Файл: М.Д. Скурский Обоснование потребностей, видов, объемов грунтовых строительных материалов, их поисков и разведки.pdf

1

Практическая работа № 4

Обосновать потребность, виды, объемы природных грунтовых строительных материалов для сооружения (реконструкции, ремонта) автомобильной дороги, мостового перехода. Предусмотреть на конкретных объектах поиски, разведку с подсчетом запасов месторождений природного минерального строительного сырья. Оценить возможность использования промышленных отходов в качестве дорожных строительных материалов, определить их потребное количество и виды аналитических исследований.

Аудиторные занятия – 3 часа Самостоятельная работа студента – 3 часа

Грунты, используемые в практике возведения земляного полотна автомобильных дорог, подразделяют в соответствии с принятой строительными нормами номенклатурой на скальные, получаемые посредством разрушения скальных пород и залегающие в естественных условиях в виде сплошного или трещиноватого массива; крупнообломочные, залегающие в естественных условиях в виде аллювиальных и делювиальных отложений или россыпей, песчаные и глинистые [13].

Необходимые виды природных грунтовых строительных материалов определите по степени сложности инженерно-геологических условий дорожных работ.

Потребные объемы грунтов для дорожных работ установите исходя из положений проектной линии дороги и продольного профиля земли, площадей насыпей и выемок на поперечных профилях [3, 21], формы и размеров поперечного профиля земляного полотна, его конструкции.

Формы и размеры поперечного профиля земляного полотна определите на основании нормативных документов, указанных в учебном пособии [13], имеющемся на кафедре автомобильных дорог.

Разработку конструкции земляного полотна осуществите на основе требований, предъявляемых рельефом местности, почвенногрунтовыми, геологическими и климатическими условиями территории дороги, проектируемого типа дорожных одежд.

Основные параметры земляного полотна автомобильных дорог приведены в [18, 27, 28].

2

При подготовке резерва грунтов для строительства, ремонта, реконструкции дороги учтите, что грунты, применяемые для уширения ранее отсыпанной насыпи, должны быть однородными с грунтом старой насыпи или (при неоднородности) обладать лучшими дренирующими качествами [24].

При определении объемов (запасов) резерва различных природных строительных материалов исходите дифференцированно из потребностей в каждом виде грунта на вашем фрагменте дороги, мостовом переходе и не только для отсыпки земляного полотна, но и необходимости в грунте для укрепления откосов каналов, крепления земляных откосов, замены в основании автодорог грунтов с низкой несущей способностью, также для устройства искусственных оснований на акватории водоемов, болотах, многолетнемерзлых грунтах, льдах и т.д.

Для постройки насыпей учтите использование грунтов из разрабатываемых для строительства дороги выемок и лишь частично из специально закладываемых грунтовых карьеров. Для увеличения объема грунта, получаемого из выемок, на некоторых из них предусмотрите расширение для построения в последующем в этих местах площадок отдыха, комплексов линейных дорожных зданий и предприятий обслуживания.

Изучите и изложите возможность использования имеющихся, предварительно оцененных или разведанных, месторождений местных природных строительных материалов в притрассовой зоне. Если таковые имеются, охарактеризуйте вид минерального сырья, разведанные запасы, физико-механические свойства грунтов, возможность их применения для решения конкретных задач строительства, реконструкции, ремонта автодороги, мостового перехода и прежде всего для отсыпки земляного полотна.

Поиски и разведку месторождений природных строительных материалов (месторождений грунта) предусматривайте в следующих случаях, когда отсыпка земляного полотна по тем или иным причинам не может быть выполнена из грунтов притрассовых резервов:

а) при прохождении трассы в пределах населенных пунктов; б) при прохождении трассы по угодьям с особо ценными культу-

рами (сады, пахотные земли и т.д.); в) при прохождении трассы по болотам и заболоченным местам, а

также на участках с близким залеганием подземных вод; г) в случаях непригодности грунтов выемок и притрассовых резер-

вов для возведения земляного полотна (грунты с повышенной влажно-

3

стью, иловатые грунты и т.д.). Вместе с тем и в этих условиях изучите возможность применения местных грунтов и предусмотрите мероприятия для улучшения их свойств и защиты от действия неблагоприятных климатических и иных факторов [4, 16, 36]. Следует, по возможности, при условии рентабельности предусмотреть улучшение строительных свойств грунтов их обогащением или посредством технической мелиорации, т.е. укрепления согласно [6], а также [16, 36].

На участках, где отсыпка земляного полотна не обеспечивается грунтами из кюветов, выемок и резервов, размещаемых в полосе отвода, либо когда грунты придорожной полосы совершенно непригодны для возведения земляного полотна, предусмотрите поиски и разведку сосредоточенных резервов (месторождений природного минерального сырья как природных строительных материалов).

Изыскания природных естественных грунтовых строительных материалов предусмотрите в соответствии с требованиями [34] с учетом [6, 7, 8, 29, 30, 31] и других нормативных документов, поименованных в [34]. Ими следует руководствоваться при назначении вами тех или иных грунтов для оснований и отсыпки земляного полотна дороги.

Выбор вида (видов) грунтовых строительных материалов необходимо осуществлять с учетом их физико-механических и воднофизических свойств, назначения и конструкции проектируемого сооружения, условий работы земляного сооружения, времени и способа производства строительных работ.

Рекомендуется проводить изыскания грунтовых строительных материалов в радиусе до 3-5 км от проектируемого объекта согласно [34]. Изыскания их для строительства земляного полотна дорог допускается выполнять в прилегающей полосе шириной до 10 км от оси трассы.

Поисковые работы вдоль автомобильной дороги ранее предусматривались в полосе шириной до 2 км для определения мест заложения карьеров грунтов [17]. Вместе с тем поиски месторождений дорожностроительных материалов осуществляют в полосе шириной: до 10 км – песка или песчано-гравийной смеси и до 40 км – камня.

Пригодность грунтов для различных целей дорожного строительства (насыпей, основания) и в различных инженерно-геологических условиях определите с учетом [6, 7, 10, 11, 12, 16, 17, 31, 32].

Оцените строительные свойства различных видов строительных грунтов, намеченных к разведке, по их основным физикомеханическим характеристикам, перечень которых приведен в [9, 24,

4

табл.1], то есть оцените пригодность грунтов притрассовой полосы для дорожных работ на основе указанных выше нормативно-методических документов и литературных источников.

Учтите, что для возведения земляного полотна не допускается применять: глинистые грунты, находящиеся в текучем состоянии, обладающие низкой прочностью; лессы, лессовые и лессовидные – разновидность глинистых и пылеватых грунтов с повышенной пористостью, превышающей 40 % ; мергели, сланцевые глины, торф.

Подробные рекомендации по грунтам, пригодным и непригодным для земляного полотна, приведены в следующих источниках: [12, 16, 17, 38].

Качество грунтов, предлагаемых вами к разведке месторождений для оснований сооружений и земляного полотна, должно удовлетворять нормативным документам по физико-механическим свойствам [24, 27]. Свойства грунтов месторождений, предназначенных вами к разведке, сопоставьте с таковыми по нормативным документам, а также используйте для этого классификацию крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов по их дорожно-строительным свойствам [2].

Вопросы разведки месторождений дорожных строительных материалов (природных и техногенных) студентами должны решаться в соответствии с инструкциями по применению и классификации запасов к месторождениям. Их перечень приведен [34, прил. <<В >>].

Эти же данные [34, прил. <<И>>] возьмите за основу при назначении видов лабораторных определений состава, состояния и свойств грунтовых строительных материалов по различным их видам.

В состав изысканий (в т.ч. поисков и разведки) грунтовых строительных материалов включите необходимые виды работ с разъяснением их содержания согласно [34, п. 5.1-5.18]. При этом учитывайте также и излагайте особенности состава изысканий различных стадий и периодов строительства автомобильных дорог, мостовых переходов [34, разделы 6-9].

По каждому разведуемому месторождению (участку) грунтовых строительных материалов, каждому их виду обоснуйте и изложите комплекс геологоразведочных работ, в том числе методику поисков и разведки, объемы поисковых и разведочных работ, физикомеханических испытаний [9], принципы подсчета запасов грунтов. Используйте для разрешения этих задач также [14, 16, 17, 22, 26, 30].

По объектам разведки грунтов изложите методы и виды физикомеханических испытаний и количество проб согласно [34] с учетом [7,

5

8, 9, 12, 19, 20, 23, 28], а также Программе инженерных изысканий ..., 1972, с. 15; отчету “Бахтинское месторождение строительного камня для производства щебня”; Техническому отчету реконструкции автодороги Томск-Мариинск на участке строительства СтаропокровкаКолыон, 2002.

Во всех случаях разведки дорожно-строительных материалов предусмотрите в составе работ, кроме уже указанных, замеры уровней подземных вод в пределах месторождения, намеченного вами к разведке, изучение мерзлотности, трещиноватости (для скальных грунтов), характера слоистости, изучение условий залегания пород. Эти особенности могут оказывать то или иное влияние на разработку месторождения и качество добываемого материала.

Для месторождений, предлагаемых к разведке предусмотрите топографическую съемку участка с сечением горизонталей через один метр; проходку шурфов и скважин для установления качества строительного грунта и выяснения возможной глубины разработки. При однородных грунтах и простых геологических условиях выработки предусмотрите по сети 50 × 50 м и 100 × 50 м. При всех условиях количество выработок не должно быть менее пяти в контуре исследуемого месторождения. Их глубину предусмотрите в зависимости от требуемого объема грунта и условий его разработки (близость грунтовых вод и др.). Подсчет запасов минерального сырья как строительного материала осуществляется умножением площади разведанного тела (полезного ископаемого) на его мощность и объемный вес [16, 17].

Примерами содержания и изложения материалов по разведке месторождений природных строительных материалов могут быть следующие отчеты по инженерно-геологическому обеспечению дорожных работ:

1.Отчет “Бахтинское месторождение строительного камня для производства щебня”. Оперативный подсчет запасов, 2001 г. (фонды кафедры геологии).

2.Технический отчет по инженерным изысканиям по ремонту дорожной одежды автомобильной дороги “Томск-Мариинск”, том 11 Инженерно-геологические изыскания (фонды кафедры геологии).

3.Программа инженерных изысканий..., 1972 г. (фонды кафедры геологии).

Охарактеризуйте количественно и качественно согласно [34] с учетом [8, 9] рекомендуемые вами к применению близрасположенные

6

искусственные строительные материалы класса техногенных грунтов (скальных, дисперсных и мерзлых) [5]. В частности, отходы производства: отвалы вскрышных пород угольных разрезов, шахт, горелых пород угольных месторождений, шлаков и зол уноса электростанций, хвостов обогатительных фабрик, шлаков металлургических заводов и т.д. Они могут и должны в благоприятных условиях предусматриваться к использованию для отсыпки земляного полотна [8, 9, 12, 15, 35, 37].

Изложите конкретные рекомендации по использованию грунтов в земляном полотне по примеру проекта автомобильной дороги О.М. Скубеевой (фонды кафедры геологии).

При этом руководствуйтесь применительно к вашим условиям [7, 8, 29, 30].

7

Список рекомендуемой литературы

1.Автомобильные дороги. Примеры проектирования. – М.: Транс-

порт, 1983. – 303 с.

2.Афиногенов О.П. Механика грунтов в практике дорожного строительства: Учеб. пособие / О.П. Афиногенов, А.А. Журавель, В.Ф. Карманов. – Кемерово, 1983. – 83 с.

3.Бабков В.Ф. Проектирование дорог. Ч.1 / В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. – М.: Транспорт, 1987. – 242 с.

4.Бабков В.Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов: Учеб. пособие / В.Ф. Бабков, В.М. Безрук. – М.: Высш. шк., 1986. – 239 с.

5.ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. – М.: Госстандарт Рос-

сии, 1995. – 75 с.

6.ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами для дорожного и аэродромного строительства. – М.: Госстандарт, 1994. – 50 с.

7.ГОСТ 25607-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. – М.: Госстандарт, 1995. – 20 с.

8.ГОСТ 3344-83. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. – М.: Госстандарт СССР, 1983. – 17 с.

9.ГОСТ 82.69.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. – М.: Межгосударственный стан-

дарт, 1997. – 98 с.

10.Гурьев Т.В. Листы основного содержания (ЛОС) по теме “Земляное полотно автомобильных дорог” / Т.А. Гурьев, Е.В. Архангельский. – Архангельск, 1995. – 33 с.

11.Далматов Б.И. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений: Учеб. пособие. – М.: Недра, 1986 – 250 с.

12.Дорожно-строительные материалы: Учеб. для автомобильнодорожных институтов / И.М. Грушко, И.В. Королев, И.М. Борщ, Г.М. Мищенко. – М.: Транспорт, 1983. – 383 с.

13.Журавель А.А. Проектирование земляного полотна в сложных условиях / А.А. Журавель, В.Е. Науменко, О.П. Афиногенов. – Кеме-

рово, 1978. – 42 с.

14.Инструкция по поискам и разведке месторождений дорожностроительных материалов при изысканиях автомобильных дорог. – М.: Транспорт, 1957. – 37 с.

8

15.Кочеткова Р.Г. Техногенные грунты и их применение в дорожном строительстве // Автомобильные дороги: Научно-технический информационный сборник. – М., 2002, вып.6. – 32 с.

16.Кудрявцев М.Н. Изыскания и проектирование автодорог / М.Н. Кудрявцев, В.Е. Каганович. – М.: Транспорт, 1980. – 296 с.

17.Лавриненко Л.Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. – М.: Транспорт, 1991. – 296 с.

18.Леонович И.И. Механика земляного полотна / И.И. Леонович, Н.В. Вырко. – Минск: Наука и техника, 1975. – 232 с.

19.Мазуров Г.П. Физико-механические свойства мерзлых грунтов.

–Л.: Стройиздат, 1975. – 213 с.

20.Месторождения полезных ископаемых. – М.: МГУ, 2001. –

570 с.

21.Мюллер Г. Основы трассирования и разбивка автомобильных и железных дорог. – М.: Транспорт, 1990. – 239 с.

22.Ольховатенко В.Е. Основы инженерной геологии и механики грунтов: Учеб. пособие / В.Е. Ольховский, Н.С. Рязанов. – Томск: Том-

ский ун-т, 1997. – 245 с.

23.Попова З.А. Исследование грунтов для дорожного строительства: Лабораторные и практические работы. – М.: Транспорт, 1985. – 165 с.

24.Практическое руководство по техническому лабораторному контролю качества возведения земляного полотна автомобильных дорог. – М.: Минтранспорт, 1978. – 75 с.

25.Программа инженерных изысканий. Объект: Автодорога 38 км автодороги. – Кемерово: КузбассТИСИЗ, 1972. – 20 с.

26.Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженерадорожника. – М.: Транспорт, 1989. – 437 с.

27.СН-449-72. Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог. – М.: Стройиздат, 1973.- 86 с.

28.СНиП 11-д.5-72. Ч. 2. Автомобильные дороги. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1973. – 110 с.

29.СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. – М.: Минстрой России, 1997. – 43 с.

30.СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. – М.: Стройиздат, 1986. – 72 с.

31.СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги. – М.: Минстрой Рос-

сии, 1996. – 112 с.