Способы укрепления откосов

Способы укрепления откосов

На дорогах, особенно у высоких насыпей или глубоких выемок, часто приходится наблюдать размыв откосов или дна кюветов после прохода весенних вод и дождей. Причем можно отметить, что размыв откосов, выемок и насыпей зависит в значительной степени (помимо уклона и длины откосов) также и от рода грунта, из которого построена насыпь или в котором заложена выемка, а для кюветов также и от продольного уклона.

В отношении устойчивости против размыва все грунты можно разделить на следующие три категории:
а) легко размываемые (мелкие супеси, лессовые и пылеватые грунты, пылеватые мелкозернистые пески);
б) средне размываемые (более связные пылеватые суглинки, супеси);
в) трудно размываемые (глинистые, тяжелые суглинки, гравелистые, скальные и пр.).

Каждый грунт, не подвергаясь размыву, может допустить движение по нему воды только до определенной предельной скорости, свыше которой грунт начинает размываться и оплывать.

В целях предохранения откосов земляного полотна и дна кюветов от размыва, оползания и выдувания надлежит производить укрепление их.

К мерам, применяемым против размыва откосов, относится:
— укрепление откосов засевом травы;
— одерновка сплошная, в клетку или в стенку;
— укрепление хворостом;
— укрепление фашинами;
— посадка кустарника или деревьев;
— укрепление плетневыми клетками;
— замощение.

Откосы выемок и насыпей, находящиеся вне водотоков и затопляемых резных пойм, подлежат укреплению в зависимости от характера грунтов, климатических условий и высоты откоса. При назначении типа укрепления учитывается наличие местных материалов. Откосы насыпей и выемок в пылеватых и мелкозернистых песках рекомендуется укреплять сплошной одерновкой, независимо от высоты насыпи. Откосы насыпей и выемок в супесчаных и пылеватых грунтах укрепляются: при насыпи высотою до 2 м засевом травы, при насыпи от 2 до 4 м и выемке. до 4 м одерновкой в клетку и засевом травы, свыше 4 м одерновкою сплошь.

Откосы насыпей и выемок при пылеватых суглинках и в глинистых грунтах укрепляются в насыпях высотою до 4 м засевом травы, а в насыпях высотою свыше 4 м одерновкою сплошь, в выемках высотою до 2 м для указанных грунтов укрепление не требуется. В выемках высотою свыше 2 м откосы укрепляются одерновкою в клетку и засевом травы.

Укрепление откосов насыпей на поймах рек в пределах затопления выполняется в зависимости от ширины разлива, высоты волны, скорости течения и наличия материалов на месте. Укрепление откосов насыпей в таких случаях выполняется по заранее разработанным проектам. В частности к таким укреплениям откосов относятся: двойная и одиночная, мостовая, укрепление плетневыми клетками и пр. К мерам, применяемым против размыва дна и откосов кюветов, относятся:
а) в слабых легкоразмываемых грунтах (мелкие супеси, лессовые и пылеватые грунты и пылеватые мелкозернистые пески) при значительных расходах воды и уклонах кювета от 1 до 3%, а при более связанных грунтах (пылеватые суглинки, супеси), при уклонах от 2 до 3% — укрепление откосов кюветов производится одерновкой, а дно засыпкой щебнем с утрамбовкой (щебневанием) или мощением камнем (на мху или соломе);
б) при уклоне от 3 до 5% при значительных расходах и размываемых грунтах укрепление дна и откосов кюветов производится мощением камнем (на мху или .соломе), причем откосы' кюветов отмащиваются на высоту заполнения водой + 10 см. При уклонах более 5% устраиваются перепады.

В трудноразмываемых грунтах (глинистые, щебневатые и др.) укрепление кюветов производится только в том случае, когда эта необходимость под¬тверждается расчетом количества и скорости поступающей воды. Способ укрепления кювета должен быть указан в проекте.

Укрепление откосов выемок можно производить непосредственно вслед за окончанием устройства откосов, откосы же насыпей укрепляются после их осадки.

Способы укрепления откосов
1. Укрепление откосов засевом трав

Растительные грунты в отношении пригодности для произрастания трав разделяются на тяжелые, т. е. такие, на которых трава плохо принимается.

К ним относятся пески и глины; средние, к которым относятся суглинки и супеси и легкие — черноземные и другие грунты с большим содержанием примесей растительного или животного перегноя.

При грунтах легких и средних засев трав может быть произведен непосредственно по грунту, из которого отсыпан откос насыпи или в котором разработана выемка; при тяжелых грунтах следует сделать поверх откоса отсыпку легкого грунта. Песчаные откосы могут быть укреплены и без дополнительной отсыпки легкого грунта, но тогда следует применять для посева семена трав с длинными корнями: песчаный овес, песчаная рожь и т. п.

