Намыв насыпей

04.01.2017

Способы укладки грунта в сооружения

При укладке грунта в сооружение (дамб, плотин, площадок, насыпей автомобильных и железных дорог) необходимо, помимо соблюдения определенных размеров и конфигурации сооружения, обеспечивать требуемую плотность укладки грунта, а в некоторых случаях и раскладку грунта по фракциям.
При укладке грунта поток пульпы, вытекая из трубы на карту намыва, по мере удаления от места излива расширяется и скорость его уменьшается, в результате чего под действием силы тяжести из него выпадают частицы грунта. Причем чем ближе к месту излива, тем крупнее выпадают частицы. Мелкие же частицы вместе с водой поступают в пруд-отстойник, где выпадают мелкие фракции грунта и осветляется вода. Таким образом, при гидромеханизированном способе в процессе укладки грунта попутно осуществляется и раскладка его по фракциям, что используется при намыве плотин и других гидротехнических сооружений.
При гидравлической укладке грунта в большинстве случаев обеспечивается достаточная плотность, поэтому дополнительно уплотнять грунт не требуется.
Чтобы сооружения были устойчивыми и высокого качества, грунт необходимо укладывать в соответствии с техническими условиями и указаниями проекта на возведение сооружения. Всякое отступление от этих указаний вызывает повреждение сооружения в процессе намыва и снижение его качества.
В зависимости от физико-механических свойств грунта, а также вида намываемого сооружения грунт укладывают через торец трубы или через выпуски (отверстия). Песчано-гравелистые и песчаные грунты в большинстве случаев укладывают через торец пульпопровода с последующим наращиванием его, а суглинистые и глинистые — через выпуски.
На основе технологической схемы намыва намываемое сооружение разбивается на отдельные карты, огражденные первичными дамбами обвалования. Размеры карт намыва назначают исходя из условий соблюдения требований допустимой интенсивности намыва, обеспечивающей плотность намытого грунта, и полного использования производительности земснарядов.
Интенсивность намыва характеризуется мощностью слоя намыва в единицу времени (м/сут), определяется водопроницаемостью намытых грунтов. Опыт показывает, что допустимая интенсивность намыва для среднезернистых песков (0,8—0,9 м/сут) отвечает требованиям, предъявляемым к строительным свойствам грунта. При намыве пылеватых песков и супесей допускаемая интенсивность намыва не должна превышать 0,2—0,3 м/сут и назначается в зависимости от содержания пылевато-глинистых фракций. При содержании этих фракций свыше 10 % периодически делают перерывы на три-пять дней. Для равномерного распределения фракций пылеватого или песчано-глинистого грунта на картах намыва производится одновременно несколько встречных выпусков, что вызывает взаимное гашение скоростей встречных потоков. Точки выпуска пульпы на территорию располагают на равном расстоянии друг от друга, образуя определенную сетку на карте намыва. Расстояние между осями разводящих пульпопроводов, а также от пульпопровода до дамб обвалования назначается в зависимости от состава карьерного грунта и класса намываемой территории. Для пылеватых и глинистых песков оно обычно не превышает 50—60 м. Для равномерного осаждения и ускорения уплотнения мелких частиц в ходе намыва изменяется направление стока осветленной воды в пределах намываемой карты. С этой целью водосбросные устройства располагают в различных углах карты намыва или вдоль дамб обвалования через 80—100 м. Работа водосбросных устройств проверяется на пропуск сбрасываемой осветленной воды при наибольшей запроектированной интенсивности намыва. Для сброса осветленной воды обычно применяют колодцы шандорного типа, установленные в пониженных местах не ближе 8—10 м от дамб обвалования.
Намыв карт отгрузки полезного ископаемого

При технологической схеме, показанной на рис. 10.39, песчано-гравийная смесь без разделения по фракциям подается на склад, состоящий из 2—3 карт намыва. При намыве одной карты на другой ведутся подготовительные работы. Намыв осуществляется торцевым низконапорным способом. Заложение откосов штабеля 1:2. Для укладки труб применяется трубоукладчик TJ1-4. Порядок выемки песчано-гравийной смеси земснарядами аналогичен порядку выемки обычным способом.
Технологические схемы часто включают операции по сгущению гидросмеси, т. е. по удалению части воды, с целью обеспечения оптимальных режимов работы технологического оборудования. Для этого применяются различные сгустители, которые по принципу действия делятся на четыре типа:
• диафрагмовые, в которых с помощью диафрагмы отделяется часть верхнего потока гидросмеси, содержащая незначительное количество материала (рис. 10.40);
• колонковые с вертикально восходящим потоком, в которых осаждаются частицы с гидравлической крупностью, превышающей скорость потока воды (рис. 10.41);
• камерные, в которых частицы выпадают на дно камеры из-за уменьшения скорости потока;
• центробежные (гидроциклоны), в которых происходит сегрегация частиц по крупности под действием центробежных сил (рис. 10.42).
В сгустителе ГЦГ-1, разработанном во ВНИИнеруде, сгущение гидросмеси происходит непосредственно на добывающем земснаряде, и степень обезвоживания песчано-гравийной смеси позволяет ее транспортировать ленточными конвейерами и другими неспециализированными транспортными средствами.
Намыв насыпей
Намыв насыпей
Намыв насыпей

