слабого основания между опорными частями выпуклой поверхности арочного типа, принимающей и передающей нагрузки от насыпи на уплотненные части слабого основания, которые принимают чашко- образную форму и послойную отсыпку грунта между опорными частями, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной устойчивости, опорные части насыпи отсыпают с пригрузом со скоростью, равной скорости консолидации слабого основания в его предельном состоянии, а послойную отсыпку грунта ведут после усадки на 1/3 высоты указанных опорных

частей, причем первый слой отсыпают со скоростью не больше половины скорости консолидации слабого основания в его предельном состоянии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после отсыпки первого слоя между опорными насыпями на них создают дополнительную динамическую нагрузку для консолидации слабой толщи.

12 10 3 9 11 5 4 3 9 10

Изобретение относится к горному делу и строительству и предназначено для строительства насыпей на болотах всех типов, дорог, площадок бурения, гидротехнических дамб, плотин и отвалов горных пород. Цель - повышение эксплуатационной устойчивости, сокращение трудозатрат и материальных ресурсов. Для этого сначала послойно отсыпают опорные части насыпи, имеющие в поперечном сечении форму трапеции с криволинейной подошвой. Боковым частям насыпи дают дополнительный пригруз и отсыпку ведут со скоростью, равной скорости консолидации слабого основания в его предельном состоянии. Из верхнего слоя слабого основания между опорными частями формируют выпуклую поверхность арочного типа, которая принимает и передает нагрузки от насыпи на уплотненные части слабого основания. Уплотненные части принимают чашкообразную форму. После усадки опорных частей на 1/3 высоты ведут послойную отсыпку грунта между опорными частями. Причем первый слой отсыпают со скоростью не больше половины скорости консолидации слабого основания в его предельном состоянии. После отсыпки первого слоя между опорными насыпями на них создают дополнительную динамическую нагрузку для консолидации слабой толщи. При выполнении насыпи данным способом в основании образуется оболочка из уплотненного верхнего слоя слабого грунта. При этом создаются возможности распределить максимальные нагрузки в средней части насыпи на большей площади уп- лотнительного грунта. В результате общая осадка насыпи уменьшается и увеличивается ее устойчивость и несущая способность 1 з. п. ф-лы, 4 ил. SS (Л сь со

- л . -. Л -

7 14

1Э

ЯРИГ 1

J7

4№м

. I ///

v . . - А . -

- .- : «Л- . о

1 8 2 13

том

1,1м

9 скв. 12

-Л

12

Фиг. 2

2,0м

ЛОм

д 11 с кв.13 5 сквм

i / /

3 /V-

П

7

73

10,0м

2,0м

12

/«