2.3. Основні принципи спорудження насипів

Споруджувати насипи в будь-яких умовах дозволяється без обмеження за­стосування ґрунтів і відходів промисловості, що мало змінюють міцність і стійкість під дією погодно-кліматичних факторів. Ґрунти, що змінюють з часом міцність і стійкість під дією цих факторів і навантажень, відносяться до особливих ґрунтів, які дозволяється використовувати з обмеженнями, обґрунтовуючи в проекті їх використання результатами випробувань. В необхідних випадках слід передбачати конструктивні заходи для захисту цих ґрунтів від дії погодно-кліматичних факторів.

При використанні великоуламкових ґрунтів слід передбачати влаштування вирівнюючого шару між насипом та дорожнім одягом завтовшки не менше 0,5 м з ґрунтів, що містять уламки розміром не більше 0,2 м.

На сполученні земляного полотна з мостами на ділянках довжиною поверху не менше висоти насипу плюс 2 м (рахуючи від стояка) і по низу не менше 2 м необхідно проектувати насипи з нездимальних дренуючих ґрунтів.

Насипи слід проектувати з урахуванням несучої здатності основи. Основи поділяють на міцні і слабкі.

До слабких відносять основи, в яких в межах активної зони залягають шари слабких ґрунтів ( з модулем пружності менше 25 МПа) і завтовшки понад 0,5 м. Товщина активної зони визначається розрахунком.

У випадку, якщо шар слабкого ґрунту залягає на глибині, більшій ширини насипу по підошві, а також для насипу висотою понад 12м, розмір активної зони необхідно визначати розрахунком.

Крутизну укосів насипу висотою до 2 м слід призначати з урахуванням забезпечення безпечного з'їзду транспортних засобів у аварійних ситуаціях, як правило, на дорогах 1-ІІІ категорій не крутіше 1:4, а для доріг інших категорій - не крутіше 1:3.

Крутизну укосів насипів висотою понад 2 м, а також на цінних землях допускається збільшення крутизни укосів до граничних значень, наведених в таблиці 4.9, із встановленням огородження бар'єрного типу.

Наведена в таблиці 1.2 крутизна укосів передбачає їх укріплення методом висівання трав або дернуванням. При використанні інших, більш капітальних типів укріплення, крутизна може бути збільшена при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні та виконанні розрахунку стійкості укосів.

При слабких основах, використанні зв'язних ґрунтів підвищеної вологості, а також для підтоплених насипів крутизну укосів призначають на основі розрахунків або перевіряють розрахунком можливість застосування типового поперечного профілю.

При проектуванні резервів фактичний об’єм  потрібного ґрунту для насипу V_н  слід визначати за формулою:

 ,                                               (1.1)

де  K_{1 –} коефіцієнт відносного ущільнення (відношення найменшої щільності ґрунту в насипу, яка встановлюється з урахуванням даних таблиці 4.8, до його щільності в резерві або кар’єрі, що встановлюється при вишукуваннях). Орієнтовно коефіцієнт відносного ущільнення призначається за таблицею 1.3;

V_п -  об’єм запроектованого насипу, м.

Таблиця 1.2 - Найбільша крутизна укосів насипів

Ґрунт насипу	Висота укосу, м
	від 3 до 6	від 6 до 12
		в нижній частині від 0 до 6	у верхній частині від 6 до 12
Брили з слабковивітрюваних порід	1:1-1:1,3	1:1,3-1:1,5	1:1,3-1:1,5
Великоуламковий і піщаний (окрім дрібного та пилуватого піску)	1:1,5	1:1,5	1:1,5
Піщаний дрібний та пилуватий, гли­нистий та лесовий	1:1.5 1:1,75	1:1,75 1:2	1:1,5 1:1,75
Примітка 1. Під рискою подані значення для пилуватих різновидів ґрунтів у дорожньо-кліматичних зонах У-І - У-ІІІ і для однорозмірних дрібних пісків. Примітка 2. Висота укосу визначається як різниця між відміткою брівки насипу і відміткою підошви насипу. При наявності крутосхилості висота насипу визначається як найбільша різниця між відміткою брівки і відміткою підошви насипу (низової відмітки укосу).

Таблиця 1.3 - Значення коефіцієнтів відносного ущільнення ґрунту

Значення коефіцієнту відносного ущільнення К1, для ґрунту
Потрібний коефіцієнт ущільнення ґрунту	Пісок, супісок, суглинок пилуватий	Суглинок, глина	Лес і ле-соподіб-ний ґрунт	Скельний ґрунт при об’ємній масі, г/см3			Шлак, відвали переробної промисловості
				1,9-2.2	2,2-2,4	2,4-2,7
1,00	1,10	1,05	1,30	0,95	0,89	0,84	1,26-1,47
0,98	1,08	1,03	1,25	0,93	0,87	0,83	1,23-1,44
0,95	1,05	1,00	1,15	0,90	0,85	0,80	1,20-1,40

 

При проектуванні насипу з ґрунтів, вологість яких перевищує допустиму (таблиця 1.4), необхідно передбачати заходи, що забезпечували б необхідну стійкість земляного полотна. До таких заходів відносяться:

- осушення ґрунтів як природним шляхом, так і обробкою їх активними речо­винами типу негашеного вапна, активної золи уносу тощо;

- прискорення консолідації ґрунтів підвищеної вологості в нижній частині насипу (горизонтальні дренажі з зернистих або синтетичних матеріалів і ін.) та попередження деформацій насипів і їх розповзання (зменшення крутизни укосу і захист його від розмиву, влаштування горизонтальних прошарків з зернистих або синтетичних матеріалів і т.ін.). Влаштування покриття на таких насипах передбачається після закінчення консолідації насипу.

При вологості ґрунту менше 0,9 від оптимальної слід передбачати в проекті спеціальні заходи по їх ущільненню (дозволоження, ущільнення більш тонкими шарами та ін.).

При проектуванні насипу з висотою укосу понад 12м залежно від конкретних умов з метою забезпечення стійкості насипу і його укосів слід визначати розрахунком:

- конфігурацію поперечного профілю, що забезпечує стійкість укосів насипу;

- безпечне навантаження на основу, що виключає процеси бічного витиснення ґрунту;

- величину та протікання в часі осідання основи насипу за рахунок його ущільнення під навантаженням від ваги насипу.

Висоту насипу на ділянках доріг, що проходять на відкритій місцевості, за умовами снігонезанесення під час хуртовин слід визначати розрахунком за формулою:

                                              H=H_с+h  ,                                                   (1.2)

де Н – висота незаносного насипу, м;

Н_с - розрахункова висота снігового покриву в місці, де споруджується насип, з ймовірністю перевищення 5 %, м. При відсутності вказаних даних допускається спрощене визначення Н з використанням метрологічних довідників;

h - підвищення брівки насипу над розрахунковим рівнем снігового покриву, яке необхідне для його незанесення снігом, м.

Примітка. У випадку, коли h виявляється менше підвищення брівки насипу над розрахунковим рівнем снігового покриву за умовами снігоочищення h_с (див. нижче), у формулу (1.2) замість h вводяться h_с.

Підвищення брівки насипу (h) над розрахунковим рівнем снігового покриву не- обхідно призначати, м, не менше:

1,0- для доріг І категорії;

0,7-      -"-     ІІ    -"-;

0,6-      -"-     ІІІ   -"-;

0,5-      -"-     IV  -"-;

0,4-      -"-     V   -"-.

В районах, де розрахункова висота снігового покриву перевищує 1 м, необхідно перевіряти достовірність підвищення брівки насипу над сніговим покривом з умовою безперешкодного розміщення снігу, що видаляється з дороги під ча снігоочищення, використовуючи формулу:

         h =0,375 h_с^а/в ,                                          (1.3)

де h_с - підвищення брівки насипу над розрахунковим рівнем снігового покриву за умовами снігоочищення, м;

в - ширина земляного полотна, м;

а - відстань, на яку відкидається сніг з дороги при його видалені снігоочищувачем, м, для доріг з регулярним режимом зимового утримання допускається призначати а = 8 м.