Намыв дорог, гидротехнических сооружений и территорий

Намыв автомобильных и железнодорожных насыпей. Основными объектами, сооружаемыми с применением гидромеханизации на строительстве железных и автомобильных дорог, являются насыпи земляного полотна, реже — выемки. Проектирование и намыв насыпей дорог ведут в соответствии с требованиями Строительных норм и правил (СНиП).
Намыв насыпей

Ширину земляного полотна (насыпей) дорог принимают по нормам, приведенным в табл. 10.30 и 10.31.
Дорожное земляное полотно по ширине с учетом применяемого оборудования гидромеханизации относится преимущественно к узкопрофильным сооружениям.
Дамбы первичного обвалования из песчаных грунтов размещают в теле насыпи. Дамбы из супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов располагают вне проектного контура насыпи, по окончании намыва они должны быть удалены. При креплении откосов железобетоном первичное и текущее обвалование выносят за проектный контур с последующей срезкой рыхлого слоя.
Намыв насыпей
Намыв насыпей

Устойчивость откосов насыпи в процессе строительства зависит от интенсивности намыва (роста сооружения по высоте), определяемой водоотдачей грунтов и водопроницаемостью основания (табл. 10.32), а также производительностью земснарядов.
Интенсивность намыва насыпей должна быть такой, чтобы грунт в процессе намыва успевал отдавать воду. При намыве насыпей из мелкозернистых и пылеватых песков необходимо подготовить не менее двух смежных карт: поочередно на одной из них ведут намыв, на другой происходит обезвоживание грунта в результате фильтрации воды.
Длина, м, карты намыва
Намыв насыпей

где Qгр — суточная производительность земснаряда по грунту, м3/сут; b — средняя ширина карты намыва, м; h — интенсивность намыва, м/сут (см. табл. 10.32).
Длину карты намыва определяют также в зависимости от производительности земснаряда (табл. 10.34).
Ширина карты намыва по основанию определяется шириной насыпи поверху и заложением откосов в зависимости от их крутизны (табл. 10.35).
Ниже приведена рекомендуемая минимальная ширина карт намыва.
Намыв насыпей

При сооружении высоких и узкопрофильных насыпей шириной 6—15 м поверху применяют рабочий профиль с намывом насыпи меньшей высоты и соответственно большей ширины. Излишек грунта на откосах после окончания намыва перемещают экскаватором или бульдозером наверх в проектный профиль, формируя «шапку» насыпи.
Намыв грунта подводной части насыпей и других сооружений ведут сосредоточенным выпуском пульпы из торцов периодически наращиваемого пульпопровода при свободном откосе, расположенном выше уровня воды на 1—1,5 м. Подводный откос при намыве формируют более крутым, чем надводный. Уклон подводного откоса зависит от намываемых грунтов и глубины водоема (табл. 10.35). С увеличением глубины воды (5 м и более), а также течения водотока подводные откосы намываемого сооружения выполаживают.
Намыв насыпей

Основные способы намыва насыпей железных и автомобильных дорог и других сооружений указаны в СНиП III-8—76.
При безэстакадном способе намыва (рис. 10.43, 10.44) производится сосредоточенный выпуск пульпы из торцов раструбных труб, укладываемых непосредственно на намытый грунт краном-трубоукладчиком повышенной проходимости без прекращения процесса намыва, который ведут слоями (ярусами) высотой до 1—1,5 м и более (при необходимости на проектную высоту насыпи) при наращивании труб и при укорачивании трубопровода — до 0,7—1 м. Этот способ применяют при намыве сооружения из гравелистых, крупно- и среднезернистых, мелких, реже пылеватых песков, обладающих достаточной несущей способностью. Безэстакадный способ является наиболее эффективным, так как обеспечивает полную механизацию работ и непрерывность процесса намыва, увеличивает коэффициент использования земснаряда по времени, обеспечивает тонкослойный намыв, не требует расхода лесоматериалов.
Намыв насыпей
Намыв насыпей

При безэстакадно-тонкослойном способе намыв ведут слоями 0,15—0,6 м (рис. 10.45), пульпопровод укладывают на намытый грунт, намыв ведут слоями высотой 1,5 м и более до проектной высоты сооружения.
При безэстакадно-встречно-торцевом способе (рис. 10.46) намыв каждого очередного слоя ведут в направлении, противоположном намыву предыдущего слоя, при работе одного из двух попеременно работающих водосбросных колодцев, что позволяет рассредоточить скопление мелких фракций грунта у водосбросных колодцев и значительно облегчить выполнение обвалования. Этот метод можно применить при повышенных требованиях к плотности и равномерности распределения грунта по фракциям при намыве, кроме продольно-торцевого. Метод применяют также при намыве слоями 1,5 м, выполняемом попеременно с обоих концов карты по направлению к одному колодцу в середине. Вода с карт намыва после частичного осветления в пруду-отстойнике через водосбросную систему (колодец, канаву) отводится за пределы сооружения.
Намыв насыпей
Намыв насыпей

Намыв дамб и плотин. По способу возведения земляные плотины делятся следующим образом: намывные, когда все операции по возведению сооружения выполняются способом гидромеханизации; намывные с насыпным ядром или призмами (ядро или наружные призмы возводятся сухой отсыпкой с последующей укаткой); полунамывные, основная часть которых возводится путем размыва гидромонитором сухого грунта, подвозимого в наружные призмы.
По распределению грунта намывные плотины подразделяются: на однородные, у которых состав грунта не меняется или мало меняется по всему поперечному профилю, неоднородные с ядром из мелких частиц и неоднородные с экраном, у которых при намыве на верхнем откосе образуется экран из мелких частиц.
Различают следующие способы намыва плотин:
• эстакадный с рассредоточенным выпуском пульпы, при котором с одного положения эстакады намывается слой высотой до 6 м, после чего трубопроводы перекладываются на эстакады следующего яруса;
• безэстакадный с торцевым выпуском пульпы, при котором с одного положения трубы намывается конус высотой 0,3—0,5 м, после чего без прекращения намыва наращивают краном следующую трубу с быстроразъемным соединением и намывают новый конус и т. д.;
• низкоопорный с сосредоточенным или рассредоточенным выпуском пульпы, при котором с деревянных опор намывается слой высотой 1—1,2 м.
Среди технологических схем намыва различают пионерноторцевую, двустороннюю, одностороннюю и мозаичную.
Пионерно-торцевая схема намыва применяется для намыва породы в воду при возведении нижнего яруса. Гидросмесь выпускается из торца пульпопровода, наращиваемого по мере появления из воды намываемой породы. Намыв может осуществляться безэстакадным и эстакадным способами. Плотность намытой под воду породы в процессе намыва незначительна, однако со временем она становится близкой к средней плотности.
Двусторонняя схема намыва (рис. 10.47) применяется при возведении плотин выше уровня воды с укладкой распределительных пульпопроводов вдоль откосов намываемой плотины параллельно друг другу. В центре сооружения образуется пруд-отстойник, где осаждаются мелкие частицы, формирующие ядро плотины. Для успешного сброса мелких фракций применяют беспрудковый намыв.
Намыв насыпей

