Проектирование дорог в заболоченных районах

Содержание

Слайд 2

Вопрос 3. Обследование болот при изысканиях дорог

Вопрос 3. Обследование болот при изысканиях дорог

Слайд 3

комплекс изыскательских работ трассирование вариантов; закрепление трассы; разбивка пикетажа; двойное геометрическое

комплекс изыскательских работ

трассирование вариантов;
закрепление трассы;
разбивка пикетажа;
двойное геометрическое нивелирование

по оси трассы;
съемка поперечников;
инженерно-геологическое обследование по оси трассы и по поперечникам;
отбор и изучение образцов торфа.
Слайд 4

крупномасштабная топографическая съемка плана болота используют современное геодезическое и другое оборудование:

крупномасштабная топографическая съемка плана болота

используют современное геодезическое и другое оборудование:
электронные тахеометры,


регистрирующие нивелиры,
приемники спутниковой навигации,
приборы воздушного и наземного лазерного сканирования,
приборов инженерной геофизики.

применяют современное аэрофотосъемочное оборудование АФА (электронная аэро-фотоаппаратура).

аэрокосмическая съемка

Слайд 5

Поверхность болота малые уклоны основной геодезический прибор оптический нивелир с компенсаторами

Поверхность болота

малые уклоны

основной геодезический прибор

оптический нивелир с компенсаторами
(самоустанавливающийся)

нивелир регистрирующий (электронный)

Точный

нивелир 3H-2KЛ

Точный электронный нивелир PowerLewel SDL-30 фирмы «Sokkia» (Япония)

Слайд 6

правила нивелирования трасс автомобильных дорог на проходимых болотах: нивелирование производят обязательно

правила нивелирования трасс автомобильных дорог на проходимых болотах:

нивелирование производят обязательно с

использованием нивелиров-автоматов (т.е. с компенсаторами);
связующие точки на местности обозначают мощными кольями;
в отдельных случаях для придания большей устойчивости штатив нивелира устанавливают на специальные наклонно вбитые колья;

перед взятием отсчетов каждый раз контролируют правильность установки прибора по круглому уровню при подставке;

Слайд 7

при неустойчивых грунтах иногда нивелирование производят два нивелировщика, когда один из

при неустойчивых грунтах иногда нивелирование производят два нивелировщика, когда один из

них берет отсчет назад, а второй — вперед, не обходя нивелира;
всегда стремятся (когда есть возможность) производить нивелирование трасс дорог и поперечников на заболоченных участках местности в зимний период времени по замерзшему болоту (это, в частности, относится к изысканиям дорог на участках непроходимых болот);
поперечники снимают с шагом через 100-200 м, охватывая ширину от 30 до 100 м в зависимости от категории дороги, глубины болота и рельефа его минерального дна;
реперы на участках перехода болот закладывают на возвышенных местах и на берегах болот в стороне от трассы за пределами полосы отвода;
реперы закладывают в плотный минеральный грунт, где не ожидается просадок грунта или его смещений.
Слайд 8

задача обследования болот - сбор следующих данных: происхождение болота; состав торфа

задача обследования болот - сбор следующих данных:

происхождение болота;
состав торфа и условия

его залегания (строение, мощность, плотность, степень разложения);
состав грунтов минерального дна;
физико-механические характеристики пород;
рельеф минерального дна;
гидрологический режим болота;
наличие вблизи перехода грунтов, пригодных для возведения земляного полотна (прежде всего крупнозернистых песчаных и гравелистых с высокими коэффициентами фильтрации).
Слайд 9

ЗОНДИРОВАНИЕ БОЛОТ торфяной бур ТБ-5 1 - винт; 2 - полуконус;

ЗОНДИРОВАНИЕ БОЛОТ

торфяной бур ТБ-5

1 - винт;
2 - полуконус;
3 -

нож;
4 - сердечник;
5 – ложка.

двухдюймовый ручной буровой комплект без обсадных труб

взятия образцов торфа с ненарушенной структурой

бурят опорные скважины с обсадными трубами

Слайд 10

Определение физико-механических свойств слабых грунтов производят непосредственно в полевых условиях ручные

Определение физико-механических свойств слабых грунтов

производят непосредственно в полевых условиях

ручные приборы:

Пенетрометр П-4

(прибор для измерения степени уплотнения)

1 - конусный наконечник;
2 - стержень; 3 - штанга; 4 - упор;
5 - рукоятка; 6 - индикатор

Слайд 11

Определение физико-механических свойств слабых грунтов производят непосредственно в полевых условиях ручные

Определение физико-механических свойств слабых грунтов

производят непосредственно в полевых условиях

ручные приборы:

Пенетрометр П-4

(прибор для измерения степени уплотнения)

Пенетрометр грунтовый ПСГ-МГ4

ПСГ-МГ4 ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ:
1.ускоренного контроля качества уплотнения грунта;
2. определения прочностных характеристик грунтов – угла внутреннего трения, удельного сцепления, модуля упругости

Состоит из тензометрического силоизмерительного устройства и электронного блока с графическим дисплеем.
В комплект также входят удлинительные штанги и рабочие наконечники.
Прибор имеет таймер, энергонезависимую память и связь с ПК через usb-порт.

