Обзор и анализ состояния проблемы (1194506), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Ежегодноеповторение таких циклов приводит к выпучиванию любых включений издеятельного слоя вечномерзлого грунта на поверхность. Выпучивание особоопасно для малонагруженных свайных опор трубопроводов и других линейныхсооружений.Завалуненные грунты характеризуются значительной неоднородностьюсостава и повышенной трудностью разработки, так как песчаные и глинистыефракции выполняют роль заполнителя в крупнообломочном материале. Для такихгрунтов разрабатывают региональные производственные классификации потрудности разработки.
Так, завалуненные грунты разделены на семь категорий,причем крупные валуны, содержащиеся в грунтах VI—VII категорий, подлежатпредварительному дроблению.1.2 Характеристика грунтов Дальнего ВостокаГрунты южных районов Дальнего Востока представляют собой четвертичныеотложения, покрывающие глинистые и песчаные третичные отложения, которые всвою очередь расположены на коренных осадочных или изверженных породах.ЛистДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись Дата13Основные строительные работы в районах Дальнего Востока в настоящее времяведутся вдоль существующей сети железнодорожных и автомобильных дорог, атак же в поймах рек и долин.
Геология долин представлена в основномпесчаными грунтами и частично глинистыми грунтами.Геология верхних слоев вдоль трассы Чита—Советская Гавань представленаследующим образом: на участке от города Чита до станции Куэнга залегаютсупеси и суглинки с влажностью в пределах 15...20 %; от станции Куэнга достанции Талдан грунты щебнистые, дресвяные; частично встречаются супеси исуглинки с влажностью 20 %; на протяжении от станции Талдан до станцииАрхара преобладают супеси и суглинки с примесью дресвы и гравия свлажностью 18...26 %; грунты на участке от станции Архара до Хабаровскасложены пылеватыми суглинками; встречаются галечники и пески; влажностьгрунтов 12...26 %; на севере Хабаровска, на участке Волочаевка — Комсомольск— на Амуре залегают мелкозернистые пески с большими примесями гравия игальки, прикрытые сверху 0.4...0.5 метровым слоем торфа; от Комсомольска доСоветской Гавани грунты представлены рыхлыми коренными породами в видесупеси со щебнем; речные долины и трассы этого района сложены гравийногалечными грунтами мощностью 1...8 м; в районах городов Амурска иСолнечного залегают песчаные исупесчаные грунты, а так же суглинки свключением гравия и гальки.Как видно из приведенных выше данных при строительстве и ремонтныхработах, связанных с грунтом, приходится иметь дело с грунтами, которые посвоим физико-механическим свойствам можно разделить на две группы:песчаные и глинистые.
Наибольшая глубина промерзания грунта, за исключениемрайонов с вечно—мерзлым грунтом, составляет 292 см на оголенной поверхностии 235 см под снегом. Наибольшая глубина промерзания наблюдается в мартемесяце, причем грунт имеет наименьшую температуру от поверхности доглубины 0.6 м. С увеличением глубины грунта температура падает и на отметке1.5 м составляет температуру -1...-2 оС. При этой температуре прочность мерзлогогрунта значительно снижается и близка к прочности талого грунта. При этомЛистДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись Дата14максимальное сопротивляемость грунта сжатию ( сж =20кН/ см2 для глинывлажностью =19 %).89101112123456Месяцы года00,20,40,60,81,01,21,41,61,8h,мРисунок 1.4 График промерзания грунта (г.Хабаровск)0-5-100tCМарт0,20,40,60,60,80,81,01,01,21,21,41,41,61,61,81,8-10tCАпрель0,20,4h,м-5h,мРисунок 1.5 Зависимость температуры от глубины промерзания(г.Хабаровск)В таблице 1.1 представлена глубина промерзания грунта в некоторыхпунктах Забайкальской и Дальневосточной железной дороги.ЛистДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись Дата15Таблица 1.1 Глубина промерзания грунтаПунктыПериод сосреднесуточнойтемпературой ниженуля градусовЧисло дней со Глубина промерзаниясреднесуточнойтемпературойниже нуляпод снегом оголеннаяградусовповерхность185ВечнаяВечнаямерзлота мерзлота195ВечнаяВечнаямерзлота мерзлота195ВечнаяВечнаямерзлота мерзлота188ВечнаяВечнаямерзлота мерзлота188242Вечнаямерзлота183235Вечнаямерзлота171218275Начало14.Xконец5.IУМогоча8.X20.IУСковородиноМагдагачи8.X20.IУ11.X16.IУШимановск13.X14.IУБелогорск16.X12.IУБиробиджан24.X8.IУХабаровск27.X17.IУ162192268Комсомольск24.X12.IУ170217292СоветскаяГавань1.X14.IУ164127187ЧитаЛистДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись Дата162 Методы разработки мерзлых грунтов2.1 Общие сведенья о технологии земляных и буровых работ в мерзлыхгрунтахОбъемземляныхработприразработкекотлованов,планировочных, работ составляет 34...35 % общеготраншейиобъема земляных работ,отсыпка земляного полотна — 40...41 %, вскрышные работы — 24...26 %. Работыпо проходке скважин в вечномерзлых грунтах выполняют главным образомударным способом (по данным 1980г. бурение скважин этим способом составило83 %), реже с помощью шнековых буровых машин и трубчатых буров. Основнымтипом фундаментов сооружений, возводимых на территории вечномерзлыхгрунтов, является свайный, а наиболее распространенным способом погружениясвай является буроопускной (по данным 1980 г. погружение свай этим способомсоставило 74 %). Земляные и буровые работы в вечномерзлых грунтах наиболее'продолжительная и трудоемкая часть строительного производства. Например,устройство скважин под сваи, устанавливаемые буроопускным способом пристроительстве девятиэтажного четырех-подъездного жилого дома, занимает отдвух месяцев до полугода.
