Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Автодороги arrow Рекомендации Рекомендации по проектированию земляного полотна дорог в сложных инженерно-геологическ  
15.08.2018
    
Рекомендации Рекомендации по проектированию земляного полотна дорог в сложных инженерно-геологическ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

УТВЕРЖДАЮ:

Зам. директора института
/Г. ХАСХАЧИХ/

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗЕМЛЯНОГО
ПОЛОТНА ДОРОГ В СЛОЖНЫХ
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ
УСЛОВИЯХ

Москва 1974

ПРЕДИСЛОВИЕ

Рекомендации по проектированию земляного полотна дорог в сложных инженерно-геологических условиях разработаны в развитие «Указаний по проектированию железных и автомобильных дорог», СН-449-72 и соответствующих глав СНиП по проектированию железных и автомобильных дорог. Такой документ выпускается впервые.

Работа выполнена на основе опыта проектирования, строительства и эксплуатации железных и автомобильных дорог в различных природных условиях. При этом были использованы методические пособия, рекомендации литературных источников, результаты научно-исследовательских работ, решения соответствующих совещаний Комитета по земляному полотну Научно-технического совета Министерства путей сообщения и Министерства транспортного строительства, а также замечания и предложения СоюздорНИИ, ДИИТа, МАДИ, МИИТа и других организаций.

В рекомендации не включены вопросы, относящиеся к проектированию насыпей на слабых основаниях, потому что они рассмотрены в «Методических указаниях по проектированию земляного полотна на слабых грунтах», разработанных СоюздорНИИ и ЦНИИСом и опубликованных в 1968 г.

Настоящие рекомендации разработаны ЦНИИСом, (д-р техн. наук Н.А. Перетрухин, кандидаты техн. наук А.С. Бутов, А.Ф. Высоцкий, В.В. Гулецкий, П.П. Дьяков, А.И. Песов, П.Г. Пешков, Б.И. Цвелодуб, Ф.И. Целиков, Е.А. Яковлева), при участии СоюздорНИИ (канд. техн. наук В.Д. Казарновский, инженеры Н.И. Вельмакина, Ю.М. Львович), Ленгипротранса (А.П. Кудрявцев, И.К. Аникин, Н.И. Басалаев, М.И. Богдановский, К.В. Васильев, А.А. Верещагин, С.В. Гальперин, Н.К. Котельников, В.Д. Ошерович, Л.Л. Перковский), Мосгипротранса (Н.М. Гродский, С.Н. Махлис, Н.А. Чернякова), Томгипротранса (канд. техн. наук В.П. Огоноченко), ХабИИЖТа (канд. техн. наук И.И. Бахарев, инж. Ю.Г. Супрунов), ГипродорНИИ Минавтодора РСФСР (инж. Л.Ф. Чурсина), МАДИ (канд. техн. наук В.А. Александров), МГУ (д-р техн. наук С.М. Флейшман), под общей редакцией д-ра техн. наук Н.А. Перетрухина.

Рекомендации рассмотрены и одобрены секцией строительства железных дорог совместно с секцией изысканий и проектирования автомобильных дорог научно-технического совета, а также Техническим управлением Минтрансстроя.

Авторы выражают глубокую благодарность д-ру техн. наук, профессору Г.М. Шахунянцу за детальное рассмотрение данной работы при ее подготовке к изданию и за ценные замечания и предложения, направленные на улучшение содержания рекомендаций.

Замечания и предложения по содержанию рекомендаций и результаты их применения просим направлять по адресу: Москва, 129329, Игарский проезд, 2, отделению земляного полотна и верхнего строения пути ЦНИИСа.

ЗАМ. ДИРЕКТОРА ИНСТИТУТА

Г. ХАСХАЧИХ

РУКОВОДИТЕЛЬ ОТДЕЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ

Б. ЦВЕЛОДУБ

1. Общие положения

1.1. Земляное полотно и водоотводные устройства железных и автомобильных дорог необходимо проектировать индивидуально на участках со сложными инженерно-геологическими, гидрологическими и природными условиями, когда устойчивость, прочность и нормальная работа типовых конструкций земляного полотна в условиях эксплуатации дорог не может быть обеспечена.

