Способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах

 

Союз Советскик

Социалистическик

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.07.77 (21) 2511870/29-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 02 В 7/06

Гасударственный комитет

СССР

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.80 (53) УДК 627.824. .3 l (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Е. М. Тимофеев, 1О. П. Паринский и Б. И. Семеняк (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

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 сооружении образуются зоны талых, недоуплотненных и неравномерно промороженных грунтов, которые при оттаивании приводят к осадкам и деформациям насыпи.

Известен также 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 (2) .

Недостатком данного способа является сравнительно низкая производительность труда и высокая стоимость строительства земляных сооружений.

732439

Цель изобретения — повышение производительности труда и снижение стоимостн 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

10

0,5 — 1,5 от веса талого грунта, а соотношение толщин 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 zo сагалитовую соль, содержащую,fq . NaC196, КС1 2, CaSOq 1,МдС1 1, в виде твердой фазы в количестве 0,5 — 1,5% от веса талого грунта.. Это нужно для того, чтобы протекающие при засолении грунта физико-хи25 мические процессы понижали температуру замерзания порового раствора и предохраняли бы грунты от смерзания в процессе отсыпки каждого слоя. После отсыпки хлоридных солей на последние укладывают слой талых 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 1,5о о 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 грун- 45 та 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 толщйны обоих слоев соответственно 2,5:1 — 3:i. Внесение хло55 ридных солей в виде твердой фазы резко замедляет процессы охлаждения и смерзания талых грунтов без дополнительного увеличения их влажности, что позволяет в дальнейшем 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 подстилающего 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 консистенцию, 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 — 1,5 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, отличаюи4ийся 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 грун732439

Составитель Л. Ишукин

Редактор М. Стрельникова Техред К. Шуфрич Корректор М. Пожо

Заказ 1672/20 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 та 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 — 1,5в/о от веса талого грунта, а соотношение тол1цин слоев талого и мерзлого грунта соответственно равно 2,5:! — 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).