В зависимости от степени однородности намытой породы возводимые по двусторонней схеме плотины могут быть с ядром или без ядра. При ε ≤ 2 плотина однородная, при ε = 2/3 плотина имеет центральную часть из более мелких фракций, при ε ≥ 3 образуется ядро. При намыве неоднородных пород прудок должен находиться в центральной части сооружения и может отклоняться в ту или другую сторону на расстояние до 10 % ширины намыва. Формируемое прудком ядро следует за отклонениями прудка-отстойника, в результате чего образуются языки и карманы песчаных и глинистых фракций в контакте ядра с боковыми призмами. Борьбу с этими нежелательными явлениями ведут регулированием расхода гидросмеси из труб, уменьшением скорости движения потоков и их рассредоточением, а также регулированием уровня прудка. Установлено, что при двустороннем намыве с прудком-отстойником вместе со сбросной водой отмываются частицы крупностью до 0,1 мм. При беспрудковом двустороннем намыве сброс мелких фракций будет большим и может достигнуть 16 %.
Односторонняя схема применяется при надводном намыве плотин, укреплении берега, расширении существующих сооружений, подготовке основания. По этой схеме возводятся земляные плотины и дамбы с пологими откосами, когда в основании залегают обводненные слабые породы, не поддающиеся удалению землеройными машинами. Намыв по односторонней схеме может осуществляться эстакадным, безэстакадным и низкоопорным способами с укладкой пульпопровода вдоль низового откоса плотины. Гидросмесь свободно растекается в сторону верхнего бьефа. Выпадение твердых частиц происходит постепенно, что приводит к образованию относительно пологого верхнего откоса. При необходимости увеличения откоса в верхнем бьефе устраивают заградительные дамбы для образования прудка-отстойника. Низовой откос плотины формируется и профилируется путем отсыпки попутного обвалования. К достоинствам этой схемы по сравнению с двусторонней схемой намыва относятся: уменьшение необходимого количества труб для пульпопроводов, отсутствие водосбросных устройств и уменьшение объема работ по обвалованию.
Мозаичная схема намыва применяется для возведения однородных сооружений из неоднородных пород. Намыв при этой схеме ведется с применением любого из описанных выше способов выпуска пульпы без прудка-отстойника. Выпуск пульпы из распределительных пульпопроводов необходимо осуществлять в такой последовательности, чтобы места выпуска пульпы поярусно смещались друг относительно друга. При таком способе выпуска распределения фракций по крупности в поперечном сечении сооружения не будет. Намытая таким способом плотина будет сравнительно однородной. Наиболее просто мозаичная схема осуществляется при безэстакадном способе намыва. Коэффициент относительной плотности намытой породы составляет 0,5—0,6.
Перекрытие русел рек при намыве плотин может осуществляться банкетным и намывным (безбанкетным) способами.
Банкетный способ применяют на реках с большим расходом и значительными перепадами воды. Создание банкета позволяет снизить или совсем перекрыть расход воды в русле и тем самым предотвратить унос водой намываемой породы плотины. Перекрытие включает два этапа: предварительное стеснение русла и закрытие прорана. Банкет возводится фронтальным, пионерным и комбинированным способами. Фронтальный способ основан на принципе равномерной подачи камня в поток по всему фронту перекрытия. Этот способ применяют для перекрытия больших рек с размываемым дном и осуществляют обычно с наплавных или стационарных устройств. Каменный материал также можно отсыпать с плавучих барж.
Намывной (безбанкетный) способ возведения плотин заключается в намыве в текущую воду перемычки из той же породы, из которой возводится русловая плотина. Основой безбанкетного намыва является непрерывное насыщение потока породой. В этом случае основной объем породы перемещается в сторону нижнего бьефа, придавая перемычке пологий вытянутый профиль, что приводит к созданию дополнительного подпора.
Скорость потока над намываемой перемычкой постепенно уменьшается, а намыв по высоте увеличивается. Степень насыщения потока породой зависит от приемов подачи породы в намываемую перемычку. Торцевой намыв применяют для стеснения русел при перекрытии. При этом наиболее эффективен безэстакадный способ намыва. Рассредоточенный намыв применяется в основном при закрытии прорана и осуществляется по всей ширине перемычки с эстакад. При использовании нескольких землесосных установок рассредоточенный намыв ведется из торца плавучих пульпопроводов, равномерно распределенных в проране. При намыве под воду достигается более эффективное осаждение породы и уменьшается вынос частиц потоком воды за пределы намываемого сооружения. В этом случае намыв ведется с концевого понтона, оборудованного подъемным устройством для опускания и подъема торца пульпопровода. При этой схеме намыва резко сокращается величина участка насыщения, которая зависит от расхода гидросмеси и потока реки на участке насыщения. Намыв породы под воду против течения применяется при перекрытии рек с помощью средних и крупных земснарядов, обеспечивающих скорость движения гидросмеси 7—8 м/с. Выпущенная против течения гидросмесь частично гасит энергию потока и создает зону затухания, что уменьшает вынос намываемой породы и увеличивает интенсивность намыва перемычки.
Намыв территорий. Намыв территорий (площадей) производится для промышленного и гражданского строительства. Намыв территорий ведут отдельными картами, число и расположение которых определяются в проекте производства работ с учетом размера намываемой территории, сроков производства работ, интенсивности намыва и очередности освоения намытой территории под застройку.
При производстве работ следует учитывать местоположение зданий и сооружений с большим удельным давлением и применять соответствующую технологию намыва на этих участках (под проектированными зданиями и сооружениями нельзя располагать водосбросные колодцы, границы смежных карт намыва и т. д.).
Для намыва территорий портов и аэродромов пригодны пески всех видов, супеси и песчано-гравийные грунты. Пылеватые грунты можно использовать лишь при укладке на участках, где будут расположены сооружения, не относящиеся к ответственным. При намыве следует обеспечивать однородность раскладки грунта по гранулометрическому составу и равномерность распределения мелких частиц без отстойных зон.
Для намыва территории применяют безэстакадный послойно-грунтоопорный, продольно-торцевой (бескольцевой), много-пульпопроводный и кольцевой способы намыва.
Безэстакадный намыв осуществляют слоями высотой до 1 м и применяют для крупно-, средне- и мелкозернистых песков. При содержании в карьерном песчаном грунте до 20 % пылеватых и глинистых фракций размером менее 0,05 мм стабилизация намытого грунта до среднеплотного сложения происходит в течение 2—3 мес.
При содержании в карьерном грунте свыше 20 % фракции менее 0,05 мм (в том числе глинистых не более 3—5 %) применяют также низкоопорный и продольно-торцевой способы намыва.
Для намыва территорий обычно применяют многопульпопроводный торцевой способ с использованием нескольких параллельно расположенных намывных пульпопроводов. Расстояние между ними зависит от гранулометрического состава грунта: чем крупнее фракции песка (гравия), тем меньше расстояние, и наоборот. Намыв из крайних пульпопроводов, расположенных по периметру площадки, создает опережающее обвалование. Намыв ведут с запасом грунта, достаточным для планировки поверхности территории под проектную отметку. После планировки намытой территории средняя высота перемыва не должна превышать 0,1 м. Недомыв грунта не допускается.
Намыв территории из связных грунтов и шламохранилищ выполняют также кольцевым способом. Пульпу выпускают из шиберных отверстий пульпопровода, уложенного по периметру сооружения.
Плотность намытого грунта зависит от гранулометрического состава грунта, его неоднородности, технологии намыва, консистенции пульпы. При растекании пульпы ее плотность понижается вдоль пляжа по направлению от места выпуска пульпы, где откладываются крупные фракции грунта, к прудку-отстойнику. При большой консистенции пульпы плотность уменьшается, при малой — увеличивается (до определенного предела). Наибольшая плотность укладки грунта достигается при консистенции пульпы в пределах 8—12 %. Плотность намытого грунта повышается также с увеличением его крупности при одном и том же коэффициенте неоднородности. Наиболее интенсивный процесс уплотнения в пляжевой части происходит в течение суток после намыва. Процесс повышения плотности связан с удалением избыточной воды.
Намываемый слой грунта воспринимает нагрузку последующих слоев после удаления избыточной воды (обезвоживания) и достижения плотности 1,48—1,6 т/м3. Дренирующие грунты (гравий, крупный песок) приобретают достаточную плотность в процессе намыва, тонкозернистые пески, супеси — через 1—39 сут (табл. 10.36).
Намыв насыпей