1.2. Назначение объектов для индивидуального проектирования обосновывается материалами инженерно-геологических изысканий на стадии разработки технического проекта. Состав и содержание проектов приведены в приложении 16.

1.3. Разработка рабочих чертежей по объектам индивидуального проектирования выполняется на основе материалов детального обследования инженерно-геологических, гидрогеологических, климатических условий и, при необходимости, условий промерзания - оттаивания грунтов на участках размещения проектируемых объектов.

1.4. Задачей индивидуального проектирования является разработка и обоснование технико-экономическими расчетами конструкций земляного полотна и дополнительных мероприятий, обеспечивающих устойчивость, прочность, долговечность земляного полотна и нормальное движение транспорта в данных природных условиях.

1.5. За основу индивидуальных проектов принимаются соответствующие типовые поперечные профили насыпей, выемок, водоотводных устройств, ограждающих или других проектируемых объектов.

В состав работ по индивидуальному проектированию входят:

проверка расчетом устойчивости откосов насыпей и выемок типовых конструкций с учетом местных условий;

обоснованный выбор мероприятий по обеспечению устойчивости откосов земляного полотна типовой конструкции, если по расчету они окажутся неустойчивыми;

проверка общей и местной устойчивости земляного полотна;

обоснованное назначение противодеформационных мероприятий по результатам расчетов отдельных элементов земляного полотна (устойчивости, прочности, величины осадки и т.д.).

1.6. Расчет земляного полотна, его основания и поддерживающих сооружений (подпорных стен, контрбанкетов и т.д.) на воздействие постоянной и временной нагрузок, определяющих напряженное состояние и деформативность грунта в откосах и основании полотна, производится по предельным состояниям.

Предельным является состояние, при котором земляное полотно в целом или его отдельные элементы (откосы, основание, поддерживающие сооружения) перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям - теряют способность сопротивляться внешним воздействиям, получают недопустимые деформации или местные повреждения.

1.7. Требуемая надежность расчета и необходимая гарантия от возникновения предельных состояний земляного полотна или его отдельных элементов обеспечиваются учетом условий и особенностей действительной работы земляного полотна и его основания, обоснованным выбором расчетных схем и предпосылок расчета, а также введением в расчеты возможных минимальных значений прочностных характеристик грунтов и наибольших нагрузок и воздействий.

Нагрузки и воздействия

1.8. Расчеты устойчивости земляного полотна, его основания и поддерживающих сооружений следует выполнять на основное сочетание действующих нагрузок и воздействия:

веса и давления грунтов;

веса сооружений и их частей, в том числе верхнего строения пути (для железных дорог), подпорных стен и т.п.;

подвижной, временной нагрузки;

воды на участках подтопления.

При этом необходимо учитывать сопротивляемость грунтов силовым воздействиям.

В сейсмических районах расчеты следует выполнять на особое сочетание постоянных и временных нагрузок, реакций и сейсмического воздействия.

1.9. Вес и давление грунтов следует принимать в соответствии с положениями глав СНиП [1 - 3], а в районах сейсмического воздействия - [4].

1.10. Нормативная удельная нагрузка на земляное полотно от веса верхнего строения пути железных дорог  принимается равной 0,15 кГ/см2 для железных дорог I и II категорий и 0,10 кГ/см2 - III - IV категорий.

Для автомобильных дорог величину  следует определять с учетом принятой по проекту дорожной одежды.

1.11. Нормативное удельное значение временной нагрузки на земляное полотно железных дорог  определяется в зависимости от типа локомотива и толщины балластного слоя, принятых для проектируемой линии по формуле

,                                                            (1)

где 2,7 - длина шпал, м;

hб - толщина балластного слоя, м;

 - нагрузка на 1 пог. м пути от веса поездов, т, определяемая по формуле

                                                             (2)

ΣР - суммарное давление на одну тележку локомотива;

жб - длина жесткой базы тележки локомотива.

Для железнодорожных линий I и II категорий, а также для вторых путей удельное значение временной нагрузки на земляное полотно целесообразно принимать равным предельно допускаемому давлению на основную площадку или, при установленных нормах уплотнения грунта верхней части насыпей, ориентировочно равным 0,8 кГ/см2.

Нормативное удельное значение временной нагрузки на земляное полотно автомобильных дорог  при расчетах устойчивости откосов определяется по формуле

                                                                    (3)

где  - нормативная нагрузка на одну гусеницу расчетной машины НГ-60, т/пог. м;

a - ширина базы нормативной нагрузки.

1.12. Воздействие на земляное полотно временной нагрузки, веса верхнего строения пути железных дорог и дорожной одежды, автомобильных дорог учитывается посредством введения в расчет условного слоя высотами hз и hза, определяемыми по формулам:

для земляного полотна железных дорог

                                                                 (4)

для земляного полотна автомобильных дорог

                                                             (5)

где γн - объемный вес грунта верхней части тела насыпи, кг/см3.

1.13. Расчетные схемы размещения условного слоя грунта, заменяющего временную и постоянную нагрузки приведена на рис. 1.

Для двухпутных и многопутных участков железнодорожных линий эквивалентную нагрузку на расчетных схемах следует показывать отдельно для каждого пути.

Рис. 1. Расчетная схема действия временной нагрузки на основную площадку земляного полотна дорог:

а - железных; б - автомобильных

1.14. Основными характеристиками сопротивления грунтов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления (сцепление - С, угол внутреннего трения - j, модуль деформации - Е и др.), устанавливаемые по результатам статистической обработки данных непосредственных испытаний грунтов (приложение 1) или, для расчетов на стадии разработки технического проекта, по данным СНиП [2].

1.15. Устойчивость и прочность земляного полотна следует проверять расчетами с использованием расчетной характеристики Ар грунтов, определяемой по формуле

                                                              (6)

где  - расчетное значение характеристики на период испытания грунта (см. приложение 1);

m - коэффициент условий залегания грунта в теле, откосах или основании земляного полотна, учитывающий возможность ухудшения характеристик вследствие сезонных изменений состояния и свойств грунта, а также работу земляного полотна, как конструкции в целом, которая не может быть отражена в расчетах прямым путем; величина коэффициента устанавливается в соответствии с экспериментальными данными или данными о действительной работе земляного полотна и его основания в аналогичных условиях строительства и эксплуатации. Значения m = 1 рекомендуется принимать для дренирующих грунтов, а также для других грунтов, при условии, что их состояние и свойства после возведения земляного полотна не будут приобретать худшие физико-технические характеристики по сравнению с показателями этих характеристик, полученными на период изысканий. Значения m = 0,75 рекомендуется принимать для сильнонабухающих грунтов, если такие грунты после возведения земляного полотна будут непосредственно подвержены интенсивному увлажнению, высыханию и промерзанию-оттаиванию. Промежуточные значения m от 1 до 0,75 следует принимать в зависимости от свойств и условий нахождения грунта в земляном полотне.

1.16. Силовое воздействие воды необходимо учитывать в случаях постоянного подтопления откоса проектируемого земляного полотна и спада горизонта подтопления, а также при вскрытии откосами выемки водоносных горизонтов путем уменьшения значений объемного веса грунта, соответствующего снижения расчетных сдвиговых характеристик и введения сил, характеризующих гидродинамическое воздействие.

2. Устойчивость откосов, склонов и поддерживающих сооружений

2.1. Оценка степени устойчивости и обоснование мероприятий, обеспечивающих необходимую устойчивость откосов земляного полотна и естественных склонов, в пределах которых размещаются проектируемые сооружения, являются основными задачами проектирования земляного полотна в сложных инженерно-геологических условиях.

