ТехЛиб СПБ УВТ

Всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт промышленного транспорта (Промтрансниипроект) Госстроя СССР

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

Утверждено
приказом Союзпромтрансниипроекта
от 3 июня 1987 г. № 125

Москва Стройиздат 1988

Рекомендовано к изданию решением Научно-технического совета Промтрансниипроекта Госстроя СССР.

Содержит материалы, разъясняющие и конкретизирующие нормы и правила проектирования земляного полотна железнодорожных путей колеи 1520 (1524 и 1535) мм и автомобильных дорог промышленных предприятий.

Для инженерно-технических работников проектных и других организаций, занимающихся проектированием и строительством сооружений промышленного, железнодорожного и автомобильного транспорта.

Разработано Промтрансниипроектом Госстроя СССР (канд. геол.-минерал. наук Ф. С. Канаев — руководитель темы, инженеры С. Д. Чубаров, В. И. Поляков, Н. И. Провоторов, А. С. Гузунов, К. В. Виноградов, Н. Н. Титова); Харьковским Промтранспроектом (инженеры А. Г. Мирошников, Е. М. Ханин); институтом Гипроруд Минчермета СССР (инж. Г. С. Адлес); ПИ-2 Госстроя СССР (инж. В. Я. Волох); Калининским политехническим институтом (кандидаты техн. наук А. С. Ковалев, Б. А. Федоров).

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Пособие составлено к СНиП 2.05.07-85.

При его разработке использованы результаты научно-исследовательских работ в СССР и за рубежом в области проектирования и строительства устойчивого земляного дорожного полотна с применением передовой технологии, новых материалов и средств механизации. При этом разработаны новые конструкции земляного полотна на вечномерзлых, слабых (ил, сапропель, торф и заторфованные грунты, переувлажненные глинистые), просадочных, набухающих, а также на крутых косогорах, оползневых и закарстованных территориях, требующих индивидуальных проработок.

Текст СНиП 2.05.07-85 отмечен в Пособии соответствующим номером пункта в скобках.

В Пособии помещены материалы по новым прогрессивным методам проектирования с применением ЭВМ. Разработаны программы для автоматизированных расчетов устойчивости откосов, оснований насыпей на болотах, расчетов водопритоков к канавам, кюветам.

Замечания и предложения по улучшению Пособия просьба направлять по адресу: 117331, Москва, В-331, просп. Вернадского, 29.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
   

Требования к инженерным изысканиям и проектированию земляного полотна

2. Земляное полотно внутренних железнодорожных путей

Крутизна откосов

Высота насыпей и глубина выемок

Резервы, кавальеры, канавы и укрепление откосов

Применение геотекстилей в конструкциях дорожных сооружений

Конструкции дренажей

Земляное полотно для вторых путей

Особенности возведения земляного полотна в зимнее время

3. Земляное полотно внутренних автомобильных дорог

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Оценка степени засоленности грунтов

Согласно ГОСТ 25100-82 по степени засоленности полускальные грунты подразделяются на: незасоленные — содержание легко- и среднерастворимых солей менее 2 % массы абсолютно сухого грунта и засоленные — содержание указанных солей 2 % и более массы абсолютно сухого грунта. Обломочные грунты по степени засоленности делятся на незасоленные, в которых при песчаном заполнителе менее 40 % или глинистом менее 30 % содержание указанных солей менее 2 %; при содержании песчаного заполнителя 40 % и более, а глинистого — 30 % и более содержание солей соответственно 0,5 и 5 %. Засоленными считаются грунты, в которых содержание указанных солей больше, чем в незасоленных. По степени засоленности песчаные грунты, супеси, суглинки и глины определяются по указанному ГОСТ 25100-82.

При проектировании земляного полотна и водоотводных сооружений рекомендуется пользоваться оценкой степени засоленности грунтов по СНиП 2.05.02-85, табл. 3, прил. 2.

К легкорастворимым солям относятся: хлориды — NaCl, KCl, CaCl, MgCl; бикарбонаты — NaНСО₃, Са
(НСО₃) ₂, Mg
(HCO₃) ₂; карбонат натрия Na₂ CO₃,
сульфаты магния и натрия — MgSO₄, Na₂ SO₄. К среднерастворимым солям относятся гипс CaSO₄ × 2H₂ O и ангидрит CaSO₄.

К слабозасоленным грунтам относятся грунты со средним суммарным содержанием легкорастворимых солей менее 0,5 % в V дорожно-климатической зоне и менее 0,3 % в остальных зонах, если эти грунты содержат легко растворимых солей более 0,25 % Na₂ SO₄ + MgSO₄ должны быть более 5 %.

Качественный характер (вид) засоления можно установить по отношению содержания ионов Cl′/SO₄″ в водной вытяжке, выраженному в миллиэквивалентах на 100 г сухого грунта.

Засоление называется содовым при содержании в грунте ионов СО₃″ и НСО₃′ свыше одной трети суммарного содержания ионов Cl′ и SO₄″.

Степень и качественный характер засоления определяют в период наибольшего накопления солей в верхних слоях грунтов (июль — август), а в орошаемых районах — осенью.

При химическом анализе водной вытяжки из грунта определяются следующие компоненты: Cl′, SO₄″, СО₃″, НСО₃′, + ; , , сухой остаток и рН.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Программа для автоматизированного расчета устойчивого поперечного профиля насыпей

Программа предназначена для автоматизированного проектирования профиля насыпи из грунтов с различными физико-механическими свойствами, а также других естественных откосов с обеспечением расчетного коэффициента устойчивости по методу круглоцилиндрических поверхностей.

Исходные данные для расчета: свойства грунта — плотность, пористость, расчетный угол внутреннего трения и удельного сцепления, отметка грунтовой воды.

Программа «УСОТ-9-ЕС» составлена на ЭВМ ЕС-1020 и ЕС-1026. На печать выдаются координаты точек запроектированного поперечного профиля равноустойчивого откоса и коэффициенты устойчивости.

Разработана на языке «ФОРТРАН-IV» ПромтрансНИИпроектом Госстроя СССР. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Программа для автоматизированного расчета оптимальной высоты насыпи на болоте для железных дорог

Программа предназначена для автоматизированного расчета минимальной толщины насыпного слоя на болоте из условий обеспечения допустимых напряжений в рельсе, для путей узкой колеи (750 мм) и нормальной колеи (1520 мм) при различных нагрузках.

Исходные данные для расчета: модуль упругой деформации грунта насыпи, ее высота, коэффициент пористости грунта, мощность торфяной залежи, толщина балласта, допустимое напряжение в рельсе, модуль упругости в рельсе, вес локомотива, его расчетная скорость, ширина и длина шпалы.

Программа «Р1041» составлена на ЭВМ-222 с транслятором ТА-1м. На печать выдаются: коэффициент пористости торфа, мощность залежи, модуль деформации грунта насыпи, напряжение в рельсе, оптимальная высота насыпи, осадка ее основания, прогиб рельса, сила давления рельса на шпалу, напряжение под шпалой.

Разработана на языке «АЛГОЛ-60» канд. техн. наук А. С. Королевым (Калининский политехнический институт). Адрес: 170040, г. Калинин, Первомайская наб., 17, КПИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Программа для автоматизированного расчета оптимальной высоты насыпи на болоте для автомобильных дорог

Программа предназначена для определения оптимальной высоты насыпи, сооружаемой на болоте, исходя из условия достижения величины допускаемого упругого прогиба запроектированной дорожной одежды нежесткого типа.

Исходные данные для расчета: ширина проезжей части и обочин, заложение откосов, коэффициент пористости грунта насыпи, модуль упругости на уровне низа дорожной одежды, модуль упругости грунта насыпи, глубина болота, коэффициент пористости торфа, степень его разложения, модуль деформации.

Программа «Р1042» составлена на ЭВМ М-222 с транслятором ТА-1м. На печать выдаются: требуемый общий модуль упругости на уровне низа дорожной одежды, эквивалентный общий модуль упругости, глубина болота, коэффициент пористости грунта насыпи, степень разложенности торфа, модуль упругости грунтов насыпи и ее оптимальная высота.

Разработана на языке «АЛГОЛ-60» канд. техн. наук А. С. Королевым (Калининский политехнический институт). Адрес: 170040, г. Калинин, Первомайская наб., 17, КПИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Требования к вечномерзлым грунтам для сооружения земляного полотна

Для сооружения железнодорожных насыпей можно применять вечномерзлые грунты с характеристиками, приведенными в табл. 33.

Таблица 33

Свойства вечномерзлых грунтов, приведенных в табл. 33, характеризуются следующими показателями:

1. К сыпучемерзлым относятся мерзлые (мороженые) песчаные грунты, не сцементированные льдом из-за малой влажности, с суммарной влажностью до 3 %, а также пески пылеватые с влажностью не более 8 %.

2. К сухомерзлым относятся мерзлые песчаные грунты с суммарной влажностью до 6 %, гравийно-песчаные грунты с влажностью заполнителя до 6 %. Прочность на сдвиг при температуре минус 0,8 °С до 0,5 МПа не превышает усилий резания серийными землеройными транспортными машинами. Прочность их на раздавливание не более 1 МПа.

3. К твердомерзлым относятся мерзлые песчаные грунты, прочно сцементированные льдом, с хрупким разрушением и практической несжимаемостью. При дроблении и уплотнении пористость их возрастает, а при вытаивании льда цемента наблюдается деформация за счет уплотнения структуры скелета. Мерзлые мелкие пылеватые пески также относятся к твердомерзлым при суммарной влажности от 6 % до полной влажности 20 %.

4. К льдонасыщенным относятся мерзлые грунты, прочно сцементированные льдом с суммарной влажностью до полной влагоемкости 21 — 28 % при степени водонасыщенности (льдонасыщения) 0,8 — 0,9. Под нагрузкой эти грунты проявляют свойства ползучести, течения, при оттаивании скелет грунта деформируется под гидростатическим напором избыточной воды, поступающей из пор. На откосах из таких грунтов образуются сплывы, оползни, солифлюкционные процессы с образованием пологих террас.

5. В льдогрунтовой массе частицы и агрегаты грунта находятся во взвешенном состоянии и не образуют скелета. Пригодность такой массы оценивают по показателю уплотняемости и мгновенно сдвиговой прочности при суммарной влажности образцов, (%): 0 — 3, 3 — 6, 6 — 14, 14 — 20, 20 — 28 и 28 — 38. Показатель уплотняемости определяют на приборах ЦНИИСа и СоюздорНИИ, а прочностные характеристики — по соответствующим ГОСТам, причем прочность мерзлого грунта определяется гидростатическим взвешиванием по ГОСТ 22733-77.

По технологической пригодности для сооружения земляного полотна автомобильных дорог используются мерзлые песчаные, глинистые и торфяные грунты. Криогенная характеристика песчаных грунтов и условия их разработки приводятся в табл. 34, 35 и в соответствии СНиП II-18-76.

При проектировании насыпей на термопросадочных грунтах необходимо предусматривать увеличение высоты насыпи на осадку основания, образующуюся за счет уплотнения оттаивающих льдистых грунтов, а также обжатия мохово-растительного слоя и с учетом технологии сооружения насыпей самосвалами. Величины таких фактически образующихся осадок, определенных замерами на строившихся линиях на северо-востоке, Полярном Урале, Ямале и Западной Сибири, приведены в табл. 36. Осадки позволяют определить скрытые (дополнительные) объемы грунта, необходимые для сооружения насыпей высотой до 2 м на конец строительного периода, на 2-й и 3-й годы эксплуатации линии, принимаемые за расчетные.

По увлажненности грунты для сооружения автодорожного полотна должны отвечать требованиям табл. 37.

Таблица 34

Таблица 35

Примечание. W_f — суммарная влажность.

Таблица 36

Осадки оснований насыпей высотой до 2 м на типичных ландшафтных комплексах Северо-востока Европейской части СССР, Полярного Урала, Ямала и Западной Сибири

Примечание. Меньшее значение осадок применяют при отсыпке насыпей в зимний период (ноябрь — апрель), а большее — летне-осенний (май — октябрь). Осадки определены по фактическим замерам на строившихся железнодорожных линиях в указанных регионах.

Таблица 37

Оптимальную влажность w_о можно определять по формулам: для супеси легкой w_о = 0,7 W_L, суглинка пылеватого w_о = 0,6 W_L, суглинка тяжелого и глины пылеватой w_о
= 0,55 W_L.

Допускается использовать в нижней части насыпи супеси высокой степени переувлажненности до значений 1,5 w_о, суглинки легкие до 1,45 w_о и суглинки тяжелые и глины до 1,5 w_о, но при условии сохранения их в промороженном состоянии на весь период эксплуатации дороги.

<s/tdpan style=»font-family: Times New Roman; font-size: 12pt;»>Влажность торфов, используемых в нижней части насыпи и на откосы, должна быть не более 60 %.

По степени термопросадочности грунты основания земляного полотна автомобильных дорог разделяются на 5 категорий, различающихся по относительной просадочности, льдистости и суммарной влажности (табл. 38).

Таблица 38

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Каталог программ для автоматизированного проектирования земляного полотна (по состоянию на 01.01.87 г.)

1. Проектирование оптимального поперечного профиля земляного полотна и расчет откосов на устойчивость. С101, «УСОТ-ЕС». Разработана Казахским Промтранспроектом, 1978. Адрес: 480010, г. Алма-Ата, пр. Абая, 50А.

2. Расчет устойчивости земляного полотна. С102, «СТАБЛ». Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1978. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

3. Подсчет объемов земляных работ на железных и автомобильных дорогах, С103, «ОЗРУТ». Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1980. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

4. Определение осадки основания насыпи. С104, «ПООН». Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

5. Расчет величины осадки насыпи на слабом основании. С105, «ОСАДКА». Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1978. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

6. Определение стабильности основания насыпи. С106, «ПОКС». Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

7. Математическая обработка данных лабораторных исследований торфа. С110, «МОРЛИ-Г». Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1980. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

8. Программа проектирования земляного полотна промышленной железнодорожной станции. С113 «PSP». Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1985. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

9. Расчет деформационных свойств грунта. С107, «ДЕФОРМ-СМ», 1СМ-3. Разработана Ленинградским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 191187, Ленинград, ул. Воинова, 1/6.

10. Расчет прочностных характеристик грунтов. С108, «ПРОЧН-СМ», СМ-3. Разработана Ленинградским Промтранспроектом, 1982. Адрес: 191187, Ленинград, ул. Воинова, 1/6.

11. Расчет физических свойств грунтов. С109, «ГРУНТ-СМ». Разработана Ленинградским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 191187, Ленинград, ул. Воинова, 1/6.

12. Программа определения коэффициента стабильности С110, «КСТ», «СМ-1420». Разработана Союздорпроектом, 1985. Адрес: 109089, Москва, наб. Мориса Тореза, 34.

13. Расчет осадки основания насыпи. С112, OS, СМ-1420. Разработана Союздорпроектом, 1985. Адрес: 109089, Москва, наб. Мориса Тореза, 34.

14. Программа подсчета объемов земляных работ при сооружении железных и автомобильных дорог. С103, «ОЗР-СМ» Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1984. Адрес: 117331, Москва, В-331, просп. Вернадского, 29.

Выдаются на печать: проектные и рабочие отметки; подсчитываются объемы насыпей с учетом косогорности и срезки растительного слоя, выемок и кюветов, а также откосов насыпи и выемки.