Применяют намыв грунта для подготовки основания для сооружения без снятия слабых грунтов. При послойном намыве сосредоточенный поток пульпы со скоростью около 5 м/с размывают слабый грунт на значительную глубину с образованием воронок, которые заполняются грунтом. Размеры воронок зависят от свойств слабого грунта, скорости и расхода пульпы. Намывом второго слоя достигается необходимая плотность и несущая способность.
Запас по высоте на уплотнение грунта принимают в размере 1,5 % высоты сооружения при намыве из супесчаных и суглинистых грунтов и 0,75 % при намыве из песчаных и песчаногравийных грунтов. Запас на унос грунта ветром принимают в пределах 0,5—2 % объема сооружения в зависимости от его вида профиля и района производства работ.
При намыве площадок высотой 2—3 м для аэродромов и других сооружений в болотистой местности со слаборазложившимся торфом мощностью 2—3 м выторфовывание не производят. Намыв ведут на торфяное основание по этапам. Первоначально намывают грунт из торцов пульпопровода на высоту 1,5—2 м. Затем экскаватором отрывают траншею для повышения устойчивости насыпи на болоте, устраивают обвалование и намывают верхний ярус с замывом траншеи.
Намыв насыпей па болотах и слабых основаниях

Намыв насыпей автомобильных и железнодорожных дорог, площадок под строительство, плотин и дамб на затопляемых и заболоченных землях ведут по индивидуальным проектам, учитывающим класс ответственности намываемого сооружения, деформационные свойства минеральных грунтов, слагающих основание намыва, физико-механические свойства намываемых грунтов, рельеф местности.
Для разработки проектов строительства и выбора наиболее эффективных технологий намыва необходимо знать геоморфологию заболоченных образований.
Так, пойменные болотные массивы, покрывающие широкие поймы рек, характеризуются стоком воды по всему фронту дренирования их рекой. В большинстве случаев пойменные болота имеют слабо наклонную поверхность в сторону реки. Примерами таких болот могут служить пойменные болотные массивы крупных рек Западной Сибири — Оби в среднем и нижнем течении и ее притоков.
Притеррасные болотные массивы отличаются от пойменных более высоким залеганием по отношению к уровню воды в реке. Поэтому они не подвергаются периодическим затоплениям речными водами весеннего половодья или дождевых паводков. При наличии широких и плоских террас эти болота имеют плакорное (плоское) залегание, в других случаях притеррасные болотные массивы залегают на склонах террас, во впадинах или притеррасных понижениях (рис. 10.48).
Болота котловинного залегания могут располагаться либо в полностью замкнутых и бессточных котловинах, либо в понижениях проточного характера. В замкнутых котловинах сток воды к болотному массиву происходит по склонам котловины, окружающих болото. Иногда из котловины имеется выход по одному или нескольким ручьям-водоприемникам.
Болотные массивы котловинного залегания являются одними из наиболее распространенных.
Площадь болотных массивов староречий невелика. Они могут быть представлены двумя основными типами: пойменными и притеррасными плакорного залегания.
Намыв насыпей

Последние хорошо выражены на равнинных реках Западной Сибири, где отдельные террасы достигают ширины до нескольких километров и занимают большие площади.
К основным физико-механическим свойствам грунтов, слагающих основание болот, которые учитываются при проектировании намывных работ, относятся: минеральный состав этих грунтов; гранулометрическая крупность и водные свойства (влажность, влагоемкость, водоотдача и водопроницаемость).
По минеральному составу к этим грунтам относятся: глина; суглинок; супесь; мергель чистый и сапропель (известковистый).
Абсолютная влажность минеральных грунтов находится в пределах: супесей — от 18 до 25 %, суглинков — 25—45 %, глин — 45—100 %, мергелей — до 165 % и сапропелей — до 305 %.
Водоотдача торфяных отложений очень мала — до 1—2%, несмотря на значительную влагоемкость — они активно впитывают, но с трудом отдают поглощенную воду.
Различают древесно-осоковую, древесно-тростниковую, осоковую, гипновую низинную, медиум-залежь, сосново-пушицевую, топяную низинную и комплексную торфяные отложения (залежи), имеющие, как правило, в естественном виде степень разложения от 15 до 60 % (в среднем 25—35 %) и относительную влажность 84—96 %.
Под воздействием внешних статических и динамических нагрузок (дамб, насыпей, работающих на поверхности землеройных машин) происходит уплотнение и осадка торфяного слоя. Осадка — это вертикальное перемещение слоев торфяного отложения под влиянием сжимающих усилий от внешних нагрузок, капиллярного давления и собственного веса отложения. Сжимающие усилия вызывают уменьшение пористости залежи за счет удаления из пор воды и воздуха и более плотной укладки твердых частиц скелета торфа.
При проектировании намывных работ необходимо учитывать следующие свойства торфяных отложений:
• намыв земляных сооружений на ранее осушенное болото может привести к большей величине осадки насыпи, чем на неосушенное болото такого же типа;
• степень разложения торфа существенно влияет на величину осадки. Торф с меньшей степенью разложения дает большую осадку, и наоборот;
• величина осадки зависит от мощности торфяного отложения, чем больше мощность залежи, тем больше возможная осадка;
• на величину осадки может повлиять тип торфяной залежи и ботанический состав торфа.
Залежи верхового типа, имеющие большую обводненность, при прочих равных условиях дают большую осадку, чем залежи низинного типа. На основании практических данных величину осадки торфяных залежей низинного типа, подстилающихся устойчивыми минеральными грунтами, приближенно принимают 15—25 % их глубины. Величина осадки залежей верхового типа находится в пределах 25—80 % их глубины в зависимости от степени разложения, влажности и мощности торфяной залежи.
В сложных, трудноучитываемых условиях протекает осадка залежей низинного типа, подстилаемых озерно-болотными отложениями: илом, сапропелем, мергелями и другими неустойчивыми грунтами.
Наибольшую осадку дают торфы моховой группы с наибольшей степенью разложения — от 5 до 30 %. Наименьшую осадку — торфы древесной группы с наибольшей степенью разложения до 70—80%.
Промежуточное положение занимают торфы травяной группы, средняя степень разложения которых 35—40 %.
В проектах норму осадки насыпей на болотах закладывают согласно СНиП 449—72, п. 7 (табл. 10.37) или рассчитывают по известному методу, разработчиками которого являются В.Н. Заяц и П.Л. Дрозд.
Намыв насыпей

