Способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах
Владельцы патента RU 2750895:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства земляных сооружений преимущественно на Крайнем Севере и может быть использовано, например, при возведении земляного полотна, насыпей автодорог, дамб, плотин из связных грунтов при отрицательных температурах воздуха в районах распространения мерзлоты и мерзлых грунтов. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в ускорении уплотнения грунта и в увеличении прочности и устойчивости земляного сооружения. Для достижения технического результата предложен способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, включающий послойную укладку мерзлого грунта и его уплотнение при формировании земляного сооружения. Новым является то, что на отсыпанный мерзлый грунт (1) укладывают слой (3) щебня и дресвы, поверх укладывают смешанный с опилками каменный уголь (4), в толще которого прокладывают огнепроводный шнур (2) с выводом концов на поверхность, после чего снова укладывают слой (3) щебня и дресвы, а на него отсыпают слой мерзлого грунта (1) и повторяют цикл послойной укладки с выводом концов огнепроводного шнура (2) на поверхность с двух сторон земляного сооружения, после чего огнепроводный шнур поджигают с обеих сторон земляного сооружения и тем самым зажигают слои (4) каменного угля с опилками и осуществляют равномерный прогрев и уплотнение слоев мерзлого грунта, а слои (3) щебня и дресвы образуют при этом армирующие слои, увеличивающие прочность и устойчивость земляного сооружения. 1 ил.
Изобретение относится к области строительства земляных сооружений преимущественно на Крайнем Севере и может быть использовано, например, при возведении земляного полотна, насыпей автодорог, дамб, плотин из связных грунтов при отрицательных температурах воздуха в районах распространения мерзлоты и мерзлых грунтов.
Известен способ возведения земляных сооружений в зимнее время, осуществляемый засыпкой талого грунта (Першин М.Н., Артюхина Г.И. Возведение земляного полотна автомобильных дорог: учеб. пособие / СПбГАСУ. - СПб., 2007).
Недостатками аналога являются повышенные трудозатраты и низкая эффективность, обусловленные сложностью поддержания грунта в талом состоянии при отрицательных температурах, а также сложностью работ по укладке талого грунта в насыпь из-за подверженности его промерзанию или переувлажнению.
Известен способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, принятый в качестве прототипа, по которому рыхлят промороженное основание, вносят в разрыхленный грунт хлоридные соли, затем укладывают на него слой талого грунта текучей консистенции, поверх которого 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 (Авторское свидетельство СССР №732439, дата приоритета 22.07.1977, дата публикации 05.05.1980, авторы: Е.М. Тимофеев и др., RU, прототип).
Недостатками прототипа также являются повышенные трудозатраты и низкая эффективность, обусловленные, во-первых, трудоемкостью операций, связанных с рыхлением промороженного основания; во-вторых, подверженностью загрязнению и изменению состава грунта вследствие его химических реакций с хлоридными солями; в-третьих, продолжительностью выдерживания слоев в каждом цикле до равномерного промораживания по всей высоте.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание более эффективного способа возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, обеспечивающего сокращение времени возведения, а также повышение прочности и устойчивости земляных сооружений.
Для решения технической проблемы и достижения технического результата предложен способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, включающий послойную укладку мерзлого грунта и его уплотнение при формировании земляного сооружения. Новым является то, что на отсыпанный мерзлый грунт укладывают слой щебня и дресвы, поверх укладывают каменный уголь, смешанный с опилками, в толще которого прокладывают огнепроводный шнур с выводом концов на поверхность, после чего снова укладывают слой щебня и дресвы, а на него отсыпают слой мерзлого грунта и повторяют цикл послойной укладки с выводом концов огнепроводного шнура на поверхность с двух сторон земляного сооружения, после чего огнепроводный шнур поджигают с обеих сторон земляного сооружения и, тем самым, зажигают слои каменного угля с опилками и осуществляют равномерный прогрев и уплотнение слоев мерзлого грунта, а слои щебня и дресвы образуют при этом армирующие слои, увеличивающие прочность и устойчивость земляного сооружения.
На чертеже схематично изображено земляное сооружение в виде насыпи, возведенной для реализации заявляемого способа, где:
1 - мерзлый грунт;
2 - огнепроводный шнур;
3 - щебень и дресва;
4 - каменный уголь, смешанный с опилками.
Реализация заявленного способа возведения земляных сооружений при отрицательных температурах осуществляется следующим образом. На отсыпанный мерзлый грунт 1 укладывают слой 3 щебня и дресвы, поверх которого укладывают смешанный с опилками каменный уголь, образуя слой 4. При этом слой 3 щебня и дресвы образует поверхность для горения угля и препятствует проваливанию его в нижележащие слои. В толще слоя 4 каменного угля с опилками прокладывают огнепроводный шнур 2, концы которого выводят на поверхность. Затем снова укладывают слой 3 щебня и дресвы, чтобы не допустить перемешивания каменного угля с последующим слоем мерзлого грунта 1. После укладки нескольких слоев с выводом концов огнепроводного шнура 2 на поверхность с двух сторон земляного сооружения производят поджог огнепроводного шнура 2 с обоих концов, который зажигает слои 4 каменного угля с опилками, что, в свою очередь, вызывает равномерный прогрев всей толщи мерзлого грунта и происходит его консолидация. При этом обеспечивается ускорение уплотнения грунта, а слои щебня и дресвы становятся армирующими площадками.
Таким образом, при реализации изобретения достигается технический результат, который заключается в ускорении уплотнения грунта и в увеличении прочности и устойчивости земляного сооружения.
Способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, включающий послойную укладку мерзлого грунта и его уплотнение при формировании земляного сооружения, отличающийся тем, что на отсыпанный мерзлый грунт укладывают слой щебня и дресвы, поверх укладывают каменный уголь, смешанный с опилками, в толще которого прокладывают огнепроводный шнур с выводом концов на поверхность, после чего снова укладывают слой щебня и дресвы, а на него отсыпают слой мерзлого грунта и повторяют цикл послойной укладки с выводом концов огнепроводного шнура на поверхность с двух сторон земляного сооружения, после чего огнепроводный шнур поджигают с обеих сторон земляного сооружения и тем самым зажигают слои каменного угля с опилками и осуществляют равномерный прогрев и уплотнение слоев мерзлого грунта, а слои щебня и дресвы образуют при этом армирующие слои, увеличивающие прочность и устойчивость земляного сооружения.
