Материал: 2030

Согласно [11], I ДКЗ разделена на три характерные подзоны:

I1 – Северная подзона низкотемпературных вечномерзлых грунтов сплошного распространения, с высокой влажностью грунтов деятельно-

го слоя, WОТН ≥ 1,0·WT;

I2 – Центральная подзона низкотемпературных вечномерзлых грунтов сплошного распространения, с умеренной влажностью грунтов деятельно-

го слоя, WОТН= (0,7...1,0)WT.

Карта-схема деления I ДКЗ на подзоны (рис. 1.4) приведена в [ 1], СибАДИтам же приведена и характеристика подзон.

еверная подзона включает тундровые и лесотундровые районы России; характерно сплошное распространение вечномерзлых грунтов мощностью 200...500 м более.

Температура вечномерзлых грунтов от минус 5 до минус 12 оС; мощность деятельного слоя 0,4...2 м (преимущественно менее 1,0 м). Рельеф подзоны равн ны низменности; грунты глинистые, пылеватые, тундровые болотные с влажностью более предела текучести; высокое содержан е в грунтах льдов и их неглубокое залегание. Повсеместное распространен е термокарста, солифлюкции.

Рис. 1.4. Схематическая карта подзон распространения вечномерзлых грунтов в I дорожно-климатической зоне:

I1 – Северная подзона низкотемпературных вечномерзлых грунтов (НТВМГ) сплошного распространения; I2 – Центральная подзона НТВМГ сплошного распространения, I3 – Южная подзона высокотемпературных вечномерзлых грунтов (ВТВМГ) островного и талик

I3 – Южная подзона преимущественно высокотемпературных вечмерзлых грунтов островного распространения, с умеренной влажностью грунтов деятельного слоя, WOTH = (0,7...1,0) WT.

11

Центральнaя подзона включает таежные районы, расположена южнее подзоны I1; характерно сплошное распространение вечномерзлых грунтов мощностью 50...400 м; среднегодовая температура вечномерзлых грунтов от минус 1,5 до минус 7 оС; мощность деятельного слоя от 0,6 до 3,0 м. Рельеф подзоны – гористый, грядово-сопочный; грунты скальные, щебенистые, гравийно-галечниковые, песчаные и глинистые

с влажностью WОТН = (0,7...1,0) WT; широко распространены в долинах СибАДИрек термокарст и наледи.

Южная подзона включает таежные, лесостепные и степные районы, побережье Охотского моря. Преимущественно распространена островная мерзлота мощностью 25...100 м; вечномерзлые грунты высокотемпературные (от 0 до минус 1,5 оС ); мощностью деятельного слоя 4 м и более от равн нного до горно-холмистого; грунты скальные, щебенистые, песчаные гл нистые с WОТН < 0,8 WТ; подземные льды встречаются только в дол нах рек (возможен термокарст). Распространены процессы пучен я, наледи всех видов.

Так м образом, территория многолетнемерзлых пород для целей транспортного стро тельства разделена на три подзоны: Северная подзона н зкотемпературных многолетнемерзлых грунтов (НТММГ) сплошного распространения, Центральная подзона низкотемпературных многолетнемерзлых грунтов (НТММГ) преимущественно сплошного распространения и Южная подзона высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов (ВТММГ) преимущественно островного распространения.

В Северной и Центральной подзонах в основном это сливающаяся мерзлота, а в Южной – несливающаяся (см. рис. 1.2).

Это районирование может быть названо макрорайонированием, более детальное микрорайонирование следует разрабатывать в процессе изысканий вдоль трассы будущей дороги с учетом конкретных мерзлот- но-грунтовых инженерно-геологических условий.

В основу дорожно-климатического районирования положены факторы, оказывающие решающее влияние на устойчивость дорожных конструкций в данной зоне:

- вид грунта сезоннооттаивающего слоя и его влажность; - характер распространения многолетнемерзлых грунтов и их тем-

пература; - мощность слоя сезонного оттаивания;

- среднегодовые температуры воздуха; - рельеф местности; - гидрология.

Совокупность этих признаков обусловлена сочетанием климатических, грунтово-гидрогеологических и мерзлотных особенностей и при-

12

суща в определенной степени природным ландшафтам и рельефу земной поверхности.

Наиболее неблагоприятной для дорожного строительства являет-

ся первая еверная подзона (I1), где широко распространены жильные и погребенные льды, близко залегающие к поверхности земли. Здесь в большинстве мест необходимо проектировать и строить дороги с минимальным нарушением естественного режима территории, используя, как

СибАДИправило, первый принцип проектирования и строительства дорог, т.е.

сохранен е мерзлоты в основании насыпи в течение всего периода эксплуатац дороги.