15. Программа подсчета объемов земляных и укрепительных работ по индивидуальным поперечным профилям. СШ, «ПОПЕРЕЧНИК». Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1985. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

Выдаются на печать: расстояния между поперечниками, площади насыпи и выемки на каждом поперечнике, длина укрепительных откосов, объемы земляных работ с учетом срезки растительного слоя и объемы укрепительных работ.

16. Программа по расчету ливневого стока. С101, «СТОК». Разработка ПромтрансНИИпроектом, 1984. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

Предназначена для расчета ливневого стока при проектировании малых искусственных сооружений. Выдается на печать максимальный расчетный расход воды.

17. Программа по расчету числа путей на промышленной станции Д13, «ОРТ». Разработана Мосгипротрансом, 1983. Адрес: 129278, Москва, ул. Павла Корчагина, 2.

18. Комплекс программ проектирования оптимального продольного профиля автомобильных дорог. Е06 «ПРОФИЛЬ-2А». Разработана ЦНИИС Минтрансстроя, 1984. Адрес: 129329, Москва, Игарский пр., 2.

19. Подсчет объемов земляных работ на железных и автомобильных дорогах. «Е10». Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1985. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Водные свойства грунтов

Коэффициент фильтрации К_ф, м/сут, представляет собой скорость движения воды при градиенте напора, равном единице; определяется по ГОСТ 25584-83. По этому показателю грунты подразделяются на:

водопроницаемые, К_ф > 1 м/сут;

полупроницаемые, 1 > К_ф > 0,001 м/сут;

непроницаемые (водоупорные), К_ф < 0,01 м/сут.

Значения коэффициентов фильтрации некоторых грунтов и характеристик их по водопроницаемости приведены в табл. 39.

Таблица 39

Высота капиллярного поднятия Н_к зависит от размера пор, температуры и минерализации воды, формы зерен и других факторов и определяется по ГОСТ 25504-83.

Чем больше размер пор, тем меньше высота и больше скорость капиллярного поднятия. Практически можно считать, что при диаметре зерен более 2 мм капиллярное поднятие отсутствует. Значения капиллярного поднятия в некоторых грунтах приведены в табл. 40, а скорость поднятия — в табл. 41.

Таблица 40

Таблица 41

Водоотдача — способность горных пород, насыщенных до полной влагоемкости, отдавать часть воды путем свободного стекания под влиянием силы тяжести называется водоотдачей; средние значения коэффициента приведены в табл. 42.

Коэффициент водоотдачи μ определяется по формуле

μ = W_sat — w_м.в,

где W_sat — полная влагоемкость; w_м.в — максимальная молекулярная влагоемкость.

Таблица 42

Молекулярная влагоемкость — способность пород задерживать воду на поверхности частиц. Величина максимальной молекулярной влагоемкости близка по значению к пределу раскатывания связных пород.

В практике влагоемкими называют породы, обладающие капиллярной влагоемкостью. По степени влагоемкости грунты разделены на три группы:

очень влагоемкие — торф, суглинки, глины;

слабо влагоемкие — мергель, рыхлые песчаники, лесс, мелкие и глинистые пески;

невлагоемкие — массивные изверженные и осадочные (скальные грунты) и крупнообломочные (галька, гравий).

Максимальная молекулярная влагоемкость некоторых грунтов приведена в табл. 43.

Таблица 43

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Методика расчета притока грунтовой воды в траншею, канал, котлован и колодец

Двухсторонний приток воды в траншею, канал, доведенных до водоупора, определяется по формуле

Q = LK_ф, (37)

где L — длина траншеи, м; К_ф — коэффициент фильтрации, м/сут; Н — мощность водоносного слоя, м; h — глубина воды в траншее, м; R — радиус влияния, м.

Если значение R неизвестно, то формула преобразуется

Q = LK_ф
= LK_ф (Н + h) = LK_ф (Н + h) I₀, (38)

где = I₀ — средний уклон депрессионной кривой, приведенный в табл. 44.

Таблица 44

Для определения двухстороннего притока воды в канал, не доведенного до водоупора, пользуются формулой и схемой к расчету на рис. 105.

Q = LK_ф, (39)

где Н₀ — глубина активной зоны, равная 1,3; L — расстояние между статическим уровнем грунтовых вод и дном траншеи; h₀ — глубина воды в канале, отсчитываемая от подошвы активной зоны.

Если неизвестно значение R, то формула примет вид

Q = LK_ф (Н₀ + h₀) I₀. (40)

Приток воды к котловану совершенного типа.

Расчет выполняют по методу «большого колодца».

В безнапорном водоносном горизонте расчет ведется по формуле

Q = 1,37, (41)

где r₀ — приведенный радиус котлована, равный радиусу круга, равновеликого по площади с котлованом.

r₀ = , (42)

где F — площадь котлована.

При напорных водах

Q = 2,73, (43)

где M — мощность толщи, заключающей напорные подземные воды, м.

Для несовершенных котлованов расчет притока воды определяют по формуле для подсчета притока воды к пластовому дренажу в безнапорном водоносном пласте.

Q = pК_фS, (44)

где Т — расстояние от основания дренажа до водоупора.

Значение r₀ вычисляют по формуле Н. K. Гиринского

r₀ = η, (45)

где L — длина котлована; В — ширина котлована; η — см. Справочник гидрогеолога.

Рис. 105. Схема к расчету притока воды в траншею, канал

Приток воды к грунтовому «совершенному колодцу» определяют по формуле

Q = 1,366К_ф = 1,366К_ф = 1,366. (46)

Приток воды к грунтовому «несовершенному колодцу» рассчитывают по формуле

Q = 1,366К_ф. (47)

Приток воды к неглубоким несовершенным грунтовым колодцам и шурфам с проницаемым полусферическим дном определяют по формуле

Q = pdSК_ф, (48)

где d — диаметр колодца.

При большом диаметре шурфа и плоском дне

Q = 2dSK_ф. (49)

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Программа автоматизированного гидравлического расчета кюветов и канав

Программа предназначена для определения расхода воды в кюветах и канавах трапецеидального, треугольного и прямоугольного сечения.

Исходные данные для расчета: размеры поперечного профиля кювета или канавы, шероховатость стенок и дна, уклон дна, скорость течения воды, крутизна откосов, глубина, ширина дна, расход воды, площадь живого сечения.

Программа «ОС-РВ, версия 3» составлена на ЭВМ СМ-4. На печать выдаются: расход воды кюветов и канав по отдельным участкам, причем одновременно по 29 сечениям.

Разработана на языке «ФОРТРАН» Харьковским Промтранспроектом. Адрес: 319972, г. Харьков, ул. Тобольская, 42.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Допустимые (неразмывающие) средние скорости течения воды в грунтах и укреплениях

Средние (неразмывающие) скорости течения воды в скальных грунтах приведены в табл. 45, в несвязных грунтах — в табл. 46, в связных грунтах — табл. 47 и с искусственным укреплением — в табл. 48. Значения скоростей течения воды, приведенные в этих таблицах, не следует интерполировать; при промежуточных глубинах водотока значения скоростей принимаются по глубинам, ближайшим к натуральным; при глубинах водотока более 3 м и отсутствии специальных исследований и расчетов скорости принимают по их значениям для глубины 3 м.

Таблица 45

Таблица 46

Примечания: 1. В каждой графе нижние пределы скоростей соответствуют нижним пределам размеров частиц грунта, а верхние — верхним.

2. Табличные значения скоростей не интерполировать. При промежуточных размерах частиц грунта и глубинах водотока значения скоростей течения принимаются по ближайшим табличным значениям размеров и глубин водотока.

Таблица 47

Примечание. При проектировании поверхностных водоотводов в подверженных выветриванию плотных и очень плотных грунтах допускаемые скорости ограничивают теми же значениями, что и для грунтов средней плотности (при объемной массе скелета грунта 1,2 — 1,66 т/м³).