Фактическую величину осадки намываемого сооружения на болотах и слабых основаниях определяют путем бурения контрольных скважин в теле насыпи или геодезическим методом, путем предварительной (до начала намыва) установки на намываемое основание марок, оснащенных вешками на жестко-закрепленных мачтах.
По строительной классификации различают три типа болот: I — болота, заполненные торфом и другими болотными отложениями устойчивой консистенции, сжимающимися под воздействием насыпи высотой до 3 м, но не выдавливающимися; II — болота, заполненные торфом и иными болотными отложениями разной консистенции, в том числе выдавливающимися под воздействием насыпи высотой до 3 м; III — болота, заполненные илом и водой, в том числе покрытые торфяной коркой (сплавиной).
Насыпи дорог на болотах намывают на основание, подготовленное в соответствии с требованиями СНиП Ш-8—76 и СНиП 449—72.
Согласно этим нормам, при возведении насыпей (преимущественно из дренирующих грунтов) для железных дорог высотой до 3 м на болотах I типа применяют полное (при глубине болота до 2 м) или частичное (более 2 м) выторфовывание с устройством продольных прорезей у подошвы откосов насыпи (рис. 10.49).
Намыв насыпей

Насыпи высотой более 3 м и глубиной болот менее 4 м сооружают с частичным выторфовыванием.
На болотах II типа, независимо от высоты насыпей, производят полное выторфовывание с посадкой насыпи на минеральное дно болота.
На болотах III типа насыпи намывают без выторфовывания (рис. 10.50) с предварительным удалением торфяной корки или без ее удаления. В последнем случае высота насыпи должна быть не менее 3 м над ее поверхностью.
При сооружении насыпей автомобильных дорог полное выторфовывание ведут на болотах I и II типов глубиной до 4 м при капитальном покрытии и до 2 м при облегченном покрытии, частичное выторфовывание — на дорогах с переходными и низшими типами покрытий. На болотах III типа глубиной до 4 м для дорог с любым типом покрытия насыпи намывают без выторфовывания — сажают на минеральное дно.
Выторфовывание и прорези в торфе обычно выполняют экскаватором зимой.
Намыв насыпей