Дополнительная засыпка растительного грунта на откосах производится или между клетками, образо¬ванными одерновкой откосов в клетку (рис. 2) или сплошной присыпкой сверху откоса растительного грунта.

В первом случае никаких дополнительных укрепительных работ, не требуется, во втором случае (при сплошной присыпке грунта) необходимо, для лучшего сцепления этого грунта с основным грунтом насыпи, устройство по откосам неглубоких уступов (рис. 1).

Работы по устройству уступов следует производить сверху вниз. По присыпанной дополнительно на откос растительной земле производят, посев трав различных сортов в зависимости от климатических условий и районов производства работ, так например:
а) для районов лесной и лесостепной зоны рекомендуются костер безостый, мятлик луговой, тимофеевка, клевер, овсяница;
б) для степных районов — костер прямой, житняк, люцерна желтая, пырей американский, мятлик.

Посев трав может производиться в период с ран¬ней весны по 15 сентября, наиболее удобный эффективный период посевов считается с весны до 15 июня.

Посев трав в южных районах СССР следует производить только ранней весной; при необходимости более поздних посевов — поливка их обязательна.

Посев трав рекомендуется производить в тихую безветренную погоду.

По окончании посева семена следует закрывать землей при помощи грабель (снизу вверх) на глубину не более 2 см.

Если посев производится в сухую землю, то после посева следует засеянный откос уплотнить легкими трамбовками и в течение нескольких дней после посева засеянные участки поливать водой (перед заходом солнца).

В тех местах откоса, где засев травы не удался (появились плешины) необходимо весною следующего года произвести подсев такой же травою.

Для предупреждения порчи засеянных откосов от хождения скота и лошадей, засеянный откос следует ограждать.
2. Укрепление откосов одерновкой

Для прорастания травы требуется определенное время, поэтому в тех случаях, когда необходимо сделать немедленное укрепление откосов, и в случаях, перечисленных в I главе, укрепление устраивается при помощи одерновки.

Сплошная одерновка откосов (рис. 3) состоит в покрытии всей поверхности откоса дернинами, которые укладываются горизонтальными рядами с перевязкой швов.

Дернины прибиваются тем же способом, как и при укладке дерна в клетку.

При крутых откосах более 1:1, когда сплошная одерновка держится слабо или при необходимости дать более сильное укрепление откоса одерновкой, таковую производят способом укладки дерна в стенку (рис. 4), который состоит в том, что откосы насыпи или выемки обкладывают дерном; при этом дернины кладут одна на другую травой к траве и в этом случае прибивка дерна не производится. При укладке дерна в стенку должен быть соблюден заданный уклон откоса, что проверяется обычным шаблоном.

Одерновка производится или ранней весной или осенью, чтобы корни травы быстрее могли прорасти в грунт откосов.

Размеры дернин принимаются шириною 20, 25, 30 см, длиною 30, 40, 50, 60 см, толщина дернин берется от б до 9 см.

Дернины заготовляются или лопатами или специальным резаком (рис. 5).

Дерн заготовляется незадолго до начала работ, чтобы он не успел высохнуть. В случае необходимости сохранять дерн до его укладки некоторое время на воздухе его укладывают в штабели, травой к траве, причем верхний ряд дернин в штабеле укладывается вверх травой, чтобы не было высыхания. Резка дерна (рис. 6) производится двумя рабочими, из которых один упирает резак или лопату в землю, а другой тянет за веревку, проделывая вначале два параллельных (на ширину дернины) продольных прореза в земле; затем дерн снимается лопатой (подрезая его снизу).

Лучший дерн дают черноземные и глинистые грунты; песчаные и болотные грунты дают мало пригодный дерн.

Дернину прибивают к откосу деревянными спицами (рис. 7) по углам; длина спиц 25 — 35 см и сечение 2,5×2,5 см.

03_Земляное полотно. Насыпь выемка

1. насыпь
2. выемка
3. полунасыпь
4. полувыемка
5. полунасыпь-полувыемка
6. нулевое место

В поперечном профиле — поперечный разрез его по вертикальной плоскости, перпендикулярной его оси.

Площадь грунта, на которую насыпается насыпь, является основанием.

Поверхность ЗП, на которую укладывается ВСП, называют основной площадкой (ОП)

1 путь — ОП в форме трапеции шириной 2,3м, высотой 0,15м

2-путь — ОП — треугольник 0,2м

Такое очертание основной площадки способствует стоку воды, проникаю­щей через балластный слой во время-дождя и таяния снега.

В дренирующем грунте — горизонтальная (камень, щебень, песок)

для насыпи

Бровка ЗП — точка пересечения ОП с откосами ЗП

Водоотводния канава — с обеих сторон ЗП только на косогорных участках с ветровой стороны

Резерв — спланированное углубление, которое образуется при возведении насыпи из местного грунта, изпользуется для отвода поверхностных вод.