2.2. Расчет устойчивости сооружений или их элементов необходимо выполнять при проектировании:

насыпей высотой более 12 м на прочном основании;

насыпей любой высоты на слабом основании;

насыпей подтопляемых;

насыпей высотой более 6 м из глинистых переувлажненных грунтов;

выемок глубиной более 12 м;

выемок глубиной менее 12 м, прорезающих массивы переувлажненных глинистых грунтов, грунтов со слоистой текстурой, с наличием водоносных слоев и в других неблагоприятных природных условиях;

выемок с высотой откосов более 16 м в скальных породах;

земляного полотна на крутых и неустойчивых косогорах.

2.3. Следует различать общую устойчивость откосов, склонов и сооружений и местную устойчивость откосов и склонов.

Нарушение общей устойчивости выражается в смещении большого объема грунтового массива, включающего весь откос или склон, или значительную их часть, а также сооружение в целом; нарушение местной устойчивости проявляется в смещении поверхностных слоев откоса или склона.

2.4. Оценка общей устойчивости откоса, склона или сооружения заключается в сопоставлении расчетных значений показателей устойчивости Кр с их нормативными значениями .

Общую устойчивость можно считать обеспеченной при соблюдении условия

Кр ³ .                                                                    (7)

2.5. За нормативный показатель общей устойчивости следует принимать обобщенный коэффициент устойчивости , определяемый по формуле

 = К1 ´ К2 ´ К3 ´ К4 ´ К5 ´ Км,                                             (8)

где К1 - коэффициент, учитывающий надежность данных о прочностных и деформативных характеристиках грунтов рассматриваемого массива (табл. 1); при малом числе исследованных образцов, когда расчетные параметры грунта получены с использованием коэффициентов, понижающих (ухудшающих) фактические значения рассматриваемых характеристик, целесообразно принимать К1 = 1;

К2 - коэффициент, учитывающий категорию линии (дороги), для которой проектируется данный объект (табл. 2);

К3 - коэффициент, учитывающий класс (ответственность) проектируемого объекта (табл. 3);

К4 - коэффициент, учитывающий соответствие расчетной схемы естественным инженерно-геологическим условиям (табл. 4);

К5 - коэффициент, учитывающий вид грунта и его назначение (табл. 5);

Км - коэффициент, учитывающий особенности метода расчета; его величину рекомендуется принимать по табл. 6 на основе имеющихся фактических материалов по учету степени устойчивости возведенных сооружений и результатов расчета этих сооружений на стадии проектирования в пределах от 0,8 до 1,1; в случае применения метода Терцаги-Крея рекомендуется принимать Км = 1.

2.6. Расчетные значения Кр показателя общей устойчивости откоса, косогора или сооружения определяются из основных уравнений статики:

                                                    (9)

где ΣРсд, ΣМсд - сумма проекций сил на принятые оси координат и моментов сил, вызывающих нарушение устойчивости;

ΣРуд, ΣМуд - сумма проекций сил на принятые оси координат и моментов сил, способствующих сохранению устойчивости.

Таблица 1

Степень изученности грунта

Величина К1

Отличная: грунт исследован большим числом опытов; изучена работа аналогичных сооружений, построенных с использованием данного вида грунта и сохраняющих устойчивость не менее 10 лет

1,0

Хорошая: число исследованных образцов грунта не менее 5; в природных условиях грунт изучен мало; имеются отдельные сведения о нормальном состоянии сооружений, построенных с использованием данного грунта

1,05

Удовлетворительная: число исследованных образцов грунта не менее 3; о работе сооружений в аналогичных условиях сведений не имеется

1,1

Таблица 2

Дороги

Категории

Величина К2

Железные

I и II

1,05

Железные

III и IV

1,03

Автомобильные

I и II

1,03

Железные

V

1,00

Автомобильные

III - V

1,00

Таблица 3

Степень ответственности проектируемого объекта

Величина К3

Очень высокая: нарушение устойчивости объекта может создать непосредственную угрозу движению транспорта или вызвать перерыв движения на срок более 1 суток

1,2

Большая: нарушение устойчивости объекта может вызвать перерыв движения транспорта сроком до 1 суток

