Способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах Советский патент 1980 года по МПК E02B7/06 

(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

I

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано, например, при возведении насыпей автодорог, дамб, плотин, экранов из связных грунтов при отрицательных температурах воздуха в районах распространения мерзлоты и мерзлых грунтов.

Известен способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, включающий оттаивание основания перед укладкой слоев грунта путем электропрогрева или резания мерзлого грунта до талых. На подготовленное основание укладывают текучие грунты в распор с переходными зонами плотийы так, чтобы отметки верха переходных зон превышали уровень уложенного грунта на высоту укладываемых слоев, т.е. на 0,5-0,7 м. Разгрузку текучего грунта осуществляют с бровки переходной зоны, затем перемещают бульдозерами к середине карты, производят планировку, после чего поверхность грунта обрабатывают раствором хлоридов и уплотняют трактораМИ - болотоходами со специальными гусеницами. После этого поверхность укладываемого грунта прогревают, например, с помощью реактивного двигателя 1.

Недостатком указанного способа является переувлажнение отсыпаемых грунтов при внесении .хлоридов в виде жидкого раствора, резкое увеличение интенсивности охлаждения и льдообразования в грунтах еще до начала уплотнения, что в целом затрудняет уплотнение грунтов и снижает их прочностные характеристики. Используемые при зимней отсыпке трудоемкие операции прогрева и заполнения не обеспечивают надежной теплоизоляции укладываемых слоев и сохранения их в талом состоянии. В сооруже10нии образуются зоны талых, недоуплотненных и неравномерно промороженных грунтов, которые при оттаивании приводят к осадкам и деформациям насыпи.

Известен также способ возведения ляных сооружений при отрицательных температурах, включающий обработку его основания, и последующее внесение в него хлоридных солей, послойную укладку грунта, обработку хлоридными солями и уплотнение их 2.

20

Недостатком данного способа является сравнительно, низкая производительность труда и высокая стоимость строительства земляных сооружений. Цель изобретения - повышение производите тьности труда и снижение стоимости строительства. Цель достигается тем, что промороженное основание земляного сооружения рыхлят и вносят разрыхленный грунт хлоридные соли, затем укладывают на него слой талого грунта текучей консистенции, поверх последнего отсыпают слой мерзлого грунта в виде комьев с влажностью меньшей, чем у талого грунта, уплотняют указанные слои, рассеивают на их поверхности хлоридные соли, после чего выдерживают указанные слои до равномерного промораживания по всей высоте, затем цикл работ повторяется, причем хлоридные соли берут в количестве 0,5-1,5 от веса талого грунта, а соотношение ТОЛШ.ИН слоев талого и мерзлого грунта соответственно равно 2,5:1-3:1. Способ состоит в том, что сначала подготавливают основание путем рыхления мерзлого грунта, затем на подготовленное основание рассыпают хлоридные соли, например сагалитовую соль, содержащую,% NaCI 96, KCI 2, СйЗО l,MgCU 1, в виде твердой фазы в количестве 0,5-1,5% от веса талого грунта.. Это нужно для того, чтобы протекаюш,ие при засолении грунта физико-химические процессы понижали температуру замерзания порового раствора и предохраняли бы грунты от смерзания в процессе отсыпки каждого слоя. После отсыпки хлоридных солей на последние укладывают слойталых связных грунтов текучей консистенции, в качестве которых используют, например, делювиальные суглинки. Благодаря сцеплению с неровностями разрыхленных грунтов основания, текучие связные грунты не будут растекаться в стороны от насыпи. При этом приконтактная засоленная зона способствует упрочнению грунтов после отсыпки в процессе их консолидации, препятствует образованию трещин, пучин и других деформаций грунтов насыпи при не оттаивании. Содержание твердой соди от 0,5 до 1,57о в приконтактной зоне зависит от влажности талого грунта, т.е. чем ниже влажность талого грунта, тем меньше расход соли. Избыточное содержание легкорастворимых солей на контакте слоев грунта, например, в количестве 5 % от веса талого грунта может привести впоследствии к растворению солей фильтрационным потоком вод, фильтрующихся через плотину из водохранилищ, а затем к уменьшению прочности контактов слоев и потере устойчивости плотины. Поверх слоя талых связных грунтов отсыпают слой мерзлых грунтов в виде комьев с влажностью меньшей, чем у талых грунтов с соотношением толщины обоих слоев соответственно 2,5:1-3:1. Внесение хлоридных солей в виде твердой фазы резко замедляет процессы охлаждения и смерзания талых грунтов без дополнительного увеличения их влажности, что позволяет в дальнеишем легко осуществить смешение мерзлых и талых грунтов и уплотнение их до требуемой степени плотности. Эту операцию при указанных выше соотношениях талых и мерзлых грунтов осуществляют с помощью виброкатка, под действием которого мерзлые грунты начинают дробиться, перемешиваться с талым текучепластичным грунтом и уплотняться. Большое содержание мерзлых комьев затрудняет равномерное перемешивание талых и мерзлых грунтов. Это может привести к недоуплотнению слоев смеси и образованию локальных зон, состоящих целиком из мерзлых комьев с крупными порами и каналами, которые не заполнены талым грунтом и могут стать очагами повышенной фильтрации вод через тело плотины. Использование мерзлых грунтов в виде комьев массивной однородной текстуры с влажностью, близкой к оптимальной, а также операции дробления, смешения их с талым грунтом и равномерно промороженными комьями подстилаюшего разрыхленного слоя обеспечивает создание жестких контактов между мерзлыми комьями, способствует формированию прочной структуры грунта, а после оттаивания насыпи перераспределению влаги внутри слоев глинистой смеси за счет снижения влажности первоначально текучих грунтов. При этом смесь приобретает мягкопластичную и тугопластичную консистен-цию, более прочную структуру, не способную к остаточным деформациям и более высокие прочностные характеристики. После получения смеси в результате виброуплотнения на поверхности насыпи вновь рассеивают хлоридные соли в количестве 0,5-1,57о от веса талого грунта и выдерживают насыпь до равномерного ее промораживания по всей высоте. В результате равномерного промораживания смеси переувлажненных грунтов с мерзлыми комьями образовывается криогенная текстура с тонкими ледяными Прослойками и плотными минеральными агрегатами. После отсыпки насыпи и ее равномерного промораживания по всей высоте операции отсыпки, уплотнения и выдерживания последовательно повторяют до тех пор, пока не будет достигнута проектная отметка земляного сооружения. Формула изобретения Способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, включающий обработку его основания и последующее внесение в него хлоридных солей, послойную укладку грунта, обработку хлоридными солями и уплотнение их, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда и снижения стоимости строительства, промороженное основание земляного сооружения рыхлят и вносят в разрыхленный грунт хлоридные соли, затем укладывают на него слой талого грунта текучей консистенции, поверх последнего отсыпают слой мерзлого грунта в виде комьев с влажностью меньшей, чем у талого грунта, уплотняют указанные слои, рассеивают на их поверхности хлоридные соли, после чего выдерживают указанные слои до равномерного промораживания по всей высоте, затем цикл работ повторяется, причем хлоридные соли берут в количестве 0,5-1,5% от веса талого грунта, а соотношение толщин слоев талого и мерзлого грунта соответственно равно 2,5:1-3:1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Жиленас С. В, и др. Зимняя укладка моренного грунта в плотину Усть-Хантайского гидроузла, «Гидротехническое строительство, 1973, № 3, с. 23-26.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 227178, кл. Е 02 В 7/06, 1965 (прототип).