Берма — полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва.

Высота насыпи — расстояние между бровками откоса и основанием ЗП (h)

З аложение — го­ризонтальная проекция линии от­коса (l) называется

Крутизна откоса (1:n=h/l) отношение высоты откоса hк за­ложениюl.

Крутизна откосов должна обеспечивать надеж­ную их устойчивость и устанавли­вается в зависимости от высоты на­сыпи, свойств грунтов, геологиче­ских, гидрологических и климати­ческих условий местности. Боль­шое распространение имеют откосы крутизной 1:1,5, называемые полу­торными

для выемки

ОС — как и для насыпи

Кювет — продольная канава для отвода воды в выемке

Кавальер — место для хранения грунта, вынутого во время сооружения выемки и не используемого для сооружения насыпи, устраивается за откосом выемки с нагорной стороны в форма призмы.

Нагорная канава — для перехвата и отвода перетекающих в выемке поверхностных вод, устраивается за кавальером.

Банкет — для отвода вод в забанкетную канаву, насыпается между бровкой откоса и кавальером с уклоном в сторону от откоса.
В неустойчивых грунтах, а так же в стесненных условиях вместо водоотводных канав и кюветов укладываются лотки.

На станциях воду отводят лотками, в местах прохода людей их закрывают крышками.

Для понижения уровня грунтовых вод используют дренажи.

Дренаж — представлюет собой траншею, заполненную дренирующим грунтом (крупный песок, щебень, гравий), в нижней части которой укладывается дрена — труба с отверстиями для поступления в нее воды.

ПТЭ Глава 3 3

3.8. Ширина земляного полотна поверху на прямых участках пути должна соответствовать верхнему строению пути. На существующих линиях до их реконструкции допускается ширина земляного полотна не менее:

на однопутных линиях — 5,5 м,

двухпутных — 9,6 м,

а в скальных и дренирующих грунтах не менее:

на однопутных линиях — 5,0 м,

двухпутных — 9,1 м.

Минимальная ширина обочины земляного полотна поверху должна быть 0,4 м с каждой стороны пути.

На кривых участках радиусом менее 2000 м земляное полотно уширяется по установленным нормам.

Участки земляного полотна, не удовлетворяющие перечисленным в настоящем пункте требованиям, приводятся в соответствие с ними в плановом порядке при выполнении усиленного капитального и усиленного среднего ремонтов пути.

Для вновь строящихся железнодорожных линий и вторых путей, а также реконструируемых линий ширина земляного полотна поверху и параметры балластной призмы должны соответствовать требованиям строительно-технических норм, утверждаемых МПС России.

Бровка земляного полотна в местах разлива вод должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимальной высоты наката волны при сильных ветрах.

3.9. Номинальный размер ширины колеи между внутренними гранями головок рельсов на прямых участках пути и на кривых радиусом 350 м и более — 1520 мм. Ширина колеи на более крутых кривых должна быть:

при радиусе от 349 до 300 м — 1530 мм

в т.ч. на железобетонных шпалах — 1520 мм

при радиусе 299 м и менее — 1535 мм.

На участках железнодорожных линий и путях, где комплексная замена рельсошпальной решетки не производилась, допускается на прямых и кривых участках пути радиусом более 650 м номинальный размер ширины колеи — 1524 мм. При этом, на более крутых кривых ширина колеи принимается:

при радиусе от 650 до 450 м — 1530 мм

при радиусе от 449 до 350 м — 1535 мм

при радиусе от 349 м и менее — 1540 мм.

Величины отклонений от номинальных размеров ширины колеи, не требующие устранений, на прямых и кривых участках пути не должны превышать по сужению -4 мм, по уширению +8 мм, а на участках, где установлены скорости движения 50 км/ч и менее — по сужению -4 мм, а по уширению +10 мм.

Порядок устранения отклонений, превышающих указанные значения, устанавливается МПС России.

Ширина колеи менее 1512 и более 1548 мм не допускается.

Порядок эксплуатации бесстыкового пути на железобетонных шпалах, уложенного до 1996 года, устанавливается МПС России.

3.10. Верх головок рельсов обеих нитей пути на прямых участках должен быть в одном уровне. Разрешается на прямых участках пути содержать одну рельсовую нить на 6 мм выше другой в соответствии с нормами, установленными соответствующей инструкцией МПС России.

Возвышение наружной нити на кривых участках пути в зависимости от радиуса кривой и скоростей движения по ней устанавливается приказом начальника железной дороги в соответствии с инструкцией МПС России.

Возвышение наружной рельсовой нити не должно превышать 150 мм. В необходимых случаях на кривых участках главного пути максимальное возвышение наружной рельсовой нити может допускаться с разрешения МПС России и более 150 мм.