Природно-кл мат ческие условия второй Центральной подзоны (I2) более стаб льны, предсказуемы и позволяют проектировать земляное полотно по второму пр нципу с допущением оттаивания грунтов осно-

вания под насыпью учетом возникающих при этом деформаций дорожного покрыт я.

Третья Южная подзона (I3) высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов (пород) – ММГ (ММП) в основном островного распространен я является на олее лагоприятной для дорожного строительства. Земляное полотно на участках островной мерзлоты следует проектировать и строить по второму принципу, т.е. допущение оттаивания грунтов в основании насыпи в период эксплуатации дороги с учетом допустимой осадки покрытия – расчетное состояние грунта основания

– талое, а там где мерзлота отсутствует проектирование осущесвлять по принципам второй ДКЗ.

В горных районах в связи с вертикальной зональностью необходимо учитывать изменение природно-климатических условий по мере увеличения высоты пояса. В гористой местности вечномерзлые грунты обычно встречаются на заболоченных участках, склонах северной экспозиции и в пониженных затененных местах.

1.4. Типы местности по характеру увлажнения

Существующее районирование I ДКЗ, как районирование территории страны вообще (I–V ДКЗ), позволяет говорить только о принципиальных решениях в том или ином регионе (зоне или подзоне). Однако даже в пределах одной зоны или подзоны (района строительства) природные условия, точнее их сочетание (климат, рельеф, грунты, растительность), даже в благоприятном для дорожного строительства районе, могут создать неблагоприятные условия на отдельных участках. Поэтому для детальной характеристики сочетаний условий проложения автомобильной дороги принято выделять участки по характеру поверхностного стока, степени увлажнения и мерзлотно-грунтовым условиям, т.е. принято выделять три типа местности по [1, 2]:

13

1-й тип (сухие места) – поверхностный сток обеспечен; надмерзлотные воды не оказывают существенного влияния на увлажнение верхней толщи грунтов. Каменистые возвышенности, сопки с крутыми склонами, гравийно-галечниковые и песчаные косы с мощностью НДС >2,5 м; грунты крупнообломочные, гравийно-галечниковые, песчаные и супесчаные с относительной влажностью WOTH < 0,7 WТ;

2-й тип (сырые места) – поверхностный сток не обеспечен; в летний период возможно избыточное увлажнение грунтов в сезоннооттаивающем слое за счет поверхностных и надмерзлотных вод. Плоские водоразделы, возвышенности с пологими склонами, сложенные песчаными, глинистыми грунтами ли тундровыми почвами с признаками заболачиван я; мощность деятельного (сезоннооттаивающего) слоя от 1,0 до 2,5 м, относительная влажность грунтов WOTH > 0,8 WТ; возможные

СибАδ = (γТНγ − γМ) , ДИ(1.2)

мерзлотные процессы, за олачивание, сезонные бугры пучения;

3-й т п (мокрые места) – поверхностный сток не обеспечен, постоянное збыточное увлажнение грунтов в сезоннооттаивающем слое поверхностными надмерзлотными водами. Мари, заболоченные тальвеги, замкнутые впад ны, сложенные глинистыми и торфяными грунтами с малой мощностью НДС < 1,0 м; относительная влажность грунтов выше предела WOTH > WТ ; грунты содержат линзы льда толщиной 10 см и более; возможные мерзлотные процессы – заболачивание, многолет-

ние бугры пучения, термокарсты, солифлюкция.

Применительно к указанным типам местности выработаны принципы проектирования, конструктивные и технологические решения при

строительстве автомобильных дорог.

Характерные признаки типов местности по характеру поверхност-

ного стока степен увлажнения приведены также и в табл. 1.2.

Степень просадочности δ определяется по формуле

ТН

где γТН – объемный вес скелета талого грунта, оттаявшего под нагрузкой

1 кгс/см2 = 9,80665 104 н/м2; γМ – объемный вес скелета грунта в мерзлом состоянии, г/см3.

14

Таблица 1.2

Типы местности по характеру поверхностного стока, степени увлажнения и мерзлотно-грунтовым условиям

*) Грунты подразделяются по категориям просадочности:

I категория – условно непросадочные при относительной степени просадочно-

сти δ = 0–0,01;

II категория – малопросадочные при δ = 0,01–0,1; III категория – просадочные при δ = 0,1–0,4;

IV категория – сильнопросадочные при δ = 0,4–0,6;

V категория – чрезмерно просадочные при δ = 0,6–1,0.

1.5. Принципы проектирования и строительства дорог на многолетнемерзлых грунтах

Многолетний опыт строительства железных и автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах в России, затем в СССР, а позднее в США и Канаде доказал целесообразность и правильность проектирования и строительства земляного полотна в насыпях (выемки составляют менее 2–3%) из несцементированных обломочных грунтов. Применение несцементированных обломочных грунтов в качестве материала для земляного полотна еще не решает проблему его прочности, но в то же время приводит к высокой стоимости строительства дорог.

15