Авторы: Папакин Игорь Николаевич, Дюсенов Ералы Еркынович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №13 (117) июль-1 2016 г.

Дата публикации: 30.06.2016

Статья просмотрена: 38 раз

Библиографическое описание:

Папакин И. Н., Дюсенов Е. Е. Технологический процесс возведения земляного полотна и разработка грунта в карьере в зимнее время // Молодой ученый. — 2016. — №13. — С. 194-196.



Методы разработки грунта в карьерах при возведении земляного полотна автомобильных дорог в зимнее время. Пример теплофизического расчета возведения земляного полотна автомобильных дорог в холодный период с вероятностью, что по окончанию укладки грунта в тело насыпи содержание мерзлых включений не превысит допустимое.

Переход к круглогодичному строительству обеспечивает повышение экономической эффективности деятельности дорожно-строительных организаций. Особенно это актуально для условий Сибири, учитывая большую продолжительность холодного периода (7–8 месяцев). Качество при этом должно сохраняться на том же уровне, что и для работ, производимых в теплый период, а прибыль, получаемая от продления строительного сезона, превышать зимнее удорожание.

Из всех видов дорожно-строительных работ наиболее предпочтительно для производства в холодный период возведение земляного полотна, составляющее значительную по трудоемкости и продолжительности часть строительства. Центральной проблемой для насыпей, возводимых в холодный период, является обеспечение их прочности и устойчивости, которые в значительной мере определяется количеством и размером мерзлых включений в уплотненном грунте.

Разработка грунтов в зимнее время осложняется их промерзанием и резким повышением сопротивляемости резанию, что влечет за собой удорожание работ, а зачастую и невозможность их разработки имеющимся парком машин. В связи с этим грунты, подлежащие разработке в зимний период, должны быть соответствующим образом подготовлены. Подготовка грунтов может быть произведена одним из трех методов:

Методы, сущность которых заключается в сохранении структурного и энергетического состояния грунта при изменении окружающих условий, т. е. условий теплообмена грунтового массива с окружающей средой;

Методы, при применении которых изменяется энергетическое состояние грунта без нарушения его структуры;

Методы, при применении которых происходит нарушение структуры мерзлого грунта без его оттаивания.

Рассмотренные выше способы подготовки к разработке грунтов в зимнее время весьма разнообразны. При выборе способа подготовки грунтов к разработке в зимний период необходимо руководствоваться соображениями экономии, оперативности и надежности. Технология должна быть проста и базироваться на использовании широко распространяемых материалов или машин, имеющихся в распоряжении строительной организации.

Как показывает сравнение себестоимости разработанного грунта (табл. 1), наиболее выгодно применение методов первой группы. Кроме того, методы третьей группы позволяют укладывать в тело насыпи только мерзлые грунт, что нарушает требования СП 78.13330.2012 автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 3.06.03–85) по допустимому содержанию мерзлых включений в грунте и при оттаивании насыпи приводит к нарушению ее прочности и устойчивости.

Таблица 1

Себестоимость грунта, разрабатываемого вкарьере

Методы подготовки иразработки грунта

Себестоимость разработанного грунта, руб/м3 (в ценах 1984г.)

Устройство теплоизолирующих слоев:

− Снегозадержанием;

− из местных материалов;

− из пенольда;

− из быстротвердеющей пены.

Обработка грунта растворами солей:

− Оттаивание грунта;

− Рыхление мерзлого грунта;

− Взрывной способ.

0,10

0,20…0,80

0,20

0,10…0,80

0,40

052…1,76

0,11…1,00

0,31…0,5

Например.

Исходные данные: Место строительства — район г. Омска.

Уплотнение грунта выполняется катком на пневматических шинах, поэтому допустимое относительное содержание мерзлых включений в уплотненном грунте составит .

Параметры технологического процесса:

Дальность возки грунта L=15км.

Автосамосвал «КамАЗ-6520» (объем порции грунта в кузове G12 м3 при плотности грунта =1400 кг/м3).

Тип землевозной дороги — III (параметры скорости движения автосамосвала: математическое ожидание mV=28 км/ч; дисперсия DV=81 (км/ч)2; параметр частоты αV=0,45 сут-1).

Расчет:

Прирост относительного содержания мерзлых включений при выполнении транспортных операций составил:

где — площадь поверхности грунта, м2; — объем грунта в кузове, м3.

Таблица 2

Результаты расчета прироста относительного содержания мерзлых включений вгрунте при транспортных операциях иоперациях формирования тела насыпи

№ операции

Технологические операции

Параметры времени, ч

,%

3–5

Транспортные

0,54

14·10–3

0,78

4,4

6

Накопление

0,30

0,02

0,55

1,6

7

Разравнивание

0,30

0,02

0,55

1,5

8

Уплотнение

0,24

0,01

0,40

1

Суммарный прирост относительного содержания мерзлых включений в грунте при выполнении транспортных операций и операций формирования тела насыпи составит

Толщина теплоизолирующего слоя грунтового карьера назначается из условия, что относительное содержание мерзлых включений в грунте при вскрытии карьера составит

Допустимая глубина промерзания грунта естественного сложения [h4] при высоте забоя h3=5 м составит [h4]=5·(8/100)=0,4 м.

Таблица 3

Результаты расчета требуемой толщины теплоизолирующего слоя грунтового карьера степлофизической надежностью 0,95

Параметры

Месяцы

XI

XII

I

II

III

МО, , м

0

0

0,01

0,03

0,08

Дисперсия 103, м2

2,6

1,3

2,7

0,7

0,8

, м

0

0

0,07

0,07

0,12

В результате расчета получены температурно-технологические параметры процесса, обеспечивающие его теплофизическую надежность на уровне 0,95.

Основные термины (генерируются автоматически): земляного полотна, мерзлых включений, холодный период, возведения земляного полотна, земляного полотна автомобильных, полотна автомобильных дорог, Методы разработки грунта, зимний период, тело насыпи, окончанию укладки грунта, энергетическое состояние грунта, холодный период возведение, структуры мерзлого грунта, энергетического состояния грунта, разработка грунта, содержание мерзлых включений, размером мерзлых включений, содержанию мерзлых включений, возведении земляного полотна, зимнее время.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос