ТехЛиб СПБ УВТ

Из Пособия по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий (к СНиП 2.05.07-85).

2.234. Земляное полотно для второго пути следует проектировать по следующим схемам:

I — на общем земляном полотне в одном уровне с существующим путем. Эта схема является основной и применяется на участках с благоприятными инженерно-геологическими и эксплуатационными условиями;

II — в разных уровнях с использованием существующего земляного полотна. По такой схеме следует проектировать земляное полотно в местах реконструкции существующего пути, в пределах путепроводных развязок при благоприятных инженерно-геологических условиях;

III — на раздельном полотне. Такую схему следует принимать при проектировании второго пути: на подходах к большим и средним мостам, проектируемым для второго пути в стороне от существующих мостов; на участках со слабым грунтовым основанием и при неблагоприятных инженерно-геологических условиях; на участках с руководящим уклоном второго пути, не равным уклону существующего пути;

IV — на общем двухпутном полотне по новой трассе при обходе участков, неблагоприятных по инженерно-геологическим и другим условиям.

Выбор схемы размещения второго пути должен быть обоснован технико-экономическими расчетами.

Типовые поперечные профили земляного полотна для указанных схем показаны на рис. 76 — 78.

2.235. Если при проектировании второго пути существующие водоотводные устройства не обеспечивают надлежащего отвода воды от земляного полотна, в том числе из пазух и междупутья, необходимо предусматривать их реконструкцию или устройство новых.

В местах скопления воды у земляного полотна, когда устройство продольного водоотвода нецелесообразно, необходимо предусматривать новые сооружения.

2.236. Для проектирования земляного полотна под второй путь в дополнение к материалам инженерных изысканий, используемым при проектировании новых соединительных и подъездных путей, необходимо иметь:

поперечные профили существующего пути с указанием на них балластных корыт, песчаных шлейфов и инженерно-геологических характеристик оснований и тела земляного полотна;

попикетное описание существующего земляного полотна с подробной характеристикой его основания, основной площадки и балластного слоя, типов и конструкций укреплений откосов, состояния водоотводов и их укреплений, данных по всем видам существующих противодеформационных и защитных мероприятий;

пояснительные записки с подробным описанием каждого участка земляного полотна, имеющего деформации, а также участков со сложными инженерно-геологическими условиями, в пределах которых следует применять противодеформационные мероприятия.

Рис. 76. Конструкция насыпи, уширяемой под второй путь

1 — резерв или водоотводная канава; 2 — проектируемая присыпка к насыпи; 3 — ось второго пути; 4 — ось существующего пути; 5 — дренирующий грунт; 6 — грунт насыпи

Рис. 77. Конструкция выемки глубиной до 12 м в глинистых грунтах, песках мелких и пылеватых при поперечном уклоне местности не более 1 : 3 под второй путь

1 — ось проектируемого пути; 2 — ось существующего пути; L — расстояние между осями путей по проекту; Б — обочина

Рис. 78. Конструкция насыпи высотой до 12 м из песков, гравия, гальки, щебенистых и скальных слабовыветривающихся грунтов на местности с уклоном не более 1 : 5

1 — резерв; 2 — ось проектируемого пути; 3 — ось смещенного существующего пути; С — расстояние, назначаемое по проекту

2.237. Насыпи под второй путь проектируют в виде присыпок к существующему полотну (рис. 76). Ширину присыпок назначают в зависимости от высоты и крутизны откосов, состояния и свойств используемых грунтов, местных климатических условий, а также от параметров строительных и транспортных средств, организации работ в условиях эксплуатируемого земляного полотна. При этом следует предусматривать: ширину междупутья в пределах кривых с учетом требований ГОСТ 9238-831 (уширение); возможность механизированного выполнения земляных работ при ширине присыпок: при скальном грунте 3 м, дренирующем 3,5 м, недренирующем 4 м; мероприятия, обеспечивающие устойчивость нового и существующего земляного полотна.

Уменьшение ширины присыпок допускается в обоснованных случаях, в том числе на участках переключения сторонности пути на перегонах, при досыпке дренирующим грунтом насыпей высотой до 4 м, сложенных такими же грунтами.

2.238. Основной площадке проектируемого полотна из глинистых и других недренирующих грунтов необходимо придавать поперечный уклон в сторону от существующего полотна 0,04.

Основную площадку насыпей из скальных и дренирующих грунтов следует проектировать горизонтальной. Крутизну откосов проектируемой насыпи следует назначать согласно табл. 3, но не круче устойчивых откосов используемой существующей насыпи.

2.239. На откосах существующих насыпей высотой более 1 м из глинистых грунтов со стороны присыпки необходимо проектировать уступы шириной 1 — 1,5 м с устройством поперечного уклона, равного 0,01 — 0,02.

В пределах насыпей из дренирующих грунтов взамен устройства уступов следует предусматривать удаление с откосов дерна и древесно-кустарниковой растительности, а при их отсутствии — рыхление верхнего слоя грунта на глубину 0,1 — 0,15 м.

2.240. Со стороны проектируемого второго пути необходимо предусматривать устройство берм, если:

подошва откоса насыпи второго пути попадает в существующий резерв;

откос насыпи имеет длительное (более 20 сут) подтопление водой;

проектируемая присыпка к существующей насыпи, согласно данным расчетов, не обеспечивает устойчивость двухпутного земляного полотна;

насыпь из глинистых грунтов, мелких и пылеватых песков, легковыветривающихся скальных пород имеет высоту более 8 м.

При наличии берм у существующей насыпи проектом следует предусматривать уширение их со стороны проектируемого второго пути до 3 м.

2.241. Устойчивость проектируемого земляного полотна на участках с благоприятными инженерно-геологическими условиями в случаях использования глинистых грунтов следует проверять расчетом при отношении ширины присыпки полотна под второй путь к ее высоте, меньшем единицы.

2.242. В проектах уширения насыпей на болотах необходимо предусматривать мероприятия, направленные на обеспечение устойчивости полотна и безопасности движения поездов по существующему пути.

На болотах I типа необходимо предусматривать вырезку торфа в пределах основания присыпки под второй путь в зависимости от мощности отложений торфа и высоты насыпи согласно табл. 24.

Таблица 24

Если в основании существующей насыпи залегает торф, необходимо проверять расчетом устойчивость существующего полотна при устройстве траншей вырезки под полотно второго пути согласно прил. 14.

На болотах II и III типа глубиной до 4 м следует предусматривать удаление верхней растительной корки торфяных отложений и посадку присыпаемой насыпи на минеральный грунт с устройством бермы со стороны второго пути. При этом ширину присыпки под второй путь необходимо назначать по расчету согласно прил. 3, а ширину бермы — в зависимости от расчетной осадки основания насыпи, но не менее 2 м.

2.243. Конструкция выемки, уширяемой под второй путь, приведена на рис. 79.

Уширение выемок сверх установленных размеров должно быть обосновано технико-экономическими расчетами.

2.244. Поперечный профиль выемки со стороны второго пути следует проектировать с учетом вида грунта, а крутизну откосов назначать по нормам, но не круче устойчивых откосов существующей выемки.

Основной площадке земляного полотна под второй путь придается поперечный уклон 0,04 в сторону проектируемого кювета с засыпкой существующего кювета грунтом, однородным по составу с грунтом основной площадки проектируемого полотна с уплотнением.

2.245. Скальные выемки проектируются с расчетом на рыхление грунта методом шпуровых и скважинных снарядов с последующей погрузкой экскаваторами.

В затяжных выемках допускается предусматривать сдвижку существующего пути на время производства работ с ограждением его от повреждений.

Рис. 79. Конструкция выемки, уширяемой под второй путь

1 — проектируемое уширение выемки; 2 — ось второго пути; 3 — ось первого пути; 4 — дренирующий грунт; 5 — кювет

Укрепление откосов земляного полотна

2.246. Укреплению подлежат откосы насыпей, сложенных из мелких и пылеватых песков, лессов и лессовых суглинков, пылеватых суглинков и глин, а также подверженные воздействию текучей воды и волн; выемок (в том числе мокрых), устраиваемых в супесях, пылеватых и лессовидных суглинках и пылеватых песках; высотой более 2 м в суглинках и глинах и легковыветривающихся скальных грунтах.

2.247. Тип укрепления откосов следует назначать с учетом: вида сооружения и его размеров; грунтов, слагающих откос и его основание; климатических, топографических и гидрологических условий; наличия местных материалов для укрепительных работ; заданных сроков строительства и результатов технико-экономических расчетов.

Основные типы укрепления в зависимости от районов строительства типов почв, их состояния, местных климатических условий приведены в табл. 25.

Таблица 25

2.248. Обочины укрепляют: укладкой дерна в виде лент вдоль бровки земляного полотна; покрытием галечно-гравийным и другим дренирующим материалом или отходами асбестодобывающих предприятий слоем 0,5 — 0,1 м; покрытием грунтами, обработанными вяжущими материалами; обработкой грунта химическими добавками и вяжущими материалами.

2.249. Создание искусственного дернового покрова посредством засева откосов земляного полотна семенами многолетних трав следует считать основным видом укрепления незатопляемых откосов. Для создания искусственного дернового покрова в проекте предусматривают использование семян злаковых рыхлокустовых, корневищевых, стержнекорневых и бобовых трав. Подбор видового состава трав и назначение норм посева определяют с учетом местных природных условий.

Для одерновки откосов высоких насыпей и глубоких выемок, а также при необходимости создания дернового покрова в предельно короткие сроки нормы высева семян следует увеличивать в 2 — 3 раза. При этом строго соблюдаются установленные агротехнические требования. Следует предусматривать механизированное выполнение работ по посеву трав при необходимости с предварительным нанесением на откосы слоя растительного грунта толщиной 0,1 — 0,15 м.

В обоснованных случаях устраиваются разделительные полки на откосах высоких насыпей и глубоких выемок, подлежащих укреплению посевом многолетних трав.

Обсев откосов травами производится весной или осенью. Семена смешивают с торфом или просеянными опилками в пропорции 1 : 2. После посева откос рекомендуется уплотнить легким тромбованием.

При высоте откосов насыпей (выемок) более 6 м требуется двойная или тройная норма высева семян трав.

При укреплении откосов земляного полотна в наиболее благоприятных для трав климатических условиях двойная норма высева семян для откосов при их высоте до 6 м может быть заменена одинарной. В этом случае дерновой покров на откосе образуется в течение строительного сезона. Откосы земляного полотна, сложенные неустойчивыми грунтами, мелкозернистыми песками, а также подверженные воздействию воды, подлежат укреплению по индивидуальным проектам. Откосы сухих выемок глубиной до 2 м и насыпей высотой до 2 м, сложенные непылеватыми суглинками и непылеватыми глинами, не укрепляются. Откосы насыпей, отсыпанных из набухающих грунтов, укрепляются усиленно — увеличивается толщина растительного грунта до 0,2 м и норма высева семян в два-три раза.

2.250. Сплошную одерновку плашмя (рис. 61) следует применять в исключительных случаях при наличии дерна в непосредственной близости от строительного объекта при возможности механизированного выполнения трудоемких процессов и экономической целесообразности для укрепления откосов; выемок в глинистых переувлажненных грунтах; насыпей и берм, периодически подтопляемых на короткий период (до 20 сут) при высоте волн не более 0,2 м и скоростях течения воды вдоль полотна, не превышающих допускаемые.

2.251. При одерновке в клетку дерновые ленты на откосе укладывают по двум взаимно перпендикулярным направлениям; клетки обсевают травами. Такой тип укрепления применяется для укрепления откосов насыпей и выемок из супесей и пылеватых суглинков при высоте откосов 2 — 8 м, из суглинков и глины при высоте откосов более 8 м, крутизна откосов при этом должна быть от 1 : 1,5 до 1 : 1,25.

2.252. Кустарниковые и древесные укрепления (лесонасаждения), снимая скорость течения воды и хорошо противодействуя ударам волн, предохраняют грунт от вымывания и могут служить хорошей защитой земляного полотна, расположенного вдоль берегов и водоемов.

2.253. Обсев травами (рис. 58) в клетках из бетонных брусков применяется для укрепления неподтопляемых откосов насыпей и выемок, для предохранения их от разрушающего действия дождевых и талых вод, ветра, температуры. Грунт откосов внутри клеток взрыхляют на глубину 0,1 — 0,2 м с одновременным введением минеральных удобрений в количестве 0,5 кг на 100 м² площади, при необходимости покрывают слоем растительной земли толщиной 0,1 — 0,15 м при песчаных и засоленных грунтах и 0,05 — 0,1 м при остальных грунтах. После посева грунт уплотняют легким трамбованием.

2.254. Габионы разделяются на габионные ящики габаритами 3 × 1 × 1 м, габионные тюфяки и цилиндрические габионы. Габионные ящики служат для устройства защитных стенок в подводной части откоса. Габионные тюфяки имеют размеры 6 × 2 × 0,5 и 3 × 1 × 0,25 м и служат в качестве одежды откосов или в качестве основания под габионную стенку. Цилиндрические габионы применяются в случаях, когда глубина или течение воды не позволяют вести кладку из габионных ящиков.

Материалом для изготовления габионов служит оцинкованная гибкая проволока диаметром 2 — 1,5 мм для плетения сетки и сталь диаметром 6 — 8 мм для каркаса. Габионы соединяют друг с другом проволокой диаметром 3 мм. Габионы заполняют камнем размером св. 4 см. Под габионные ящики и тюфяки укладывают щебеночную или гравийную подготовку толщиной 0,2 — 0,4 м.

2.255. Мощение камнем (рис. 64) производят камнем твердых пород (прочность на сжатие не менее 100 МПа) по слою мха, соломы толщиной 5 — 10 см или щебня толщиной 10 — 15 см. Толщина одиночной мостовой 0,15 — 0,25 м, двойной — нижнего слоя) 0,15 — 0,2 м, верхнего — 0,3 — 0,4 м; у подошвы откоса мостовую заводят в грунт основания. Иногда двойное мощение применяется с проливкой верхнего слоя цементным раствором.

2.256. Гибкое покрытие, разработанное ЦНИИСом (рис. 66), собирают из блоков размером 4,5 ´ 2,25 м из железобетонных плит размером в плане 0,75 ´ 0,75 м, соединенных общей плоской арматурной сеткой. Толщина плит 0,1 — 0,15 м. Плиты изготовляют из гидротехнического бетона класса В-15.

Покрытие может изгибаться за счет гибкости арматурных стержней на участках швов между плитами. Швы между плитами блока и стержни арматурной сетки на открытом участке шва изолируют двумя склеенными лентами гидрорезины толщиной 2 — 4 мм битумно-резиновой мастикой. Изоляция шва не требует устройства обратного фильтра.

2.257. Укрепление откосов минеральными грунтами, не поддающимися выдуванию, не требует в последнем, в период эксплуатации, значительных затрат (рис. 80).

Откосы у бровок укрепляют скрытыми щитами из камыша и других прямо-стебельных трав или ветками кустарников. Обочины укрепляют балластом толщиной 0,05 м.

Рис. 80. Конструкции укрепления земляного полотна минеральными грунтами

а — откосов выемок поперечными рядами полуявных щитов; б — то же, насыпей, в — то же, выемок

Полуявные щиты применяют для укрепления откосов выемок, поверхностей кавальеров и резервов. Их укладка осуществляется поперечными рядами. Полуявные щиты представляют собой плотно установленные в ряды пучки, маты или щиты из прямостебельных растений. Ряды располагают параллельно друг другу и перпендикулярно направлению переноса песков. Ряды защиты могут устанавливаться и взаимно перпендикулярными рядами, если направление переноса песка не постоянно.

2.258. Асфальтобетонные плиты (рис. 68) применяются при защите откосов подтопляемых насыпей и берегов от текучей воды и волнобоя, при незначительной (менее 0,4 м) мощности льда и отсутствии в водном потоке крупнообломочного материала, способствующего истиранию битумной пленки. Применяются плиты размером 1 ´ 1 ´ 0,06 м (разработанные ЦНИИСом Минтрансстроя) и размерами 3,9 × 2,9 × 0,1 и 3,9 × 1,4 × 0,1 м (разработанные ВНИИГ им. В. Е. Веденеева). Рекомендуется применять при укреплении откосов насыпей, берм и берегов, подверженных периодическому или постоянному подтоплению, скоростях течения воды до 2,5 м/с и высоте волн до 0,7 м. В плитах применяются высокопрочный асфальтобетон, обладающий водостойкостью, морозостойкостью и теплостойкостью, хорошо противостоящий разрушению от воздействия льда, истирания твердым стоком, отделению битумной пленки от минеральных материалов, выкрошиванию, сползанию по откосу и другим отрицательным факторам.

2.259. Монолитные железобетонные плиты из гидротехнического бетона класса В-15 размерами в плане от 5 × 5 до 10 × 10 м при толщине от 0,15 до 0,3 м применяют для укрепления откосов или береговых уступов от воздействия волн высотой до 3 м. Плиты укладываются на слой разнозернистого щебня или гравия толщиной 0,15 м (рис. 67). Под швами размещаются железобетонные элементы толщиной 0,07 — 0,15 м и шириной 0,3 м, покрытие битумом толщиной 1 см. Железобетонные элементы под швами могут быть заменены продольными и поперечными трехслойными ленточными фильтрами (0,1; 0,1 и 0,15 м) соответственно крупнозернистого песка, мелкого и крупного щебня или гравия.

Виды плит и их размеры устанавливаются на основании технико-экономических расчетов с учетом допустимых величин высоты волны и толщины льда.

Укрепления из плит допускается устраивать только после стабилизации насыпи на откосах не круче 1 : 2, из непучинистых грунтов. В подошве плит устраивают бетонный упор или каменную упорную призму, а при креплении подтопляемых откосов предварительно отсыпают берму из камня до уровня, позволяющего устраивать упор.

2.260. Каменная наброска (рис. 66, 67) благодаря простоте выполнения, возможности полной механизации, надежности и долговечности, нечувствительности к неравномерной осадке насыпей получила наибольшее распространение среди других типов укрепления земляных откосов и берегов рек, озер, водохранилищ и морей. Для набросок применяют горную массу, содержащую более 50 % камней. Для крепления применяют камень рваный или колотый, плиточный из изверженных метаморфических и осадочных пород. Крупность камней и толщину слоя наброски определяют расчетом.

Применяются также укрепления из простых и фигурных бетонных блоков. Наиболее распространены тетрапод, дипод, гекселег, куб, тетраэдр.

2.261. При проектировании и расчете откосных укреплений используются типовые конструкции, которые проверяют расчетами на действия динамических сил движения волн, статическое и динамическое действие льда.

Толщину Т железобетонных плит определяют по формуле

Т = 0,07K_б ηh
—
ρ_в
/ (ρ_м — ρ_в) () / m,                          (17)

где K_б — коэффициент запаса по толщине, принимаемый обычно 1,2; η — коэффициент, учитывающий конструкцию укрепления и принимаемый для монолитных плит 1, для сборных 1,1; h, λ — высота и длина волны, м; В — длина ребра плиты или карты в нормальном к урезу воды направлении, м; ρ_в, ρ_м — плотность воды и материала плиты; m — заложение откоса.

Проверку плиты на прочность и трещиностойкость производят с учетом волновых и ледовых воздействий, неравномерных осадок, температурных и усадочных напряжений в соответствии с указаниями действующих нормативных документов на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. Кроме того, учитывают динамический характер нагрузок.

2.262. Массу и размеры камней, простых и фигурных блоков в набросках устанавливают по формуле

,                                                 (18)

где К_з — коэффициент запаса: для сортированного камня 1,5, несортированной горной массы 2, для фигурных блоков 1, μ — коэффициент формы: для каменной наброски 0,025, для обычных блоков 0,017, а для фигурных блоков 0,008; ρ_к
— плотность камня.

Толщина каменной наброски по нормали к откосу должна быть равна тройному диаметру D_к камня, определенному по формуле

D_к = .                                                       (19)

2.263. Обратный фильтр под сборными бетонными и железобетонными плитами применяют в виде однослойной или многослойной сплошной конструкции.

При расчете обратного фильтра определяют крупность его частиц, количество и толщину слоев, степень неоднородности частиц. Крупность частиц однослойного обратного фильтра или верхнего слоя многослойного

d_ф
= 1,5 l,                                                                 (20)

где l — ширина шва между плитами; d_ф — размер частиц фильтра, мельче которых в данном слое содержится 50 % по весу (d_ф = 50).

Толщину однослойного фильтра t_ф при пологости волн λ/h £ 15 определяют по формуле

t_ф = 4,75d_ф ln (K_p /12 d_ф /d_гр),                                               (21)

где d_гр — средний размер частиц грунта откоса (d_гр = 50); К_р — коэффициент, вычисляемый по формуле

K_р = U — 0,03 (15 — λ/h).                                                   (22)

Если требуемая величина однослойного фильтра окажется более 35 см при строительстве «насухо» или больше 70 см при строительстве в воде, то рекомендуется устраивать два слоя. В этом случае толщину первого и второго слоев фильтра определяют по формулам:

t_ф1 = 4,75 d_ф1 ln (K_p /12 d_ф1 /d_ф2);                                            (23)

t_ф2 = 4,75 d_ф2 ln (K_p /12 d_ф2 /d_гр),                                            (24)

где t_ф1 и t_ф2 — толщина верхнего и нижнего слоев фильтра; d_ф1, d_ф2, — средние диаметры частиц верхнего и нижнего слоев фильтра.

Отношения d_ф1/d_ф2 и d_ф2/d_гр не должны превышать 10. В противном случае предусматривают трехслойный фильтр, который рассчитывается аналогично двухслойному. По условиям механизированного производства работ толщина слоев фильтра не должна быть менее 0,15 м.

Коэффициент неоднородности внутри слоев фильтра η принимается следующим:

для однослойного фильтра η_о = d₆₀ /d₁₀;

для верхнего слоя двухслойного фильтра η_в2 = d′₆₀ /d′₁₀;

для нижнего слоя η_н2 = d″₆₀ /d″₁₀;

Средний расчетный диаметр d_ср частиц однослойного или верхнего слоя многослойного фильтра под каменную наброску устанавливается в зависимости от среднего расчетного размера камня , что составляет 0,2 — 0,25 .