RU2750895C1

RU2750895C1 - Method for construction of earthworks at subzero temperatures

Info

Publication number: RU2750895C1
Application number: RU2020137123A
Authority: RU
Inventors: Олег Михайлович Преснов; Кирилл Павлович Усманов
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-07-05

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction of earthworks, mainly in the Far North, it can be used, for example, in the construction of an earth bed, road embankments, dams, weirs from connected soils at subzero air temperatures in areas of permafrost and frozen soils. Method for constructing earthworks at subzero temperatures is proposed, including layer-by-layer laying of frozen soil and its compaction during the formation of an earthwork. Layer (3) of crushed stone and gruss is laid on filled frozen soil (1); coal mixed with sawdust (4) is laid on top of it, in the thickness of which fire-conducting cord (2) is laid with the output of the ends to the surface. After that, layer (3) of crushed stone and gruss is laid again, and layer of frozen soil (1) is poured on it and the cycle of layer-by-layer laying is repeated with the output of fire-conducting cord (2) ends to the surface from both sides of the earthwork. After that, the fire-conducting cord is ignited on both sides of the earthwork, and, thereby, layers (4) of coal with sawdust are ignited, and a uniform heating and compaction of the layers of frozen soil are performed. Layers (3) of crushed stone and gruss form reinforcing layers that increase the strength and stability of the earthwork.

EFFECT: invention makes it possible to accelerate the compaction of the soil and to increase strength and stability of the earthwork.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства земляных сооружений преимущественно на Крайнем Севере и может быть использовано, например, при возведении земляного полотна, насыпей автодорог, дамб, плотин из связных грунтов при отрицательных температурах воздуха в районах распространения мерзлоты и мерзлых грунтов.The invention relates to the field of construction of earthworks mainly in the Far North and can be used, for example, in the construction of subgrade, road embankments, dams, dams from cohesive soils at subzero air temperatures in areas of permafrost and frozen ground.

Известен способ возведения земляных сооружений в зимнее время, осуществляемый засыпкой талого грунта (Першин М.Н., Артюхина Г.И. Возведение земляного полотна автомобильных дорог: учеб. пособие / СПбГАСУ. - СПб., 2007).There is a known method of erecting earthworks in winter, carried out by backfilling thawed soil (Pershin M.N., Artyukhina G.I. Erection of a roadbed of highways: textbook / SPbGASU. - SPb., 2007).

Недостатками аналога являются повышенные трудозатраты и низкая эффективность, обусловленные сложностью поддержания грунта в талом состоянии при отрицательных температурах, а также сложностью работ по укладке талого грунта в насыпь из-за подверженности его промерзанию или переувлажнению.The disadvantages of the analogue are increased labor costs and low efficiency, due to the complexity of maintaining the soil in a thawed state at negative temperatures, as well as the complexity of the work on laying thawed soil in the embankment due to its susceptibility to freezing or waterlogging.

Известен способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, принятый в качестве прототипа, по которому рыхлят промороженное основание, вносят в разрыхленный грунт хлоридные соли, затем укладывают на него слой талого грунта текучей консистенции, поверх которого отсыпают слой мерзлого грунта в виде комьев с влажностью меньшей, чем у талого грунта, уплотняют указанные слои, рассеивают на их поверхности хлоридные соли, после чего выдерживают указанные слои до равномерного промораживания по всей высоте, затем цикл работ повторяется (Авторское свидетельство СССР №732439, дата приоритета 22.07.1977, дата публикации 05.05.1980, авторы: Е.М. Тимофеев и др., RU, прототип).There is a known method of erecting earthworks at negative temperatures, taken as a prototype, according to which the frozen base is loosened, chloride salts are introduced into the loosened soil, then a layer of melted soil of a fluid consistency is laid on it, on top of which a layer of frozen soil is poured in the form of lumps with less moisture, than thawed soil, the indicated layers are compacted, chloride salts are scattered on their surface, after which the indicated layers are maintained until uniform freezing along the entire height, then the cycle of work is repeated (USSR author's certificate No. 732439, priority date 07.22.1977, publication date 05.05.1980 , authors: E.M. Timofeev et al., RU, prototype).

Недостатками прототипа также являются повышенные трудозатраты и низкая эффективность, обусловленные, во-первых, трудоемкостью операций, связанных с рыхлением промороженного основания; во-вторых, подверженностью загрязнению и изменению состава грунта вследствие его химических реакций с хлоридными солями; в-третьих, продолжительностью выдерживания слоев в каждом цикле до равномерного промораживания по всей высоте.The disadvantages of the prototype are also increased labor costs and low efficiency, due, firstly, to the laboriousness of operations associated with loosening the frozen base; secondly, susceptibility to pollution and changes in soil composition due to its chemical reactions with chloride salts; thirdly, the duration of keeping the layers in each cycle until uniform freezing over the entire height.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание более эффективного способа возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, обеспечивающего сокращение времени возведения, а также повышение прочности и устойчивости земляных сооружений.The technical problem solved by the invention is the creation of a more efficient method of erecting earth structures at negative temperatures, which ensures a reduction in the construction time, as well as an increase in the strength and stability of earth structures.

Для решения технической проблемы и достижения технического результата предложен способ возведения земляных сооружений при отрицательных температурах, включающий послойную укладку мерзлого грунта и его уплотнение при формировании земляного сооружения. Новым является то, что на отсыпанный мерзлый грунт укладывают слой щебня и дресвы, поверх укладывают каменный уголь, смешанный с опилками, в толще которого прокладывают огнепроводный шнур с выводом концов на поверхность, после чего снова укладывают слой щебня и дресвы, а на него отсыпают слой мерзлого грунта и повторяют цикл послойной укладки с выводом концов огнепроводного шнура на поверхность с двух сторон земляного сооружения, после чего огнепроводный шнур поджигают с обеих сторон земляного сооружения и, тем самым, зажигают слои каменного угля с опилками и осуществляют равномерный прогрев и уплотнение слоев мерзлого грунта, а слои щебня и дресвы образуют при этом армирующие слои, увеличивающие прочность и устойчивость земляного сооружения.To solve a technical problem and achieve a technical result, a method is proposed for erecting earth structures at negative temperatures, including layer-by-layer laying of frozen soil and its compaction during the formation of an earth structure. The novelty is that a layer of crushed stone and grit is laid on the dumped frozen soil, coal mixed with sawdust is laid on top, in the thickness of which a fire-conducting cord is laid with the ends to the surface, after which a layer of crushed stone and grit is again laid, and a layer is poured onto it of frozen soil and repeat the cycle of layer-by-layer laying with the ends of the fire-conducting cord being brought out to the surface from both sides of the earthen structure, after which the fire-conducting cord is set on fire from both sides of the earthen structure and, thus, the layers of coal with sawdust are ignited and uniform heating and compaction of the frozen soil layers is carried out , and layers of crushed stone and gruss form reinforcing layers that increase the strength and stability of the earthen structure.

На чертеже схематично изображено земляное сооружение в виде насыпи, возведенной для реализации заявляемого способа, где:The drawing schematically shows an earthen structure in the form of an embankment, erected to implement the proposed method, where:

1 - мерзлый грунт;1 - frozen ground;

2 - огнепроводный шнур;2 - fuse cord;

3 - щебень и дресва;3 - crushed stone and grit;

4 - каменный уголь, смешанный с опилками.4 - coal mixed with sawdust.

Реализация заявленного способа возведения земляных сооружений при отрицательных температурах осуществляется следующим образом. На отсыпанный мерзлый грунт 1 укладывают слой 3 щебня и дресвы, поверх которого укладывают смешанный с опилками каменный уголь, образуя слой 4. При этом слой 3 щебня и дресвы образует поверхность для горения угля и препятствует проваливанию его в нижележащие слои. В толще слоя 4 каменного угля с опилками прокладывают огнепроводный шнур 2, концы которого выводят на поверхность. Затем снова укладывают слой 3 щебня и дресвы, чтобы не допустить перемешивания каменного угля с последующим слоем мерзлого грунта 1. После укладки нескольких слоев с выводом концов огнепроводного шнура 2 на поверхность с двух сторон земляного сооружения производят поджог огнепроводного шнура 2 с обоих концов, который зажигает слои 4 каменного угля с опилками, что, в свою очередь, вызывает равномерный прогрев всей толщи мерзлого грунта и происходит его консолидация. При этом обеспечивается ускорение уплотнения грунта, а слои щебня и дресвы становятся армирующими площадками.The implementation of the claimed method of erection of earth structures at negative temperatures is carried out as follows. Layer 3 of crushed stone and grit is laid on the poured frozen soil 1, on top of which coal mixed with sawdust is laid, forming layer 4. In this case, layer 3 of crushed stone and grit forms a surface for coal burning and prevents it from falling into the underlying layers. In the thickness of the layer 4 of coal with sawdust, a fire-conducting cord 2 is laid, the ends of which are brought to the surface. Then, layer 3 of crushed stone and grit is again laid to prevent mixing of coal with the subsequent layer of frozen soil 1. After laying several layers with the ends of the fuse cord 2 on the surface from both sides of the earthen structure, they ignite the fuse cord 2 from both ends, which ignites layers 4 of coal with sawdust, which, in turn, causes uniform heating of the entire thickness of the frozen soil and its consolidation occurs. At the same time, the acceleration of soil compaction is ensured, and the layers of crushed stone and gruss become reinforcing platforms.

Таким образом, при реализации изобретения достигается технический результат, который заключается в ускорении уплотнения грунта и в увеличении прочности и устойчивости земляного сооружения.Thus, when implementing the invention, a technical result is achieved, which consists in accelerating the compaction of the soil and in increasing the strength and stability of the earthen structure.

Claims

A method of erecting earthworks at negative temperatures, including layer-by-layer laying of frozen soil and its compaction during the formation of an earth structure, characterized in that a layer of crushed stone and gruss is laid on the dumped frozen soil, coal mixed with sawdust is laid on top, in the thickness of which a fire-conducting cord is laid with the output of the ends to the surface, after which a layer of crushed stone and grit is again laid, and a layer of frozen soil is poured onto it and the cycle of layer-by-layer laying is repeated with the ends of the fuse cord being brought out to the surface from both sides of the earthen structure, after which the fuse cord is set on fire from both sides of the earthen structure and thus the layers of coal with sawdust are ignited and uniform heating and compaction of the frozen soil layers is carried out, and the layers of crushed stone and gruss form reinforcing layers that increase the strength and stability of the earthen structure.