1,1

Малая: при нарушении устойчивости объекта потребуется снижение скорости движения транспорта, будет нарушена нормальная работа водоотводных устройств

1,0

Таблица 4

Соответствие расчетной схемы местным условиям

Величина К4

Полное: плоскости ослабления грунтового массива явно выражены, грунт однородный

1,0

Приближенное: не имеется достаточного обоснования для выбора расчетной схемы, задача решается методом попыток

1,05

Таблица 5

Вид грунта

Величина K5

основания

насыпи

массива в естественном залегании

Песок

Дренирующий

Дренирующий

1,0

Песок

Глинистый

То же

1,03

Глинистый

Песок

- " -

1,03

Глинистый

Глинистый

Глинистый

1,05

Таблица 6

Метод расчета

Величина Км

Маслова-Берера [5]

0,8

Терцаги-Крея, Шахунянца [6, 7 и др.]

1,0

Другие методы

Примечание. ,  - расчетные величины коэффициента устойчивости рассматриваемого объекта, установленные по методу соответственно Терцаги-Крея и другому методу при одних и тех же расчетных характеристиках грунтов.

Оценка общей устойчивости

2.7. Для оценки общей устойчивости откоса, склона или сооружения необходимо:

выбрать расчетную схему на основе анализа материалов, характеризующих инженерно-геологические и другие местные природные условия, а также возможную форму нарушения общей устойчивости грунтового массива или проектируемого сооружения;

выполнить расчет устойчивости грунтового массива или проектируемого сооружения.

2.8. Расчетные схемы рекомендуется принимать с учетом возможных форм нарушения общей устойчивости проектируемого сооружения или грунтового массива. При этом поверхности смещения грунтового массива могут быть приняты круглоцилиндрическими или ломаными.

Круглоцилиндрические поверхности скольжения следует принимать при однородном строении грунтового массива, а также при слоистом залегании в случаях горизонтального расположения слоев или их падения в сторону, противоположную поверхности откоса или склона.

Методы расчета с ломаными поверхностями скольжения необходимо применять при наличии фиксированных плоскостей ослабления в грунтовом массиве.

В тех случаях, когда возможную форму нарушения устойчивости определить затруднительно, необходимо выполнять расчеты по нескольким вероятным схемам. За основу проектных решений следует принимать ту расчетную схему, при которой расчетный коэффициент устойчивости массива или проектируемого сооружения окажется минимальным.

2.9. Расчеты следует выполнять с привязкой к поперечным, по отношению к оси полотна, створам, исходя из условий плоской задачи для элемента проектируемого сооружения протяженностью 1 м вдоль трассы.

За расчетный необходимо принимать створ с наиболее неблагоприятным сочетанием факторов, влияющих на устойчивость сооружения (большая высота и крутизна откоса, большая мощность водоносных и переувлажненных слоев пород, низкие расчетные характеристики грунта, наклон слоев и т.д.).

Исходными материалами для расчетов являются:

данные, характеризующие инженерно-геологические и гидрогеологические условия участка размещения проектируемого сооружения, геологические разрезы;

расчетные значения физико-механических характеристик грунтов, слагающих грунтовый массив и его основание;

схема проектируемого сооружения, в том числе очертание откоса;

величина расчетных временных нагрузок.

2.10. Расчет устойчивости заключается в определении расчетного значения коэффициент устойчивости при заданных размерах проектируемого сооружения и временных нагрузок или подборе размеров сооружения или его элементов, при которых удовлетворяется условие обеспечения общей устойчивости (7).

2.11. Для определения численного значения расчетного коэффициента устойчивости можно применять методы расчета, известные по литературным источникам [5, 6, 7 и др.], а также методы, разработанные или уточненные проектными организациями (например, «Метод МРС» Перковского Л.Л., используемый в Ленгипротрансе, и т.п.).

