НАСЫПЬ НА МЕРЗЛОМ ГРУНТЕ

Настоящая полезная модель относится к области строительства и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлом грунте, как в летнее, так и в зимнее время года.
Известно земляное полотно на болотах, включающее насыпь, уложенную на основание с теплоизоляционным слоем, выполненным с уклоном от продольной оси насыпи к ее краям (SU, №578392, кл. Е01C 3/00, 1976 г.).
Недостатком известного решения является то, что при эксплуатации оттаявшая свободная вода при переменных нагрузках проникает в структуру теплоизоляционного слоя и насыпи, разжижая ее и ухудшая теплозащиту мерзлого основания, что, в целом, снижает эффективность известного решения.
Известна насыпь на мерзлом грунте (SU, №841418, кл. Е01С 3/06, Е02D 17/00, 1979 г.), включающая выпуклый слой теплоизоляционного материала, помещенного в непроницаемую оболочку, расположенный на мерзлом основании насыпи, переувлажненный грунт. Слой теплоизоляции покрывает поверхность и откосные части переувлажненного грунта, а на верху данной конструкции расположен слой дренирующего грунта.
Наиболее близким техническим решением является насыпь на грунте по СНиП 3.06.03-85, включающая выпуклый слой теплоизоляционного материала, помещенного в непроницаемую оболочку, расположенного на мерзлом основании насыпи, переувлажненный грунт с прослойками из гидравлического вяжущего материала.
Недостатками известных технических решений является фактор скапливания свободной воды на поверхности насыпи при оттаивании мерзлого грунта. При этом, вода при действии переменной нагрузки, например, при проходе транспорта по дороге, поднимается по капиллярам и часть грунта переходит в водонасыщенное - текучее состояние, что приводит к резкому снижению несущей способности и устойчивости насыпи. Кроме того, снижается устойчивость откосов насыпи.
При создании настоящей полезной модели была поставлена задача по разработке более эффективной в процессе эксплуатации в летний период времени конструкции насыпи на мерзлом грунте.
Техническим результатом является повышение устойчивости за счет укрепления отдельных зон тела насыпи, включая откосы, предотвращения ее водонасыщения и разжижения, а также снижение негативного теплового воздействия в летние периоды времени на тело насыпи.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что насыпь на мерзлом грунте, включает выпуклый слой теплоизоляционного материала, помещенного в непроницаемую оболочку, расположенного на мерзлом основании насыпи, и переувлажненный грунт с прослойками из гидравлического вяжущего материала. Согласно полезной модели прослойки из гидравлического вяжущего материала уложены на фильтрующее полотнище из геотекстиля, а в откосах насыпи расположены, по крайней мере, два вертикальных слоя из гидрофильного материала.
Расположение гидравлического вяжущего вещества на фильтрующее полотнище из геотекстиля позволяет снизить влажность грунта и получить прочные армированные прослойки в теле насыпи, что повышает структурную прочность насыпи и эффективность конструкции насыпи. Кроме того, при тепловом воздействии на грунт, образующиеся излишки воды будут выводиться из тела насыпи по сформированным слоям.
Расположение вертикальных слоев из гидрофильного материала в откосах будет способствовать объемному поглощению части воды и снижению влажности большей зоны откосов, что повышает структурную прочность системы и, соответственно, устойчивость насыпи в целом, а также повышение эффективности конструкции и работы насыпи во время ее эксплуатации.
Полезная модель поясняется чертежом, где изображена конструкция насыпи на мерзлом грунте.
Насыпь на мерзлом грунте, включает выпуклый слой 1 теплоизоляционного материала, помещенного в непроницаемую оболочку 2, расположенного на мерзлом основании 3 насыпи. На выпуклом слое 1 располагают горизонтальный слой 4 из переувлажненного или некондиционного высокольдистого грунта. Выше на слой 4 уложены прослойки 5 из гидравлического вяжущего материала, между которыми расположены фильтрующее полотнище 6 из геотекстиля. В откосах насыпи, для их усиления, образованы два вертикальных слоя 7 из гидрофильного материала, например вяжущего гидравлического материала или пористых гранул.
Строят насыпь следующим образом. На мерзлое основание 3 укладывают выпуклый слой 1 теплоизоляционного материала в непроницаемой оболочке 2. Затем укладывают горизонтальный слой 4 из переувлажненного или некондиционного высокольдистого грунта и прослойки 5 из гидравлического вяжущего материала на фильтрующих полотнищах 6 из геотекстиля. Затем прорезают в откосах насыпи вертикальные щели, образуя вертикальные слои 7, и заполняют их гидрофильным материалом.
Во время эксплуатации насыпи образуется свободная вода, за счет которой часть грунта переходит в водонасыщенное - текучее состояние, что приводит к резкому снижению несущей способности и устойчивости насыпи. Однако, фильтрующие полотнища 6 и 7, расположенные между слоями впитывают излишнюю влагу, которая отводится за пределы насыпи (на фиг. не показано), за счет чего происходит объемное снижение влажности большей зоны, и повышение структурной прочности откосов и, соответственно, устойчивости насыпи.
Насыпь на мерзлом грунте была смоделирована в строительной лаборатории кафедры ПСК и показала возможность ее реализации в реальных условиях строительства.