3. Расчёт устойчивости основания

В расчете устойчивости оснований необходимо определить возможность и степень опасности бокового выдавливания грунта из-под подошвы. На основе результатов расчета делается вывод о возможности использования слабых грунтов оснований.

Устойчивость основания считается обеспеченной при величине коэффициента безопасности большей или равной единице (К_без ≥ 1). Устойчивость основания определяется по формуле:

, (5.18)

где P_без – безопасная (предельная) нагрузка, МПа;

P_расч – расчетная проектная нагрузка, МПа.

Расчет на быструю отсыпку земляного полотна производится следующим образом.

Расчетная нагрузка определяется по формуле:

, МПа (5.19)

где γ_н – удельный вес грунтовой насыпи в уплотненном состоянии, кг/м³;

Н_расч – расчетная высота насыпи, м;

S_кон – конечная осадка основания, м.

Безопасная нагрузка для условия быстрой отсыпки, исходя из прочностных свойств грунта, определяется по формуле:

, МПа (5.20)

где C_нач – удельное сцепление грунта в предельном (начальном) состоянии, МПа;

γ – удельный вес грунта, кг/м³;

z – мощность слоя слабого основания, м;

φ_нач – угол внутреннего трения, град;

β – коэффициент, определяемый по графику [6].

Расчетную нагрузку определяем для каждого пикета по формуле (5.19):

ПК 65+00: (МПа);

ПК 66+00: (МПа);

ПК 67+00: (МПа);

Определяем безопасную нагрузку на основание по формуле (5.20).

Для определения β необходимо использовать соотношения W и U(v), рассчитанные в пункте (5.2) по формулам (5.4) и (5.8):

ПК 87+00: ,

;

ПК 88+00: ,

;

ПК 89+00: ,

;

ПК 90+00: ,

.

По компрессионной кривой W=f(P) [6] определяем влажность грунта, соответствующую расчетным нагрузкам для каждого пикета:

ПК 87+00: W=540 проц.;

ПК 88+00: W=510 проц.;

ПК 89+00: W=490 проц.;

ПК 90+00: W=390 проц.

Используя найденную влажность грунта основания (суглинок тяжелый пылеватый слабозаторфованный), по графику зависимостей механических характеристик торфяного грунта [6] определяем значения сцепления и угла внутреннего трения для каждого пикета:

ПК 87+00: C_нач=0,020 МПа, φ_нач=7 град;

ПК 88+00: C_нач=0,023 МПа, φ_нач=7 град;

ПК 89+00: C_нач=0,024 МПа, φ_нач=7,5 град;

ПК 90+00: C_нач=0,035 МПа, φ_нач=8,5 град.

По графику [6] определяем коэффициент β для каждого пикета:

ПК 87+00: β = 0,16;

ПК 88+00: β = 0,14;

ПК 89+00: β = 0,14;

ПК 90+00: β = 0,14.

Безопасную нагрузку определяем для каждого пикета по формуле (5.20):

ПК 87+00: (МПа);

ПК 88+00: (МПа);

ПК 89+00: (МПа);

ПК 90+00: (МПа).

Коэффициент безопасности определяем для каждого пикета по формуле (5.18):

ПК 87+00: ;

ПК 88+00: ;

ПК 89+00: ;

ПК 90+00: .

Условие безопасности соблюдается, следовательно, устойчивость насыпи при быстрой отсыпке обеспечена на ПК 87+00, ПК 88+00, ПК 89+00 и ПК 90+00. Слабый грунт может быть использован в качестве основания, но необходимо решить вопрос о режиме отсыпки насыпи и времени завершения интенсивной части осадки.