В целях накопления сопоставимых результатов расчетов, выполняемых различными организациями, рекомендуется делать контрольные расчеты по методу Терцаги-Крея, и в проектах приводить численные значения расчетного коэффициента, полученного по этому методу и по методу, обычно используемому в данной организации. Для наиболее ответственных сооружений такие контрольные расчеты необходимо выполнять в обязательном порядке.

Трудоемкие работы, связанные с нахождением критической поверхности смещения и определением расчетного коэффициента устойчивости, целесообразно выполнить с применением ЭВМ.

2.12. Проверку устойчивости насыпей на слабом основании рекомендуется выполнять согласно [10].

Мероприятия по обеспечению общей устойчивости откосов

2.13. Мероприятия по обеспечению общей устойчивости откосов необходимо предусматривать в случаях, если при расчете окажется, что для типовых конструкций земляного полотна не соблюдается условие (7).

2.14. Противодеформационные мероприятия следует назначать с расчетом на снижение величины сил и моментов, способствующих нарушению устойчивости откосов или на повышение величины сил и моментов, способствующих сохранению устойчивости откосов в соответствии с уравнениями (9).

В качестве таких мероприятий могут быть использованы:

уменьшение крутизны откосов;

устройство разгрузочных берм на откосах выемок и склонах;

устройство пригрузочных берм или контрбанкетов в нижней части откосов насыпей или склонов;

применение подпорных стен;

полное или частичное удаление грунта основания или другие мероприятия, направленные на повышение прочности слабого основания земляного полотна.

2.15. Противодеформационные мероприятия и их параметры можно назначать конструктивно, учитывая местные условия, с обязательной проверкой общей устойчивости земляного полотна согласно положения пп. 2.4. - 2.12. Принимаемые к исполнению мероприятия следует обосновывать данными технико-экономического сравнения возможных вариантов с учетом эксплуатационных расходов и надёжности расчетов устойчивости.

2.16. Устройство системы водоотводных и дренажных сооружений является одним из обязательных противодеформационных мероприятий, назначаемых в зависимости от местных условий (разделы 5 - 7).

3. Выемки в переувлажненных глинистых грунтах

3.1. К переувлажненным следует относить мягкопластичные, текучепластичные и текучие глинистые грунты в природном залегании или переходящие в такое состояние в периоды производства работ по сооружению выемки или ее эксплуатации.

3.2. При проектировании выемок в переувлажненных глинистых грунтах необходимо устанавливать по данным расчетов:

крутизну и конструкцию откосов выемки;

мероприятия по обеспечению прочности и устойчивости основной площадки земляного полотна;

величину осадки основания вследствие его уплотнения.

3.3. Устойчивость откосов и деформативность основной площадки земляного полотна зависит от степени увлажнения глинистого грунта, поэтому проекты выемок необходимо разрабатывать с учетом:

состояния и свойств глинистого грунта в природном сложении;

изменений состояния и свойств грунта в процессе сооружения выемки, а также в условиях будущей эксплуатации земляного полотна;

назначения крутизны и очертания откосов, а также способов укрепления их поверхности соответственно состоянию грунтов в расчетный период;

выбора конструкции основной площадки земляного полотна и мероприятий по обеспечению ее прочности и устойчивости соответственно состоянию грунтов основания в расчетный период.

3.4. Конструкцию выемок в переувлажненных глинистых грунтах следует принимать в соответствии с [11].

Устойчивость проектируемых откосов высотой более 4 м и стабильность основной площадки земляного полотна необходимо проверять расчетами. При этом расчетные характеристики действующих факторов должны с возможно большим приближением отражать условия работы земляного полотна и его отдельных элементов в расчетный период.

За расчетный следует принимать период, соответствующий условиям нормальной эксплуатации земляного полотна, в течение которого состояние и свойства глинистого грунта с учетом их сезонных изменений характеризуются худшими показателями при условии, что строительные работы (в том числе по сооружению противодеформационных устройств) выполнены в соответствии с установленными техническими требованиями.

Строительный период, в течение которого состояние и свойства грунтов являются переменными вследствие изменения условий воздействия на них природных факторов, а также транспортных и строительных машин, принимать за расчетный, как правило, не рекомендуется.

