Грунтовые и речные наледи. Меры борьбы с ними

НАЛЕДЯМИ - называют отложения льда образующиеся во время сильных морозов в результате периодического выхода на поверхность грунтовой или речной воды, а также таяния снега в предшествующую оттепель. Наледные бугры, рост которых обычно начинается в декабре, увеличиваются до конца марта, часто оттаивают только в середине лета. Наледи образующиеся в придорожной полосе, заливают дорогу, закрывают отверстия водопропускных сооружений, создавая значительные трудности для эксплуатации дороги.

ПО УСЛОВИЯМ ПИТАНИЯ НЕСКОЛЬКО ВИДОВ :

1. ПОДЗЕМНЫЕ - образуются в местах выхода на поверхность по тектоническим трещинам и разломам воды, постоянно действующих источников глубоких подмерзлотных вод. Такие места при трассировании необходимо обходить.

2. МЕЖМЕРЗЛОТНЫХ И ПОДМЕРЗЛОТНЫХ ВОД ( КЛЮЧЕВЫЕ НАЛЕДИ )

3. ГРУНТОВЫХ ВОД ДЕЯТЕЛЬНОГО СЛОЯ ( ГРУНТОВЫЕ НАЛЕДИ )

4. СМЕШАННЫЕ НАЛЕДИ - совместное влияние нескольких источников.

ГРУНТОВЫЕ НАЛЕДИ возникают на склонах холмов в результате скопления воды у верхней поверхности мерзлоты в местах её неглубокого залегания. При зимнем промерзании деятельный слой в сливается с верхней поверхностью многолетней мерзлоты, разделяя при этом водоносный горизонт на ряд замкнутых объемов в которых концентрируется вода., при дальнейшем промерзании вследствие расширения грунта появляется взбугривание грунта из которого выдавливается вода - эта замерзшая вода и есть наледь.

Возникновение РЕЧНЫХ НАЛЕДЕЙ - связано с уменьшением площади сечения водотока при промерзании берегов и увеличением толщины льда, который на мелких местах может смерзаться с дном, вода через оставшееся отверстие не может пройти и выходит из русла, вытекая на поверхность льда.

Также образование наледей возможно при трассировании дороги в нулевых отметках = так как такая дорога быстрее промерзает и на большую глубину, чем прилегающая местность. Деятельный слой смыкается под полотном дороги с мерзлотой, создавая перемычку, прерывающая движение грунтовых вод. Это создает условия для образования с нагорной стороны дороги грунтовых наледей, вода которых заливает воду. При трассировании необходимо обходить с нагорной стороны места образования наледей и выхода родниковых подземных вод, водотоки следует проходить на прямых глубоких участках, избегая мест наиболее подверженных быстрому зимнему промерзанию.

ПРОТИВОНАЛЕДНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ЗАВИСЯТ ОТ ВИДА НАЛЕДЕЙ И ХАРАКТЕРА МЕРЗЛОТЫ. Они направлены в первую очередь на предотвращение образование наледей, то есть должны предусматривать сохранение водно-теплового режима грунта и водотоков на придорожной полосе для этого :

1. Для пропуска больших наледей речных поверхностных вод, образующихся выше дороги, увеличивать отверстия мостов и высоту насыпи, для обеспечения свободного пропуска воды.

2. Малые расходы пропускать через сооружения по углубленным и утепленным руслам. Электронагревателями в трубах допустим.

3. При строительстве дороги на косогорных участках собирать воду из водоносных горизонтов перехватывающими утепленными дренажами, отводить её под дорогой дренажными трубами.

4. При малом дебите источников и выходе их на большом расстоянии удерживать выходящие на поверхность грунтовой дороги земляными валами, за которыми собирается насыпь.

ТАКЖЕ КАНАВЫ МЕРЗЛОТНОГО ПОЯСА - для того чтобы на косогоре искусственно образовать наледь до защищаемого объекта - это широкая и мелкая канава - шириной до 4.5 метра, глубиной до 0.9 метра, расстояние до

ограждаемого объекта 100 метров.

