9.2. Конструкции труб на многолетнемерзлых грунтах

В сложных инженерно-геологических условиях, к которым относятся и районы с многолетнемерзлыми грунтами, рекомендуется применять следующие конструкции водопропускных труб под насыпями автомобильных дорог: металлические гофрированные трубы на облегченных фундаментах в виде песчано-гравийной подушки, железобетонные трубы с облегченными или свайными фундаментами.

Конструктивные элементы собственно тела труб как гофрированных, так и железобетонных, применяемых на многолетнемерзлых грунтах, принципиально не отличаются от таких же элементов труб для обычных природно-климатических условий.

Существенно различаются конструкции фундаментов железобетонных труб.

Бесфундаментные трубы (рис. 71) допускается применять при талых сыпучемерзлых и оттаивающих в процессе эксплуатации грунтах основания. При проектировании таких труб необходимо проверять сооружение на растяжку звеньев вдоль трубы. Если же это условие не обеспечивается, то рекомендуется применять трубы на плитно-балочном фундаменте.

Рис. 71- Бесфундаментные железобетонные трубы из коротких (а) и длинномерных (б) звеньев:

1 — оголовок; 2 — безоголовочный участок; 3 — гидроизоляция; 4 и 5 — верхний горизонт вечномерзлого грунта соответственно до и после постройки трубы; 6 — просадочный грунт; 7 — песчано-гравийная (щебеночная) подушка; 8 — слой мха

128

Рис. 72. Железобетонная труба на свайном фундаменте:

1 — отмостка; 2 — оголовок; 3 — длинномерные звенья; 4 — насадка; 5 — сваи; 6 — теплоизоляционный слой

Трубы на свайных фундаментах применяют на сильно просадочных (наличие льда, ледяных прослоек) и сильно пучинистых грунтах в основании (рис. 72). При этом используется первый принцип строительства труб на многолетнемерзлых грунтах.

Для предотвращения попадания воды в основание трубы рекомендуется устраивать гидроизоляционные экраны из мятой глины толщиной 5 — 10 см под отмосткой, оголовками и на длине 2 — 3 м с каждого конца под телом трубы. Во избежание подтаивания грунта под трубами устраивают теплоизоляционный слой изо мха или торфа, толщина которого определяется теплотехническим расчетом. Для устройства теплоизоляционных слоев применяют разложившийся или слаборазложившийся торф.

Дополнительными мероприятиями по обеспечению устойчивости труб является проектирование насыпи с уположенными откосами или широкими бермами, а также недопущение застоя воды и длительного ее протекания около откосов насыпи.

9.3. Основные принципы строительства труб

на многолетнемерзлых грунтах

Практикой строительства выработано два основных принципа использования многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований труб под насыпями дорог:

129

принцип I — многолетнемерзлые грунты используются в мерзлом состоянии в течение всего срока службы сооружения (с сохранением вечной мерзлоты);

принцип II — многолетнемерзлые грунты используются в оттаявшем или оттаивающем состоянии (без учета вечномерзлого состояния грунта).

Использование принципа I рекомендуется, как правило, для оснований из просадочных грунтов, имеющих температуру на глубине нулевых годовых амплитуд ниже минус 1,5 °С.

Для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии рекомендуется:

не нарушать около труб моховой и травяной покров;

в случае нарушения мохорастительного покрова применять теплоизолирующие материалы (газобетон, керамзитобетон, пенопласты, торф и т.п.);

предусматривать защиту поверхности грунта у сооружения от размыва;

применять способы погружений свай, минимально нарушающие естественный температурный режим грунтов;

работы по вскрытию котлованов и устройству фундаментов производить преимущественно в зимнее время;

пазухи котлованов заполнять нефильтрующим грунтом с защитой его поверхности от размыва.

Использование многолетнемерзлых грунтов по принципу II рекомендуется при относительно неглубоком залегании скальных пород, непросадочных при оттаивании мерзлых грунтов, а также при наличии талых сыпучемерзлых грунтов.

При использовании основания по принципу II допускается постепенное оттаивание грунтов в процессе эксплуатации труб, передающих давление на скальные породы.

В случае, если ожидается, что при постоянном оттаивании деформации осадки фундамента трубы превысят предельные допустимые значения, рекомендуется производить предварительное искусственное оттаивание мерзлого грунта или заменять льдонасыщенные мерзлые грунты талыми непучинистыми. Допускается также сочетание способов постепенного и предварительного оттаивания просадочных мерзлых грунтов основания.

Глубину предварительного оттаивания грунтов, а также толщину слоя заменяемого грунта назначают в соответствии с результатами расчета оснований труб по деформациям. Контур площади, в пределах которой производится предварительное оттаивание или замена грунта, должен распространяться

130

за пределы габаритов фундаментов труб на половину глубины предварительного оттаивания или на половину высоты заменяемого слоя грунта.