3.5. Расчетные характеристики грунтов следует устанавливать по данным инженерно-геологического обследования проектируемых объектов в соответствии с пп. 1.14 - 1.16 и приложением 1, а также с учетом вероятных изменений состояния и свойств грунтов вследствие изменения условий их залегания.

При неоднородном сложении и увлажнении грунтового массива расчетные характеристики грунта следует уточнять по данным, получаемым в процессе производства земляных работ по устройству выемок.

Для расчетов на стадии разработки технического проекта разрешается использовать расчетные характеристики грунтов, приведенные в нормативных документах [2 и др.].

3.6. При разработке проектов земляного полотна, способов и технологии сооружения необходимо предусматривать мероприятия, способствующие повышению прочностных и деформативных характеристик грунта по сравнению с их значениями, полученными в период изысканий, в том числе:

надежную систему осушительных и водоотводных устройств;

правильное размещение кавальеров;

соответствующее и своевременное укрепление откосов;

недопущение движения транспорта по спланированной основной площадке земляного полотна до отсыпки на нее слоя дренирующего грунта расчетной толщины;

своевременное выполнение противодеформационных мероприятий с соблюдением установленных технических требований и т.д.

3.7. Расчеты устойчивости откосов высотой от 4 до 6 м, глубины замены грунта в пределах основной площадки и назначение конструкций противодеформационных мероприятий разрешается выполнять в пределах проектируемой линии для групп грунтов, однородных по генезису и условиям увлажнения.

3.8. Рабочие чертежи выемок глубиной более 6 м (в том числе, типы укрепления откосов) ширину закюветной полки, глубину замены грунтов в пределах основной площадки полотна и другие противодеформационные мероприятия при неоднородном сложении грунтового массива и наличии локальных источников увлажнения грунта необходимо корректировать в процессе производства земляных работ с учетом местных условий.

Расчет местной устойчивости откосов

3.9. Возможность появления сплывов и оползания поверхностных слоев грунта необходимо определять для откосов выемок в массивах, сложенных глинистыми грунтами:

переувлажненными в естественном залегании (В > 0,25);

с числом пластичности Wn £ 12, состояние и прочность которых резко изменяются даже при незначительном (1 - 3 %) различии во влажности;

средне- и сильнонабухающими (а > 0,10);

особых разновидностей (сильнозасоленные, содержащие закисные соединения железа и т.д.), склонные к активному химическому выветриванию.

3.10. Количественной оценке местной устойчивости откосов должно предшествовать определение:

мощности зоны выветривания;

характера возможного изменения состава, состояния и свойств грунта по глубине зоны выветривания в критических (расчетных) ситуациях;

расчетных показателей состояния или прочности грунта с учетом возможности их ухудшения за длительный период при изменении естественных условий залегания грунтового массива.

3.11. При определении мощности зоны выветривания необходимо учитывать ее ограничение глубиной сезонного промерзания с учетом характера снежного покрова на откосе (для всех глинистых грунтов) и усадочного трещинообразования (для средне- и сильнонабухающих грунтов).

3.12. Местную устойчивость откоса можно считать обеспеченной, если выполнены условия:

Wо £ Wт;                                                                  (10)

Ко ΣРсдв £ ΣРуд,

где Wо - ожидаемая влажность грунтов в поверхностном слое откоса с учетом их разуплотнения после набухания и морозного пучения;

Wт - влажность на границе текучести;

Рсдв, Руд - силы, соответственно сдвигающие и удерживающие откосную часть рассматриваемого массива грунта;

Ко - обобщенный коэффициент, учитывающий изменчивость во времени, состояние и неоднородность грунтов в массиве, условия работы грунта в откосе, приближенность метода расчета.

3.13. Расчетные показатели влажности и прочности грунтов следует определять в соответствии с п. 1.14 и приложениями 1 и 2.

3.14. В случае, когда условия (10) не выполняются, необходимо предусматривать согласно п. 3.23 и [12] мероприятия, направленные на повышение устойчивости откоса.