23-24. Проектирование а/д на болотах или слабых грунтах

Болота могут быть: верховые и низовые

Верховые болота образуются на плоских ровных водоразделах с необеспеченным стоком воды, такие болота располагаются в районах с большим количеством осадков, состоят из торфа

Низовые болота возникают в пониженных местах местности, образуются в результате зарастания водоема

Слабые грунты сильно водо насыщенные грунты имеющие низкую несущую способность

К слабым следует относить грунты имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания при испытании прибором вращательного среза С_усл<0,075мПа или модуль осадки при нагрузке Р=0,25мПа более 50мм/м (е>50мм/м), модуль деформации менее 5мПа

При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить торф и заторфованные грунты, илы, сопрапели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5; грунты мокрых соланчеков, иольдевые глины

Основания насыпей в которых в пределах активной зоны имеются слои слабых грунтов мощностью больше чем 0,5м, относят к слабым основаниям. При этом для предварительной оценки глубина активной зоны сжатия может быть более полуширины насыпи понизу

В основу проектного решения может быть положено два принципа:

1. удаление слабого грунта и замена его или применение эстакад

2. использование слабого грунта в качестве основания насыпи с применением мероприятий обеспечивающих устойчивость слабого основания и ускорения его осадки, а так же прочность конструкции ДО

Принцип и конкретное проектное решение выбираются на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом:

1. категории а/д, типа ДО

2. требуемой высоты насыпи и грунта для отсыпки насыпи

3. протяженность участка со слабыми грунтами

4. виды и особенности св-в слабых грунтов, особенности строения слабой толщи (мощность, наличие преслаивания другими грунтами, уклон кровли подстилающих грунтов и др.)

5. условий производства работ климатических районов строительства, времени года когда выполняются земляные работы, дальность возки грунта, обеспечение техникой

ЗП на участках слабых грунтов проектируют виде насыпей. Требования к грунтам верхней части ЗП (к рабочему слою), а также требуемое возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод определяется по СНиП 2.05.02-85 применительно к 3 типу местности по условию увлажнения

Нижняя часть насыпи устраивается из дренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации не менее 1м/сут, толщина слоя из такого грунта должна быть больше 0,3-0,5м суммарной величины осадки основания и мощности удаляемого слоя

Требования к грунтам средней части насыпи принимаем по СНиП 2.05.02-85, а также СНиП 3.06.02 к ЗП сооружаемому с использованием слабых грунтов в основании насыпи применяются дополнительные требования:

- должна быть исключена возможность бокового выдавливания слабого грунта из под насыпи в процессе ее строительства и эксплуатации

- интенсивная часть осадки должна быть завершена до сооружения ДО

- упругие колебания ЗП возникающие при наличии слабых грунтов в основании насыпи не должны превышать величин допустимых для принятого типа покрытия

На насыпях в основаниях которых оставлены слабые грунты, капитальные покрытия можно возводить после завершения не менее 90% расчетной величины осадки или при условии что средняя интенсивность осадки за месяц предшествующей устройству покрытия не превышает 2см в год

Для устройства облегченных покрытий требуется достижение не менее 80% конечной величины осадки или достижение интенсивной осадки за месяц не более 5см в год

Для исключения не допустимых упругих колебаний сооружаемых на торфяных основаниях толщина насыпи должна быть не менее следующих величин:

(Таблица)

Если толщина насыпи имеет меньшую толщину то следует произвести динамический расчет с целью проверки допустимости ускорения колебания ЗП по условию вибрационной прочности покрытия

Инженерная классификацияДля определения типа основания необходимо установить величину коэффициента безопасности для условий быстрой и медленной отсыпки насыпи, в зависимости от значений К_{без.нач} и К_{без.кон}. Основание может быть отнесено к 1,2,3 типу по устойчивости

К_безоп.=Р_безоп/Р_расч

Р_безоп – предельная нагрузка отвечающая условиям устойчивости

Р_расч – расчетная (проектная) нагрузка

К_{без.нач} – устанавливается применительно в условиях быстрой отсыпки насыпи

К_{без.кон} – устанавливается применительно к условиям медленной (в соответствии со скоростью уплотнения и упрочнения слабой толщи) отсыпки насыпи