Вычисление параметров грунтового основания производится автоматически

Слайд 12

Определение физико-механических свойств слабых грунтов производят непосредственно в полевых условиях ручные

Определение физико-механических свойств слабых грунтов

производят непосредственно в полевых условиях

ручные приборы:

Пенетрометр П-4

(прибор для измерения степени уплотнения)

Пенетрометр грунтовый ПСГ-МГ4

сдвигомер-крыльчатка СК-8 (определение сопротивления сдвигу)

1 - штанга;
2 - индикатор;
3 - крыльчатка;
4 - устройство для учета трения штанг о грунт;
5 - измерительная ручка с
рукояткой

Слайд 13

использование при инженерно-геологических изысканиях ГЕОРАДАРОВ — приборов радиолокационного зондирования 1 -

использование при инженерно-геологических изысканиях ГЕОРАДАРОВ — приборов радиолокационного зондирования

1 - вездеход;


2 - передающая антенна;
3 - приемная антенна;
4 - блок управления; 5 - блок отображения;
6 - блок интерпретации;
7 - радиосигнал;
8, 9, 10 - слои грунта с различными физико-механическими свойствами

Принципиальная схема георадара

Слайд 14

Схема движения изыскательского комплекса по полосе варьирования трассы Радиограмма по ходу

Схема движения изыскательского комплекса по полосе варьирования трассы

Радиограмма по ходу

движения георадара

продольный профиль трассы
(рельеф минерального дна)

Слайд 15

Вопрос 4. Конструкции земляного полотна дорог на болотах

Вопрос 4. Конструкции земляного полотна дорог на болотах

Слайд 16

Конструкцию земляного полотна назначают в зависимости от: категории дороги; типа и

Конструкцию земляного полотна назначают в зависимости от:

категории дороги;
типа и глубины

болота;
физико-механических свойств торфа и грунтов минерального дна;
капитальности дорожной одежды.
Слайд 17

«плавающая» насыпь, земляное полотно непосредственно на торфяном основании 1 - грунт

«плавающая» насыпь, земляное полотно непосредственно на торфяном основании

1 - грунт

земляного полотна; 2 - торф; В - ширина земляного полотна

предусматривают на болотах I типа с глубиной более 2 м, состоящего из плотных малоувлажненных (не более 600 %) торфов устойчивой консистенции и с допускаемой несущей способностью

Слайд 18

земляное полотно с частичным выторфовыванием верхнего слоя торфяной залежи 3 -

земляное полотно с частичным выторфовыванием верхнего слоя торфяной залежи

3 - положение

земляного полотна до стабилизированной консолидации торфяной залежи; 4 - положение насыпи после стабилизированной консолидации торфяной залежи; 5 - водоотводная канава;

На болотах I типа с сильноувлажненным и рыхлым верхним слоем торфа (удаление слоя торфа неустойчивой консистенции), отсыпка грунта на торф устойчивой консистенции с допускаемой несущей способностью и влажностью не более 600 %.

Слайд 19

полное удаление торфа неустойчивой консистенции и посадка земляного полотна на минеральное

полное удаление торфа неустойчивой консистенции и посадка земляного полотна на минеральное

дно болота

1 - грунт земляного полотна; 2 - торф; Н - высота насыпи;
m - заложение откоса; В - ширина земляного полотна

На болотах I и II типов с мощностью торфяной залежи до 1,5 м и несущей способностью торфа менее 0,5 кгс/см2

Слайд 20

посадка земляного полотна на минеральное дно болота вместе со сплавиной 6

посадка земляного полотна на минеральное дно болота вместе со сплавиной

6 -

сплавина (верхняя корка мохоторфяного слоя)

На болотах II типа, заполненных торфом неустойчивой консистенции, или на болотах III типа с плавающей торфяной коркой толщиной менее 2 м

Слайд 21

земляное полотно с хворостяной выстилкой толщиной от 10 до 40 см

земляное полотно с хворостяной выстилкой толщиной от 10 до 40 см

На

болотах I типа с сильноувлажненным и рыхлым верхним слоем торфа, а также на болотах I типа из плотных увлажненных торфов устойчивой консистенций на обводненных участках

1 - грунт земляного полотна; 2 - торф; 3 - хворостяная выстилка

Слайд 22

земляное полотно на мохорастительном покрове на лежневом настиле (продольно-поперечных деревянных лагах)

земляное полотно на мохорастительном покрове на лежневом настиле (продольно-поперечных деревянных лагах)

1

- грунт земляного полотна; 2 - торф; 3 - хворостяная выстилка;
4 - продольные лаги; 5 - поперечины; 6 - слой мохорастительного грунта

На болотах с допускаемой несущей способностью торфа более 0,3 кгс/см2

Слайд 23

земляное полотно на мохорастительном покрове, лежневом настиле и хворостяной выстилке толщиной

земляное полотно на мохорастительном покрове, лежневом настиле и хворостяной выстилке толщиной

10 - 20 см (в плотном теле)