Проектирование основной площадки

3.15. Переувлажненные глинистые грунты в природном сложении имеют недостаточную несущую способность, подвергаются морозному пучению, а также разжижению при динамическом воздействии, поэтому при разработке проекта необходимо:

проверять расчетом прочность грунтов в пределах основной площадки;

предусматривать мероприятия, устраняющие неравномерные деформации основной площадки в период эксплуатации земляного полотна или сокращающие равномерные деформации до допустимых размеров.

3.16. Проверка прочности глинистого грунта в пределах основной площадки железнодорожного земляного полотна может быть выполнена сопоставлением:

фактической плотности скелета грунта под балластным слоем  с нормативной плотностью грунта ;

фактических напряжений, возникающих от действия подвижной нагрузки sф с величиной критического давления ркр, которое не вызовет неравномерных деформаций грунта основания (приложение 3).

3.17. Мероприятия по обеспечению прочности и устойчивости основной площадки железнодорожного земляного полотна следует назначать с учетом необходимости выполнения условий:

                                                             (11)

sф £ ркр,

а также условий, устраняющих возникновение неравномерного пучения грунта при его промерзании в пределах основной площадки.

Мероприятия по обеспечению прочности и устойчивости автодорожного земляного полотна следует предусматривать в соответствии с [11, 13, 31].

3.18. В качестве основного средства повышения прочности и устойчивости основной площадки железнодорожного земляного полотна в пределах выемок и нулевых мест следует применять замену глинистого переувлажненного грунта в пределах основной площадки дренирующим.

Величину замены необходимо определять расчетом в зависимости от состояния и свойств заменяемого грунта (см. приложение 3).

Ширину бермы между подошвой слоя замены и внутренней бровкой кювета следует назначать с запасом на размещение откосной части слоя замены при его увеличении за счет последующих осадок, возникающих вследствие уплотнения глинистого грунта основания.

Полную ширину обочины ℓоб можно определять по формуле

об = т + 1,5Sо,                                                            (12)

где ℓт - ширина обочины при типовом поперечном профиле, м;

Sо - величина осадки основания, м, определяемая по формуле

                                            (13)

2 - глубина, м, на которую практически распространяются напряжения от временной нагрузки;

hз - толщина слоя замены грунта (см. приложение 3), м;

Wp - влажность грунта на границе раскатывания, в долях единицы.

В проектах необходимо отмечать, что запас на осадку, возникающую при уплотнении глинистого грунта основания, следует создавать заблаговременно при отсыпке слоя дренирующего грунта во избежание последующих досыпок балласта в условиях эксплуатации дороги.

При этом общая толщина слоя дренирующего грунта hд c учетом запаса на осадку основания будет равна

hд = hз + So.                                                           (14)

Значения hз и So приведены в формулах 12 и 13.

3.19. В проекте производства работ по устройству основной площадки при замене глинистого грунта необходимо предусматривать:

применение для слоя замены дренирующего материала с коэффициентом фильтрации 1 м/сутки и более; размещение в нижней части слоя замены материала с более мелкими размерами частиц, например, песка средней крупности;

запрещение проезда автомашин по основной площадке, подготовленной для отсыпки слоя замены;

послойную отсыпку дренирующего грунта замены с соответствующим уплотнением.

3.20. Прочность основной площадки может быть повышена также путем соответствующей механической обработки слоя глинистого грунта с применением вяжущих материалов (цемента, извести и др.) и химических реагентов.

Выбор способов обеспечения прочности и устойчивости основной площадки требуется обосновывать технико-экономическими расчетами.

Противодеформационные мероприятия

3.21. Для отвода поверхностной воды из выемок целесообразно рассматривать варианты устройства углубленных кюветов или лотков, способствующих осушению и упрочнению грунтов основания земляного полотна.

При наличии в пределах выемки выходов грунтовой воды следует предусматривать ее перехват, каптаж и отвод от земляного полотна по кратчайшему расстоянию.

'>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: