База нормативной документации: www.complexdoc.ru

заданной высоты, а также показатель консолидации n, определяемый из формулы:

где t1 - время практической стабилизации деформации образца высотой h1 (или образца с односторонним оттоком воды);

t2 - время практической стабилизации деформации образца высотой h2 (или образца с двухсторонним оттоком воды).

Испытания следует проводить под несколькими различными нагрузками, меньшими и большими проектной.

Порядок проведения испытаний на консолидацию и обработки результатов изложен в приложении 1.

III. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА УЧАСТКАХ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО

ПОЛОТНА НА УЧАСТКАХ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

43. Конструкция земляного полотна на участках слабых грунтов может предусматривать:

а) полное удаление слабого грунта из основания насыпи и посадку ее на прочный подстилающий грунт;

33

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

б) сооружение насыпи непосредственно на слабом грунте с обоснованием конструкции и методов сооружения специальными инженерными расчетами.

Второй путь во многих случаях дает значительный экономический эффект, однако возможность применения этого решения должна быть надежно обоснована.

44. Проектирование земляного полотна на участках слабых грунтов в общем случае проводят в две стадии.

На стадии проектного задания выясняются принципиальная возможность и целесообразность использования слабого грунта в основании. Устанавливаются участки, где можно применить типовые решения и где требуется индивидуальное проектирование, в соответствии с действующими СНиП II-Д.1-62 и II-Д.5-62 и назначается конструкция земляного полотна. Конструкцию назначают на основе упрощенных методов расчета с использованием физико-механических характеристик грунтов, полученных, главным образом, непосредственно в полевых условиях, а также табличных данных (см. табл. 1 - 5) и результатов выборочных испытаний в лаборатории.

На стадии проектного задания все элементы конструкции окончательно назначают лишь в случае отказа от использования слабого грунта в основании. Если принимается решение об использовании слабого грунта в основании, то отдельные элементы конструкции, а в отдельных случаях и тип конструкции уточняют на стадии составления рабочих чертежей.

45. На стадии разработки рабочих чертежей составляют проекты на участки, для которых требуется индивидуальное проектирование. Составление индивидуальных проектов земляного полотна на участках слабых грунтов на стадии рабочего проектирования обязательно, независимо от общего установленного числа стадий проектирования дороги в целом во всех случаях, когда на стадии проектного задания выявлены принципиальная возможность и целесообразность использования слабого грунта в основании насыпи. В индивидуальном проекте уточняется конструкция земляного полотна, намеченная на стадии проектного задания, или решается вопрос о возможности применения более рациональной и более дешевой конструкции.

Выбор индивидуальной конструкции земляного полотна на участке слабых грунтов (насыпи на естественных основаниях,

34

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

частичное или полное удаление слабого грунта или торфа в основании, насыпи на сланях с вертикальными песчаными дренами или дренажными прорезями в основании, с устройством берм, с посадкой на устойчивое минеральное основание и др., переход болота с помощью эстакады) должен обосновываться технико-экономическими расчетами.

При этом расчеты проводят используя более точные методы и уточненные значения механических характеристик грунтов, полученных при дополнительных испытаниях в поле и в лаборатории.

46. Проектирование особо сложных индивидуальных объектов земляного полотна, требующих выполнения большого объема специальных обследований, может проводиться в три стадии:

I - составление проектного задания;

II - разработка технического проекта;

III - рабочее проектирование.

47. При использовании слабых грунтов в основании насыпей необходимо учитывать в проекте возможность следующих видов деформаций:

а) деформаций, связанных с превышением касательными напряжениями, возникающими в основании насыпи от внешних нагрузок, прочности (сопротивляемости сдвигу) грунта основания. Указанные деформации проявляются в виде выдавливания или выпирания грунта основания в стороны, за пределы подошвы насыпи (нарушение устойчивости основания);

б) деформаций, связанных с воздействием на грунт основания нормальных (сжимающих) напряжений, которые возникают в основании от внешней нагрузки и вызывают сжатие (уплотнение) грунта и связанную с этим осадку основания - первичную (фильтрационную) и вторичную (пластическую);

в) упругих деформаций, которые возникают в результате воздействия на основание насыпи транспорта, движущегося по поверхности полотна, и вызывают при значительной их величине преждевременный износ верхнего строения пути железных дорог и дорожных одежд автомобильных дорог.

35

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

48. Для учета этих деформаций наряду с общими требованиями, предъявляемыми к земляному полотну железных и автомобильных дорог действующими СНиП, при проектировании насыпей на слабых грунтах должны быть соблюдены следующие специальные требования:

а) обеспечена устойчивость основания;

б) установлена и по мере возможности снижена величина осадки;

в) обеспечено завершение интенсивной части осадки в заданный срок;

г) исключены недопустимые упругие деформации насыпи при движении транспорта.

В задачу проектирования входит выбор наиболее рационального типа конструкции земляного полотна и методов обеспечения указанных специальных требований. Эти вопросы решаются на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом категории линии или автомобильной дороги, предполагаемых сроков строительства, типа основания по устойчивости, мощности слабой толщи и вида слагающих ее грунтов, уклона кровли пластов, подстилающих слабую толщу, и других инженерногеологических условий, а также от протяженности участков со слабыми грунтами.

49. Необходимым условием, обеспечивающим возможность использования слабого грунта в основании проектируемой насыпи, является достаточная его устойчивость, в зависимости от которой следует различать три принципиальных типа оснований:

I - основания, не требующие специальных мероприятий по обеспечению устойчивости;

II - основания, для обеспечения устойчивости которых достаточно применение только мер технологического характера (соблюдение определенного режима отсыпки);

III - основания, которые требуют специальных конструктивных мер по обеспечению устойчивости (изменение конструкции насыпи или удаление слабого слоя).

36

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Методы оценки степени устойчивости основания и определения типа основания в зависимости от устойчивости на различных стадиях проекта изложены в пп. 57 - 178 настоящего раздела.

50. Недопустимые упругие деформации при использовании слабых грунтов в основании насыпи исключаются назначением определенной толщины насыпного слоя (с учетом осадки).

Минимальные толщины насыпного слоя для железных дорог указаны в табл. 6.

Таблиц a 6

Категория

Минимальная

линий

Тип слабого основания толщина насыпи, м

Минимальная толщина насыпного слоя для автомобильных дорог на участках торфяных болот устанавливается по табл. 7. В случае минеральных слабых грунтов значения, указанные в таблице, уменьшаются на 20 %, однако толщина насыпного слоя, как правило, не должна быть меньше 2 м.

Таблица 7

37

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

П р и м е ч а н и е . Если слабый слой погребен под слоем прочного грунта, минимальная толщина насыпного слоя может быть соответственно уменьшена на толщину слоя прочного грунта.

51. Насыпи железных и автомобильных дорог на участках слабых грунтов, как правило, следует возводить из дренирующих грунтов.

Насыпи для железных дорог высотой 0,8 - 1,2 м должны возводиться из крупного и средней крупности песка, гравия, гальки и щебня.

При высоте насыпи над поверхностью более 1,2 м, кроме указанных грунтов, допускаются мелкие пылеватые пески, а также легкие супеси, содержащие более 50 % частиц крупнее 0,25 мм и менее 6 % глинистых частиц диаметром менее 0,005 мм.

В особых случаях, когда в районе проектируемой железнодорожной линии отсутствуют указанные грунты, могут быть использованы местные мелкие пылеватые пески и легкие супеси, содержащие менее 50 % частиц крупнее 0,25 мм, с усилением конструкции насыпи по индивидуальным проектам. Усиление конструкции заключается в проектировании насыпи высотой не менее 2,0 м, в уположении откосов, устройстве берм и придании большей плотности грунтам при коэффициенте уплотнения части насыпи, расположенной выше поверхности

38

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

болота, не менее 0,95. Применение этих грунтов должно быть обосновано в проекте технико-экономическими расчетами.

Для насыпей высотой более 3 м допускаются глинистые грунты при условии устройства в основании насыпи капиллярного прерывателя из дренирующих грунтов.

Толщина слоя капиллярного прерывателя должна на 1,0 м превышать высоту капиллярного поднятия для используемого дренирующего грунта, а при обеспечении отвода воды от насыпи -

на 0,5 м.

Для автомобильных дорог требования к грунтам верхней части земляного полотна определяются СНиП II-Д.5-62.

Нижнюю часть автодорожных насыпей, в особенности на торфяных болотах, рекомендуется устраивать из дренирующих грунтов в целях обеспечения устойчивости насыпи, ускорения осадки и исключения существенного нарушения режима болота.

При этом толщина слоя дренирующего грунта должна быть на 0,5 м больше расчетной величины осадки насыпи.

52.В исключительных случаях, если отсутствуют местные дренирующие грунты, допускается использовать в нижней части автодорожных насыпей глинистые грунты при соответствующих технико-экономических обоснованиях. При этом следует, как правило, предусматривать мероприятия по осушению слабой толщи.

53.Для проектирования земляного полотна на участках слабых грунтов должны быть известны следующие данные:

общая мощность слабых отложений и мощность и расположение отдельных слоев, расчетные значения физико-механических характеристик грунтов;

положение уровня грунтовых вод (с учетом возможных колебаний);

высота насыпи (рабочая отметка), ее геометрические параметры и объемный вес грунта, а также данные о других физикомеханических свойствах грунта насыпи;

величина расчетной подвижной нагрузки.

39

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

54. При расчетах оснований земляного полотна железных и автомобильных дорог на участках слабых грунтов в общем случае учету подлежат усилия от веса насыпи, от верхнего строения пути (для железных дорог) и от подвижной нагрузки (в необходимых случаях).

Дополнительные усилия, возникающие в результате сейсмического воздействия, учитываются по специальным указаниям.

55. При проектировании железнодорожного земляного полотна различают три вида расчетных осевых и погонных нагрузок от воздействия локомотивов и подвижного состава (рис. 2, 3 и 4):

а) существующие нагрузки;

б) нагрузки ближайшей перспективы;

в) нагрузки отдаленной перспективы.

За максимальную скорость движения грузовых поездов в ближайшей перспективе следует принимать 100 км/ч, а рефрижераторных - 120 км/ч.

Максимальные скорости движения пассажирских поездов на отдельных ж.-д. линиях в ближайшей перспективе соответственно равны 120, 140 и 160 км/ч и в отдаленной перспективе - 200 - 250

км/ч.

Расчеты следует вести на нагрузки и скорости движения, планируемые на ближайшую перспективу.

Рекомендуется также проводить контрольные расчеты на нагрузки отдаленной перспективы. В этих расчетах используются характеристики грунтов основания, отвечающие состоянию их полного уплотнения под нагрузкой от веса насыпи.

Учет подвижной нагрузки осуществляется в соответствии с указаниями п. 62.

56. При проектировании земляного полотна автомобильных дорог подвижную нагрузку следует учитывать при расчете устойчивости, а также при расчете конечной величины осадки в том случае, когда полная толщина насыпного слоя (высота насыпи

иосадка), определенная без учета подвижной нагрузки,

40

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

оказывается менее 2,5 м, что практически может иметь место только при проектировании дорог с переходными типами покрытий (IV - V категорий).

Учет подвижной нагрузки осуществляется путем введения в

расчет увеличенной высоты насыпи в соответствии с указаниями п. 62.

Рис. 2. Расчетные нагрузки электровозов

41

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 3. Расчетные нагрузки тепловозов

42

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 4. Расчетные нагрузки подвижного состава

43