Разбивка поперечного профиля земляного полотна

Разбивка насыпей заключается в установке кольев по их оси. Высота кольев должна быть равна высоте насыпи до низа дорожной одежды с учетом коэффициента до уплотнения грунта в период эксплуатации улицы. На них указывают среднюю рабочую (проектную) отметку дна корыта, т. е. высоту насыпи, составляющую: H_cp = h_нa, где h_н — проектная высота дна корыта относительно поверхности земли по оси насыпи, м; а — запас, вызванный доуплотнением грунта с течением времени, выражаемый в относительных единицах.

Рис. 4.1. Схема разбивки земляного полотна на косогорах

Для насыпей, возводимых из скальных и крупнообломочных грунтов, при послойном уплотнении их уплотняющими машинами а =1,03. Если же насыпи возводят из песчаных и глинистых грунтов, то при их уплотнении до К_о = 0,95 а =1,05. В случае уплотнения до К_о= 1 а=1,03. При уплотнении грунтов до К_о >1 а не принимают в расчет. Возможны случаи возведения насыпей из переувлажненных грунтов, когда W_е= = (1,2. 1,3) W_o, где W_о — оптимальная влажность (см. гл. 12), тогда принимают а= 1,02. 1,03. Для насыпей, возводимых из скальных слабо выветривающихся горных пород без уплотнения, а≥ 1,06.

При возведении насыпей из легко выветривающихся пород (аргиллиты, алевролиты, пустая порода угольных шахт), независимо от степени уплотнения, запас на доуплотнение составляет: а≥1,05.

В районах с равнинной местностью расстояние до подошвы (границы) откосов земляного полотна относительно его оси определяют по формулам.

Если земляное полотно проходит в выемке, то границу ее откоса также обозначают колышками, указывая на них соответствующие глубины.

Чтобы более точно заложить подошвы насыпей или верхней бровки откосов выемок, границы земляного полотна обозначают путем зарезания грунта автогрейдером.

Расчет производят на микрокалькуляторах.

Если поперечный профиль косогора сложный, то заложение откосов разбивают с помощью шаблона, уровня и рейки или теодолита, пользуясь соответствующей Инструкцией [16].

Рис. 4.2. Схема разбивки откосов теодолитом :
а — насыпи; б — выемки; 1 — рейка; 2 — проектный откос насыпи; 3 — поверхность земли; 4 — теодолит; 5 — проектный откос выемки

При наличии на откосах промежуточных берм или участков с различными уклонами насыпи и выемки разбивают раздельно по их однородным частям (рис. 4.2). Откос насыпи разбивают по углу наклона исходя из рабочей отметки h_н и его заложения d. В этом случае теодолит устанавливают в точке подошвы насыпи и измеряют его высоту σ. По горизонтальному расстоянию d от теодолита до рейки при рабочей отметке hн рассчитывают tgβ= h_нd. На вертикальном круге снимают отсчет, равный расчетному углу наклона β, и визируют вдоль поперечника на рейку, находящуюся на насыпи.

При отсчете по рейке b=σ высота насыпи будет равна проектной. В случае отсчета b≠σ высоту досыпки Δh определяют как Δh=b— σ.

На крутых косогорах, особенно с неровной поверхностью, нередко применяют ватерпасную рейку длиной 3 м, состоящую из лекала с двумя планками длиной по 0,3—0,4 м, жестко соединенными между собой (рис. 4.3,а). При разбивке заложения низового откоса насыпи производят ватерпасовку вниз от ее оси. В конце участка I длиной, равной B/2+mh_н, измеряют понижение А’О’, равное h₁ (рис. 4.3,6). Затем делают ватерпасовку на участке III (О’А") длиной mh₁ и измеряют понижение точки О" относительно точки О’. Если косогор очень крутой, ватерпасовку производят и на участке III (О"А’") длиной mh₂. При длине участка меньше длины рейки, устанавливают откосное лекало так, чтобы верхняя грань откосной планки проходила через точку А’". Направляя луч по верху откосной планки, находят местоположение граничной точки Л, т. е. место заложения подошвы низового откоса насыпи.

Рис. 4.3. Схема разбивки насыпи на крутом косогоре вниз от ее оси :
а — установка откосного лекала в точке А на ватерпасной рейке; б — общая схема разбивки на I, II и III участках; 1 — рейка; 2 — жестко соединенные планки

Верховой откос насыпи разбивают ватерпасовкой вверх от оси насыпи. Как и прежде, на расстоянии, равном B/2+mh_н, на местности определяют положение точки А’ с ее превышением над точкой О, равным h₁ (рис. 4.4). Из точки А’ проводят ватерпасовку в обратную сторону на величину l1=mh₁ и находят положение точки А". Разность в отметках этой точки относительно точки А’ составляет h₂. Последующие ватерпасовки сначала проводят на расстоянии l₂=mh₂ до точки А’" и затем снова назад на величину l₃=mh₃ .

Если длина участка меньше длины рейки, то ее отмечают на рейке. Тогда от точки А’" откосное лекало перемещают влево на расстояние, равное l₃. Луч по лекалу укажет точку А, являющуюся границей подошвы верхнего откоса насыпи.

Рис. 4.4. Схема разбивки насыпи вверх от ее оси

Страница 7: СП 32-104-98. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм (33073)

10.11 При невыдержанности залегания скальных слабовыветривающихся грунтов, их сильной дислоцированности и неблагоприятном расположении поверхностей ослабления, а также на крутых косогорах и в районах с расчетной сейсмичностью 8 баллов и более следует проектировать очертания выемок (полувыемок) с путевыми улавливающими траншеями (рисунок 10.10), а крутизну откосов назначать индивидуально.

Габариты траншей определяются расчетом. Для приближенной оценки их можно пользоваться данными, приведенными в таблице 10.1.

а — без кюветов; б — с кюветами, заглубленными в скальный грунт или получаемыми за счет устройства основной площадки путем отсыпки крупнообломочного или песчаного грунта; В — ширина понизу; 1, 2, 3 — заложение откосов в коренных скальных грунтах, элювии и делювии соответственно; 4—камера для укрытия; 5—ниша для укрытия; б—контур балластной призмы; 7, в, 9—коренные скальные грунты, элювий и делювий (соответственно)

Рисунок 10.9— Поперечные профили выемок в скальных слабовыветривающихся грунтах с благоприятным расположением поверхностей ослабления при поперечном уклоне местности не круче 1:3

1, 2, 3 — крутизна откосов в коренных скальных грунтах, элювии и делювии; 4 — технологическая полка безопасности; lт — ширина траншеи; Z — глубина траншеи; Н — высота верхового откоса; hн; hв — высота откоса в элювиальном и делювиальном слоях

Рисунок 10.10— Поперечный профиль выемки в скальных грунтах с путевыми улавливающими траншеями

Общая высота откоса Н, м

Ширина траншеи понизу, м

Глубина траншеи, м

10.12 Откосы выемок в скальных выветривающихся грунтах следует проектировать с учетом не только обеспечения общей, но и оценки местной устойчивости, с учетом интенсивности выветривания (приложение А). При назначении конструкции выемок в таких грунтах можно исходить из двух принципов:

а) обеспечения общей и местной устойчивости;

б) обеспечения общей устойчивости при допущении местных деформаций в виде осыпей.

При этом возможны следующие конструктивные варианты:

— крутые откосы, с траншеей, обеспечивающей аккумуляцию продуктов выветривания и периодическое механизированное их удаление;

— крутые откосы, защищенные от выветривания различными покрытиями (типа пневмонабрызга);

—уположенные откосы, обеспечивающие стабильное положение продуктов выветривания на их поверхности.

При обосновании технико-экономическими расчетами в выветривающихся скальных грунтах допускается крутизна откосов до 1:0,5 с устройством у подошвы откосов путевых улавливающих траншей, габариты которых указаны в таблице 10.1.

10.13 Крутизна откосов скальных выемок в пределах делювиально-элювиального слоя определяется в зависимости от мощности слоя грунта и прочностных параметров его.

Для делювия при мощности его  2 м рекомендуется заложение откоса (1:m) принимать равным 1:1, а при большей мощности — 1:1,5;

для элювия (разборной скалы) при мощности его  3 м рекомендуется заложение откосов (1:к) принимать таким же, как для нижележащего коренного скального грунта, при большей мощности — от 1:1 до 1:1,5.

10.14 Для возможности профилактической механизированной очистки от неустойчивых скальных обломков высоких и крутых откосов скальных выемок в процессе их сооружения и эксплуатации в верхней зоне откоса следует предусматривать технологическую полку безопасности (рисунок 10.10) шириной 6—8 м.

При незначительной крутизне косогоров и возможности прохождения по ним машин и механизмов такие полки можно не устраивать.

При большой высоте откоса следует по расчету через каждые три яруса разработки выемки устраивать дополнительные технологические полки безопасности.

10.15 Очертания профилей выемки в легковыветривающихся скальных грунтах следует проектировать аналогично откосам выемок в песчаноглинистых грунтах, при этом допускается устройство у подошвы откосов высотой более 6 м кюветтраншей глубиной 0,6 м и шириной понизу 4 м.

10.16 Наиболее надежно достигается общая и местная устойчивость скальных откосов, безопасность строительных работ и эксплуатация сооружений при применении способа контурного взрывания, обеспечивающего сохранение устойчивости скального массива за пределами проектного контура выемки. Применение этого способа обязательно при создании откосов крутизной 1:0,2 м и более.

При контурном взрываний очертание участков откоса в пределах каждого яруса разработки выемки (крутизна откосов уступов) может быть вертикальным или наклонным. Ширина горизонтальных ступеней, оставляемых в пределах каждого яруса, обусловливается конструкцией применяемых буровых станков, запроектированной общей крутизной устойчивого откоса разрабатываемой выемки, наличием в пределах откоса дополнительной технологической полки безопасности (см. п. 10.14).

Крутизна откосов уступов и участков откоса между технологическими полками определяется расчетом на общую устойчивость.

Ширину горизонтальных ступеней, в пределах каждого яруса, устраиваемых по условиям технологии буровых работ, допускается оставлять менее 1,0 м.

Откосы заложением 1:0,5 целесообразно создавать с использованием метода наклонных откосных скважин.

10.17 При проектировании выемок в стабилизировавшихся глыбовых осыпях (курумниках) рекомендуется откосы их в зоне глыбового материала устраивать аналогично тому, как это рекомендовано для делювия (см. п. 10.13).

При подрезке откосом скоплений глыбового материала на косогорах крутизною свыше 35° в районах с сейсмичностью, превышающей 8 баллов, целесообразно по индивидуальным проектам предусматривать у основания откосов соответствующие ограждающие сооружения (в виде, например, уширенных и углубленных улавливающих траншей, рвов, улавливающих стен, рассчитанных на вмещение объема оползшего материала).

При расположении основной площадки выемок в валунно-глыбовых грунтах следует предусматривать отсыпку верхнего ее слоя толщиной 0,5 м галечно-гравийным или щебенисто-дресвяным грунтом.

11 ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО НА УЧАСТКАХ ЗАСОЛЕННЫХ И НАБУХАЮЩИХ ГРУНТОВ, НАЛИЧИЯ КАРСТОВ

Земляное полотно в засоленных грунтах

11.1 Земляное полотно в районах распространения засоленных грунтов следует проектировать насыпями с учетом степени и качественного характера засоления грунта (используемого в качестве материала как для возведения насыпи, так и для ее основания — приложение Б), а также наивысшего уровня грунтовых вод, глубины засоления в периоды наибольшего соленакопления в верхних горизонтах.

11.2 Слабо- и среднезасоленные грунты на участках с сухими основаниями, в том числе на слабо- и среднезасоленных допускаются для возведения насыпей с типовыми поперечными профилями по нормам раздела 7.

Сильнозасоленные грунты допускаются для насыпей только на участках с сухим или осушаемым основанием при обязательном применении мер, направленных на предохранение верхней части насыпи от дополнительного засоления.

11.3 На участках с сильно- и избыточно засоленными грунтами, а при сырых и мокрых основаниях также со слабо- и среднезасоленными грунтами необходимо предусматривать мероприятия по предотвращению избыточного засоления грунта в теле насыпей, в том числе:

использовать для возведения насыпи привозные незасоленные, слабо- или среднезасоленные грунты;

назначать высоту насыпей по расчету для типовых поперечников, но не менее указанных в таблице 7.1;

при высоте насыпей до 6 м (на участках с сухим основанием и глубоким залеганием грунтовых вод) предусматривать удаление поверхностного слоя грунтов основания, содержащих более 10 % легкорастворимых в воде солей с заменой их качественным грунтом (рисунок 11.1, а). При этом глубина вырезки устанавливается по солевым профилям, составленным по данным инженерно-геологического обследования грунтов основания;

на участках с неглубоким залеганием грунтовых вод, периодически выходящих на дневную поверхность, удалять поверхностный слой грунта основания и применять для отсыпки насыпи дренирующие грунты или устраивать капилляропрерыватели (рисунок 11.1, б);

предусматривать дренажные и водоотводные устройства, понижающие уровень грунтовых вод.

Земляное полотно в набухающих грунтах

11.4 При оценке свойств набухающих грунтов, используемых для сооружения земляного полотна, рекомендуется руководствоваться обобщенным показателем набухания—усадки swh который в наибольшей степени отражает возможную деформативность грунтов, проявляющуюся в зоне сезонного изменения температурно-влажностного режима (под основной площадкой, в поверхностных слоях откосов).

Для предварительной оценки набухающих грунтов показатели набухания могут быть определены по приближенным эмпирическим зависимостям их от значения влажности на границе текучести — WL (приложение Б).

а — на участках с сухим естественным основанием и глубоким залеганием грунтовых вод: б — на участках с неглубоким залеганием грунтовых вод, периодически выходящих на дневную поверхность; в—на участках пухлых солончаков: 1 — местный недренирующий грунт; 2 — дренирующий грунт; V — глубина вырезки засоленного грунта; Z — высота капиллярного поднятия плюс 0,25 м

Рисунок 11.1 — Поперечные профили насыпей на участках распространения засоленных грунтов

11.5 В грунтах слабонабухающих (swh  0,1) земляное полотно следует проектировать с применением типовых поперечных профилей по нормам разделов 7 и 10.