1 - грунт земляного полотна; 2 - торф; 3 - хворостяная выстилка;
4 - продольные лаги; 5 - поперечины; 6 - слой мохорастительного грунта

На болотах с допускаемой несущей способностью торфа более 0,2 кгс/см2 и на сплавинных болотах с толщиной плотной плавающей торфяной корки (сплавины) более 4 м

Слайд 24

Вопрос 5. Расчет осадки земляного полотна на слабом основании

Вопрос 5. Расчет осадки земляного полотна на слабом основании

Слайд 25

Неравномерные осадки земляного полотна являются причиной: появления неровностей покрытий дорожных одежд,

Неравномерные осадки земляного полотна являются причиной:

появления неровностей покрытий дорожных одежд, ухудшающих

условия безопасного движения автомобилей;
разрушения дорожных одежд.

Величину осадки основания необходимо знать для того, чтобы компенсировать осадку соответствующим увеличением объемов земляных работ.

Слайд 26

Расчетная схема вычисления осадки от сжатия грунта под насыпью Метод послойного

Расчетная схема вычисления осадки от сжатия грунта под насыпью

Метод послойного суммирования

деформаций сжатия отдельных слоев
в пределах активной зоны (расчет производится по формулам теории упругости)

1 - геологический разрез;
2 - кривая напряжений от собственного веса грунта;
3 - кривая напряжений от веса насыпи;
4 - эпюра относительного сжатия слоев грунта

Слайд 27

Границу активной зоны определяют глубиной, на которой для слабосжимаемых грунтов: для

Границу активной зоны определяют глубиной, на которой

для слабосжимаемых грунтов:

для

сильносжимаемых грунтов:

где σ2 - сжимающие напряжения в грунтовой толще от веса насыпи;
σгр - сжимающие напряжения в грунтовой толще от собственного веса слабого грунта.

Слайд 28

Суммарная осадка основания на заданной вертикали: где Δhij — толщина j-й

Суммарная осадка основания на заданной вертикали:

где Δhij — толщина j-й пластины

i-го геологического слоя на заданной вертикали поперечного сечения;
Si — осадка i-го слоя грунта,
εij(б) — значение пористости при бытовом давлении, осредненном в пределах j-й пластины i-го слоя;
εij(к)— значение пористости при полном давлении, осредненном в пределах j-й пластины i-го слоя.
Слайд 29

для определения пористости для каждого вида грунта соответствующего геологического слоя на

для определения пористости для каждого вида грунта соответствующего геологического слоя на

основе данных лабораторных испытаний образцов строят компрессионные кривые

Свойства компрессионных кривых:
1.зависимость представляет собой вогнутую кривую, не имеющую экстремумов, поскольку пористость с увеличением нагрузки уменьшается;
2.с увеличением нагрузки компрессионная кривая становится более пологой, в связи с тем что темп уменьшения пористости при деформации грунта как упруго-пластичного тела непрерывно падает.

Общий вид компрессионной кривой

График зависимости пористости от давления

Слайд 30

В случае отсутствия данных лабораторных испытаний образцов грунта, пористость ориентировочно может

В случае отсутствия данных лабораторных испытаний образцов грунта, пористость ориентировочно может

быть представлена уравнением проф. Н.Н. Иванова:

ε0 — начальная пористость;
В — безразмерный коэффициент, характеризующий сжимаемость грунта и не зависящий от нагрузки
р – нагрузка.

Слайд 31

Значения коэффициентов ε0 и В

Значения коэффициентов ε0 и В

Слайд 32

Последовательность расчета осадки основания насыпи 1.определяют сжимающие напряжения от веса насыпи

Последовательность расчета осадки основания насыпи

1.определяют сжимающие напряжения от веса насыпи

на вертикали, совпадающей с осью насыпи для середины j-й пластины в пределах каждого i-го геологического слоя;
2.вычисляют напряжения от собственного веса грунта основания;
3.устанавливают глубину активной зоны по условиям;
4.для исследуемой вертикали, находящейся на расстоянии х от оси насыпи, вычисляют напряжения для середины каждой j-й пластины грунта каждого i-го слоя в пределах активной зоны;
5.для середины каждой j-й пластины грунта каждого i-го слоя вычисляют значения пористости при бытовом давлении и значение пористости при полном давлении (используя компрессионные кривые или уравнение Н.Н.Иванова)
6.определяют полную осадку насыпи для ординаты, расположенной на расстоянии х от оси насыпи;
7.далее переходят к расчету осадки основания насыпи для следующей вертикали и т.д.
8.определяют суммарную осадку, как сумму сжатия всех слоев.
Слайд 33

ПЕРИОД КОНСОЛИДАЦИИ - время достижения конечной осадки. МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСКОРЕНИЮ ОСАДКИ

ПЕРИОД КОНСОЛИДАЦИИ

- время достижения конечной осадки.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСКОРЕНИЮ ОСАДКИ НАСЫПИ:


1.частичным удалением грунта слабого основания (т.е. уменьшением толщины сжимаемого слоя);

2. осушением водонасыщенного грунта устройством продольных дрен;