Насыпи дорог намывают преимущественно безэстакадным способом по продольной схеме и сосредоточенным способом выпуска гидросмеси.
К торфяному основанию под плотины предъявляются требования меньшей водопроницаемости, достаточной сопротивляемости давлению от внешней нагрузки и равномерности осадки от симметричных частей сооружения. Этим требованиям удовлетворяют торфяные залежи, однородные по ботаническому составу и степени разложения, залегающие на твердом минеральном дне. Основания с различным ботаническим составом и различной степенью разложения менее устойчивы, характеризуются неравномерностью осадки и явлениями бокового выпирания. Малоустойчивыми являются торфяные основания, подстилаемые сапропелями, и совершенно непригодны для основания плотин торфяные залежи с прослоями разжиженных грунтов.
В соответствии с положениями механики грунтов, существующими классификациями торфяных залежей и опытом строительства на торфяных грунтах выделяются следующие три группы торфяных оснований для плотин:
1-я группа — торф устойчивой консистенции. Зона уплотнения, линейные деформации сжатия. Степень разложения торфа 40—60 % и относительная влажность 83—84 %. Основанием плотины может служить торф;
2-я группа — торф неустойчивой консистенции. Зона сдвигов и выдавливания торфа. Степень разложения более 60 %, влажность 83—84 %. Основание плотины — минеральное дно или торф в условиях равновесия предельного состояния;
3-я группа — сплавина. Вода и разжиженный торф, влажность 100 %. Основание плотины — только минеральное дно.
Перед началом строительства плотины производят подготовку основания. Подготовительные работы заключаются в удалении верхнего слоя торфяной залежи и проведении мероприятий по ее уплотнению.
Верхний слой торфяной залежи состоит из малоразложившегося торфа с включениями пней и корней различной древесной растительности. Разветвленная корневая система образует в залежи многочисленные разуплотнения, по которым возможна усиленная фильтрация воды. Поэтому на торфяных залежах верхового типа должен удаляться верхний слой торфа толщиной до 1 м, на залежах низинного типа — до 0,5 м.
Безусловному удалению из основания плотины подлежат чернозем, неразложившийся торф, мергели, сапропели и плывуны. Эти грунты выжимаются под нагрузкой и не обеспечивают устойчивости сооружения.
Мероприятиями по уплотнению залежи служат осушение и пригрузка торфяного основания песком. Пределы осушения — 83—84 %, уплотнения до плотности скелета — 1600 кг/м3. Кроме осушения и пригрузки, в практике гидротехнического строительства используют способ уплотнения и укрепления торфяных залежей сваями из песка, глины и других грунтовых материалов.
При слабых грунтах основания плотины возводят распластанного профиля. В тех случаях, когда можно удалить залегающие в основании слабые поверхностные илистые старичные или заторфованные грунты, а также торф, возводят сооружение обжатого профиля.
При подводном намыве возможно отжатие илистых наносов, находящихся на дне замываемой акватории. Отжим наносов возможен тогда, когда они находятся в рыхлом состоянии. Отжим иловых отложений происходит под действием силы тяжести намытого на ил грунта.
Заболоченные и подтапливаемые земли широко распространены в ряде районов России: Нечерноземье, Западной Сибири, Севере Европейской части и др. При намыве на них земляных сооружений применяют различные инженерные решения. Наиболее распространенным решением является удаление слабого грунта за пределы сооружения с последующей отсыпкой в его основание песка, гравия или песчано-гравийного материала, высота слоя которого должна превышать на 1—2 м уровень возможного подтопления. Широко также применяется намывной способ без удаления или с частичным удалением слабых грунтов.
Для намыва широких площадей применяют технологическую схему с устройством дренажных прорезей (рис. 10.51). Дренажные прорези в торфяниках устраивают экскаваторами. Разработанный торфяной грунт укладывают в виде валиков на площадки между соседними канавами. Прорези устраивают с уклоном в направлении к водоприемнику. Оптимальная толщина слоя намываемого грунта 2—5 м. Грунт в прорези омывают при последовательном перекрытии выпусков пульпопровода. По окончании намывных работ выступающую часть валиков над поверхностью намыва разравнивают бульдозером. При такой технологии намыва площадей обеспечиваются равномерное заполнение грунтом дренажных прорезей, подъем территории до незатапливаемых отметок, а также сохраняется значительная часть плодородного почвенного покрова.
Намыв насыпей

В некоторых случаях территорию, отведенную под намыв площади, делят на отдельные карты и в зависимости от крупности частиц грунта замывают путем торцевой или рассредоточенной подачи пульпы. Образующаяся при этом неровная поверхность планируется бульдозером.
Как показывает опыт намыва площадей, при мощности заболоченных грунтов до 6 м и толщине слоя намытого грунта около 5 м основная часть деформаций намытой поверхности заканчивается через полгода после окончания намыва.
При устройстве основания на заболоченной территории иногда применяют выторфовывание грунта отдельными участками. В других случаях для возведения основания сооружения применяют схему послойного намыва.
На первом этапе грунт намывают на естественное основание из слабого грунта сосредоточенным способом выпуска гидросмеси. Для намыва используют пески крупные и средней крупности. В процессе намыва торец пульповыпускной трубы периодически перемещают по слою ранее намытого грунта, например бульдозером-трубоукладчиком. Сосредоточенный поток гидросмеси, вытекающий из трубы со скоростью 3—5 м/с, размывает слабый грунт на значительную глубину и образует в нем воронки и каверны, которые постепенно замываются песком.
Намытый на первом этапе слой песчаного грунта позволяет устраивать обвалование карт намыва, производить перекладку и наращивание пульпопроводов — по этому слою (1,0—1,5 м) может передвигаться землеройная техника для рытья котлованов или прорезей в слабом грунте.
Наиболее интенсивно слабый грунт уплотняется на втором этапе намыва основания, при этом толщину слоя намытого грунта определяют в проекте расчетом на устойчивость.
В то же время, как показал опыт производства работ, намывной способ возведения основания без удаления слабых грунтов в некоторых случаях является экономически эффективным и технически обоснованным решением.
При устройстве основания на слабом грунте способом намыва сокращаются сроки строительства, упрощается технология и уменьшается стоимость возведения оснований, так как не требуется осушения заболоченных земель, исключается устройство сланей и пионерных насыпей для проезда землеройной техники.