При средненабухающих грунтах (0,1 < swh  0,2) возможность применения типовых решений должна быть обоснована дополнительными расчетами по оценке устойчивости откосов и стабильности основной площадки, на основании опыта эксплуатации земляных сооружений из аналогичных грунтов в районе строительства и в необходимых случаях поверочных расчетов.

11.6 В сильнонабухающих грунтах (swh > 0,2) земляное полотно следует проектировать индивидуально с учетом влияния всех возможных неблагоприятных факторов и предусматривать мероприятия, обеспечивающие стабильность основной площадки и откосов, в том числе:

устройство защитного слоя под балластной призмой на насыпях и соответственно замену сильнонабухающих грунтов под основной площадкой в выемках и на нулевых местах;

устройство надежного укрепления откосов (в том числе защитных экранов, прислоненных дренажей при наличии грунтовых вод в выемках и др.).

Технология производства работ должна способствовать сохранению естественной структуры грунтов за пределами контура выемок и защите насыпей от воздействия природно-климатических факторов (см. п. 10.4).

Земляное полотно в карстовых районах

11.7 В районах развития карста (т.е. наличия подземных полостей и пустот, возникших в результате растворения или механического разрушения грунта потоками воды) земляное полотно следует проектировать индивидуально, преимущественно насыпями; при этом размещение трассы на участках с развитием карста допускается лишь в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности обхода таких участков.

11.8 В качестве мероприятий, предотвращающих деформации земляного полотна в пределах зоны влияния карстовых полостей с недостаточной несущей способностью их сводов, могут использоваться:

заполнение полостей и пустот водонепроницаемым материалом и заделка их цементацией;

снижение давления на кровлю полостей и пустот посредством разгружающих устройств (эстакад, перекрытий и т.п.);

применение более мощного верхнего строения пути;

обрушение взрывами неустойчивой кровли над полостями и пустотами.

11.9 Тектонические трещины, обнаруженные в пределах основной площадки скальных выемок и полувыемок, должны заделываться (цементацией и другими способами).

11.10 Состав инъекционного раствора выбирается в зависимости от геологии, зоны карстующихся пород, размера и количества полостей, их морфологии, пространственного положения, связи между ними, наличия заполнителей и степени заполнения, состояния грунта и назначения самой инъекции: заполнение пустот с целью предотвращения возможных провалов или омоноличивание массива с целью повышения его несущей способности. В первом случае используются растворы, после твердения которых получается материал с небольшой прочностью, но устойчивый к размыванию его грунтовыми водами. Во втором случае — растворы с высокой механической прочностью цементного камня.

Для заполнения пустот наибольшее распространение получили глино-цементные и глино-силикатные растворы, а для укрепления массивов грунта — цементные растворы, а также цементные растворы с различными наполнителями (песок, зола-унос, глина и т.д.).

11.11 При проектировании водоотводов (размещения их в плане, назначении способов укрепления откосов и дна) следует учитывать их возможное влияние на активизацию развития карста.

12 ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЕСКОВ

12.1 Проектирование земляного полотна в районах распространения песков заключается в выборе конструкции земляного полотна, мало подверженной песчаным заносам, в установлении мер по укреплению его, в определении зоны, в пределах которой требуется закрепление песков, а также в разработке комплекса мероприятий по предохранению земляного полотна от выдувания и образования песчаных заносов с учетом местных условий:

скорости, направления и продолжительности ветра, вызывающего перенос песка к земляному полотну;

Заложение откосов для насыпи грунта

Земляное полотно

Земляное полотно (рис. 6) —один из основных конструктивных элементов автомобильной дороги, от устойчивости и прочности которого зависит срок службы дорожных одежд.

Рис. 6. Конструктивные элементы земляного полотна автомобильной дороги:
а — в насыпи, б —в выемке; 1 — боковой резерв, 2—берма, 3— откос, 4— бровка, 5 — проезжая часть, 6 — обочина, 7 — насыпь, 8 — кювет, 9— кавальер, 10— забанкетная канава, 11 — банкет

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

При сооружении земляного полотна глубину выемок и высоту насыпей устанавливают по продольному профилю дороги. Проезжую часть 5 и обочины 6 отделяют от прилегающей местности наклонными плоскостями — откосами, обеспечивающими устойчивость полотна.

Крутизна откосов зависит от вида грунта и характеризуется коэффициентом заложения, который определяют как отношение высоты откоса, принимаемой за единицу, к его горизонтальной проекции — заложению. Приняты следующие коэффициенты заложения откосов: насыпи высотой до 1,5 м на дорогах I—III категорий устраивают с откосами не круче 1 : 3; более высокие насыпи делают с крутыми откосами— 1 : 1,5. Откосам малых насыпей для возможности съезда автомобилей с дороги в аварийных случаях придают заложение 1 :3 и положе —до 1 : 5 и 1:6. Это уменьшает опасность заноса дороги снегом и повышает безопасность движения.

Учитывая, что грунт на откосах выемок больше подвержен переувлажнению, чем на откосах насыпей, крутизну заложения откосов 1зыемок в рыхлых грунтах принимают не менее 1 : 1,5, в щебенистых и гравелистых грунтах—от 1 : 1,4 до 1 : 1,5, в скальных породах — от 1 : 0,2 до 1 : 1,5. Мелкие выемки зимой заносит снегом. Для предотвращения этого выемки глубиной менее 1 м разделывают под насыпь или устраивают с пологими откосами крутизной от 1 : 4 — 1:6 до 1 : 10. В последнем случае выемки называют раскрытыми.

В средней части дорожного полотна вынутый грунт образует корыто, заполняемое основанием и покрытием дороги. С обеих сторон корыта оставляют обочины, а для осушения дороги и отвода от нее-воды устраивают кюветы. Кюветы имеют трапецеидальное или треугольное сечение. Если для сооружения насыпи недостаточно грунта, взятого из смежной выемки и из кюветов, то кюветы расширяют, превращая их в резервы, а грунт из резервов используют на возведение насыпи. Размеры резервов определяют, исходя из количества грунта, необходимого для отсыпки земляного полотна. Глубина резервов не должна превышать 1,5 м и быть менее 0,3 м. В зависимости от местных условий их располагают как с одной, так и с другой стороны дороги.

При высоте насыпи более 2 м между началом резерва и подошвой откоса насыпи оставляют полосу земли, называемую бермой. Ширину берм принимают не менее 2 м, устраивая их тем шире, чем выше насыпь. Бермы повышают устойчивость высоких насыпей и используются в период строительства насыпей для проезда дорожных машин и автомобилей. Берме придают поперечный уклон 20%0 в сторону резерва для стока воды.

При устройстве земляного полотна в выемке лишний грунт укладывают на обрезе дороги параллельно бровке выемки в валы — кавальеры, которым придают правильные геометрические очертания. Высота кавальера не должна превышать 3 м, а располагают его не ближе 5 м от внешней бровки откоса выемки.

Чтобы вода, выпадающая во время дождей или образующаяся при таянии снега, не стекала в выемку, между кавальером и откосом выемки отсыпают вал грунта высотой 0,6 м треугольного сечения, называемый банкетом. Поверхности банкета придают уклон 20— 40%о в сторону от выемки. Между банкетом и кавальером отрывают забанкетную канаву глубиной и шириной по дну не более 0,3 м.

Технология строительства земляного полотна включает в себя подготовительные и основные виды работ. К подготовительным относятся пилка и валка деревьев, вывозка леса; срезка кустарника и мелкого леса; корчевка пней, корней и валунов; снятие растительного слоя, планировка местности и разрыхление грунта.

Для валки деревьев используют специализированные машины — древовалы или бульдозеры. Обработанные деревья транспортируют трелевочными тракторами за пределы полосы отвода, а оставшиеся сучья собирают корчевателями-собирателями. Трассу очищают от

кустарника и мелкого леса кусторезами; пни, корни и камни удаля* ют специальными корчевателями или бульдозерами. Далее в пределах всей дорожной полосы снимают верхний растительный слой, для чего используют бульдозеры, скреперы или автогрейдеры. Для облегчения производства работ в тяжелых грунтовых условиях иногда применяют специальные навесные рыхлители грунта.

Основными видами работ по устройству земляного полотна и машинами для их выполнения являются следующие: – разработка выемок с транспортированием грунта в кавальеры скреперами, грейдер-элеваторами и одноковшовыми экскаваторами с автосамосвалами или спецальными землевозными тележками; – работы на склоне гор в полувыемках и полунасыпях бульдозерами и тяжелыми автогрейдерами; – возведение насыпей из боковых резервов экскаваторами, грейдер-элеваторами, автогрейдерами тяжелого типа, бульдозерами и скреперами (в качестве примера на рис. 7 показана схема движения скреперов); – возведение насыпей с одновременной разработкой выемок продольным перемещением грунта вдоль трассы (работы при устройст-. ве подходов к мостам) скреперами и бульдозерами; – планировка (отдельные срезки, подсыпка неровностей) и разравнивание грунта в насыпях после выгрузки из транспортных средств бульдозерами, автогрейдерами среднего и тяжелого типов; – устройство корыта в земляном полотне автогрейдерами среднего и тяжелого типов; – уплотнение земляного полотна катками статического действия (кулачковыми, на пневматических шинах), трамбующими или вибрационными машинами; – зачистка откосов откосниками автогрейдеров, бульдозеров и за-чистными планировочными машинами.