Разработка вечномерзлого грунта гусеничнымрыхлителем тягового усилия 250 кН и перемещение грунта в отвал бульдозеромпри устройстве котлована такого дома занимает 1-2 месяца. Нередко разработкавечномерзлого грунта невозможна без применения мощных рыхлителей,предварительного буровзрывного рыхления или оттаивания.Существуют следующие способы разрушения грунтов: механический сотделением грунта от массива рабочим органом под действием статических,динамических или вибрационных нагрузок; гидравлический, использующийэнергию жидкости; взрывной - разрушающий грунт давлением газов, выделенныхприсгораниивзрывчатыхвеществ;физический-разрушающийилиуменьшающий прочность грунта с помощью воздействия теплоты, ультразвука,токов высокой частоты и т.д.; химический, при котором для отделения грунта отЛистДП 23.05.01 00 00 02 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись Дата17массива его переводят в жидкое или газообразное состояние. Наиболеераспространен механический способ разрушения вечномерзлых грунтов. Режеприменяют комбинированные способы (термомеханический, газодинамический ит.д.), обеспечивающие разработку вечномерзлых грунтов в предварительноотепленном состоянии для уменьшения их прочностных свойств. Технологияземляных работ состоит из следующих процессов: отделения, измельчения,перемещения, переработки (сортирования), укладки (обработки) и смешениягрунтов. Существуют классификации систем рабочий орган грунт по характерупреобладающих процессов, по природе разрушающих напряжений, а также повиду передаваемой на грунт энергии: механическая, термическая, химическая,электромагнитная, гравитационная, атомная, биологическая и комбинированныевиды. Согласно СниП 11-18 — 76 существует два принципа использованиявечномерзлых грунтов в качестве оснований любых сооружений: I принцип —сохранение вечномерзлого состояния грунта в основании сооружения в течениевсего срока его строительства и эксплуатации; II принцип — оттаивание грунтапри строительстве и эксплуатации сооружений.
Относительно процессовразработки вечномерзлых грунтов следует заметить, что вечномерзлый грунтобладает свойством разупрочнения в процессе зимнего охлаждения вследствиеморозного иссушения и последующего морозобойного растрескивания. Отсюдаследует принципиальная возможность разработки вечномерзлого грунта с егопредварительным охлаждением.
С учетом этого установлены три принципаразработки грунта для строительства: I принцип — разработка предварительноотепленного грунта; II принцип — разработка грунта естественного состояния;III принцип — разработка предварительно охлажденного грунта.Принцип I объединяет способы разработки предварительно отепленногогрунта. Отепление грунта осуществляют путем подвода к массиву термической,радиационной (солнечная радиация), химической, электрической и других видовэнергии. К комбинированным методам воздействия на грунт, включающимиспользование двух и более видов энергии, следует отнести термомеханический,ЛистДП 23.05.01 00 00 02 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись Дата18механоэлектрический, механохимический (бурение скважин и последующееразрушение с помощью взрывчатых веществ) и др.Принцип II, наиболее распространенный, включает способы разработкигрунтов, при которых не происходит существенного изменения их физикомеханических свойств. При этом осуществляют отделение грунта от массива и егообработку диспергированием (измельчения), перемещения и обработки дляукладки.Принцип III включает разработку предварительно охлажденного грунта, чтоприводит к его разупрочнению в результате образования сети трещин. Работы поэтому принципу находятся в стадии опытного освоения.2.2 Способы разработки мерзлых грунтов естественного состоянияСуществует два способа разработки вечномерзлых грунтов:- буровзрывной способ;- механический способ;2.2.1 Буровзрывной способОдним из способов подготовки вечномерзлого грунта к выемке с помощьюбульдозера и экскаваторов является его предварительное рыхление за счетэнергии взрывчатых веществ (ВВ).
Буровзрывное разрушение вечномерзлыхгрунтов реализует энергию расширяющихся газов, выделяемых при сгораниивзрывчатых веществ, уложенных в предварительно устроенные шнуры, скважиныилищели.Основнаячастьмассивавечномерзлогогрунта разрушаетсявзрывчатым веществом, а бурение предназначено для его укладки в грунт.Технология буровзрывных работ заключается в устройстве в вечномерзломгрунте сети шнуров, скважин или щелей, укладке в них зарядов ВВ, заполнениипустот забоечным материалом и монтаже взрывной сети. Далее осуществляютпроцесс взрывания.
Разрушение вечномерзлого грунта осуществляется ударнойЛистДП 23.05.01 00 00 02 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись Дата19(импульсной) волной. Дополнительное разрушение происходит вследствиепоршневого действия продуктов детонации. Назначение забоечного материала,укладываемого сверху взрывчатого вещества, создать замкнутый объем дляпродуктов детонации, что на 10 ... 21 % увеличивает объем взорванного грунта.Забойки бывают твердые (из песка и щебня) и жидкие в виде емкости с водой.Недостатками взрывного способа рыхления вечномерзлого грунта являютсяналичие опасной зоны ударной волны и разлета кусков, ограниченныевозможности управления взрывом и низкий КПД.2.2.2 Механический способВ настоящее время более 70 % мерзлых грунтов разрабатываетсямеханическим способом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