Таблица 48

* Для хворостяных выстилок толщиной 25 — 30 см и для фашинных тюфяков 50 см значения выстилок следует умножать на коэффициент 0,2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Методика расчета глубины заложения несовершенного двухстороннего подкюветного дренажа при безнапорном водоносном горизонте

Расчет выполняют по формуле (рис. 106)

Н = 0,5 h_т + l + h_к + d + h₀ — b, (50)

где Н — глубина заложения дренажа, которая должна быть более глубины промерзания h_т на 0,3 м; h_т — глубина сезонного промерзания балластного слоя и грунтов земляного полотна, определяемая в наиболее суровую зиму из расчетного 10-летнего периода и измеряемая в сечении, проходящем через концы шпал или по расчету согласно СНиП II-18-76; l — расстояние от нижней границы промерзания до верхней границы капиллярного поднятия воды, принимается 0,2 — 0,25 м; h_к — высота капиллярного поднятия воды над кривой депрессии, определяется по данным лабораторного анализа, но не более следующих значений для:

песков 0,4 м

супесей легких и пылеватых песков 1 м

суглинков легких пылеватых, супесей

пылеватых и супесей тяжелых, пылеватых 1,5 м

глин, суглинков тяжелых и суглинков

тяжелых пылеватых 2,5 м

d = m i — наибольшее поднятие кривой депрессии, которое при расположении дренажа в междупутье не учитывается; m — при одностороннем дренаже расстояние от стенки дренажа до противоположной бровки балластной призмы; при двухстороннем дренаже — расстояние от стенки дренажа до оси пути; i — средний уклон кривой депрессии, принимаемый для грунтов; h₀ — глубина воды в дренаже, принимаемая равной 0,3 м; b — глубина кювета, считая от верха балластной призмы.

Рис. 106. Схема к расчету глубины заложения несовершенного двустороннего подкюветного дренажа при безнапорном водоносном горизонте

1 — водоупорный слой; 2 — мощность водоносного горизонта; 3 — глубина кювета; 4 — балластный слой; 5 — депрессионная кривая; 6 — дренаж; Н — глубина заложения дренажа от дна кювета; h_м — глубина сезонного промерзания; b — расстояние от бровки до дна кювета; ГГB — горизонт грунтовых вод; УУГВ — установившийся уровень грунтовых вод

Значения уклонов для различных грунтов:

гальки, гравия, крупного песка 0,0025 — 0,005

песка среднезернистого 0,005 — 0,15

песка мелкого 0,015 — 0,02

песка мелкого пылеватого 0,015 — 0,05

суглинка 0,05 — 0,12

глины 0,12 — 0,15

жирной глины 0,15 — 0,2

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Методика расчета толщины балластного слоя под шпалой при заглубленной балластной призме

Методика основана на подборе минимальной толщины балластного слоя исходя из учета следующих факторов и показателей: дорожно-климатической зоны, в которой проектируется земляное полотно, ширины одного ската и числа путей на нем (по проекту), коэффициента фильтрации грунтов балластного слоя, вида грунта (супесь, суглинок, глина) и типа увлажнения, а также величины уклона дна корыта.

Пример расчета

Земляное полотно запроектировано во II дорожно-климатической зоне односкатным, для трех путей, с заглубленной балластной призмой, с коэффициентом фильтрации грунтов 10 м/сут, уклоном дна корыта 4 ‰ и типом увлажнения 2.

Согласно п. 2.72, табл. 13, СНиП 2.05.07-85, требуемая толщина балласта под деревянной шпалой при объеме перевозок св. 5 млн. т брутто в год принимается равной 30 см. При грунтах земляного полотна с коэффициентом фильтрации 10 м/сут предусматривается утолщение балластной призмы на 5 — 10 см.

Местный материал для балластного слоя имеет коэффициент фильтрации 10 м/сут, а привозной — 15 м/сут.

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Методика определения толщины противодеформационной подушки из дренирующего грунта

Методика приводится по «Методическим рекомендациям по проектированию земляного полотна железных дорог на пучинистых грунтах в суровых климатических условиях».

Толщину подушки из дренирующего грунта и вырезки пучинистых грунтов определяют расчетом исходя из условий обеспечения требуемой несущей способности основной площадки земляного полотна. Допустимая величина пучения грунтов при скорости движения поездов 55 — 70 км/ч — 35 мм, а при 71 — 120 км/ч — 25 мм.

Для расчета используют эпюры распределения по глубине критической нагрузки р_кр и суммарных напряжений в грунтах основания пути

, (51)

где С — сцепление, МПа; j — угол внутреннего трения, град; ρ — плотность влажного грунта, г/см³; h — расстояние от подошвы балластного слоя до расчетного уровня.

Критическую нагрузку следует определять для двух сечений пути при h₁ = 0 и h₂ = 1 м, считая от подошвы балластного слоя. По результатам расчетов строят линию А — Б распределения Р_кр и действующих суммарных напряжений по глубине (рис. 107).

Толщину дренирующей подушки в пределах основной площадки земляного полотна находят на пересечении А — Б и кривых распределения суммарных напряжений, поз. 1 — 4, для заданных условий эксплуатации.

Значения С и j определяют на сдвиговом приборе, а образцы грунтов должны соответствовать состоянию расчетного слоя при оттаивании. В зависимости от влажности и прочности грунта на глубине расчетом определяют глубину врезки и соответствующую толщину дренирующей подушки.

Рис. 107. Номограмма для определения критической нагрузки Р_кр на грунт и напряжений s в зависимости от глубины h

1 — при четырехосных вагонах с осевой нагрузкой 22 т/ось; 2 — то же, с нагрузкой 25 т/ось; 3 — при восьмиосных вагонах с осевой нагрузкой 22 т/ось; 4 — то же, 25 т/ось

Рис. 108. Номограмма для расчета глубины врезки

а — распределение напряжений по глубине при условии движения поездов из четырехосных вагонов с осевой нагрузкой 22 т/ось; б — то же, из восьмиосных вагонов; 1, 2, 3 — значения критических нагрузок при трех вариантах расчетов

На рис. 108 приведен пример расчета глубины врезки по трем вариантам сочетания суммарных влажностей W, %, и прочностных характеристик оттаивающего грунта основания по трем вариантам:

W_f = 29 %; С = 0,5 МПа; j = 14°;

W_f = 25 %; С = 1 МПа; j = 18°;

W_f = 21 %; С = 1,3 МПа; j = 19°.

Принимая максимальную прочность грунта Р_кр = 2,5 кПа под балластным слоем при глубине h₁ = 0 и Р_кр = 10 кПа на глубине h₂ = 2 м (вариант 1), получаем прямую (поз. 1 на рис. 108) распределения Р_кр по глубине. Принимая на контакте с балластным слоем на глубине h₁ = 0 минимальную прочность грунта, как для варианта 1, а на глубине h₂ = 1 м характеристики, соответствующие вариантам 2 и 3, получим прямые 2 и 3 распределения Р_кр по глубине.

По точкам пересечения прямых 1, 2 и 3 на рис. 108 с кривыми а и б распределения суммарных напряжений по глубине определяют шесть различных значений толщины дренирующей подушки, изменяющихся при рассматриваемых условиях от 0,45 до 1,75 м.

Величины сцепления и угол внутреннего трения грунта основания определяются по ГОСТ 12248-78, ориентировочно — по номограмме, приведенной в вышеуказанных Методических рекомендациях, а расчет глубины врезки — по номограмме рис. 108.

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

Пакет программ для автоматизированного проектирования по расчету осадки основания насыпей на слабых грунтах

Программа «OSADKA» предназначена для автоматизированного расчета величины осадки основания насыпей, сооружаемых на слабых грунтах (торф, ил, сапропели, заторфованные грунты с t < 0,1 МПа).

Исходные данные для расчета: масса грунта насыпи, поездная нагрузка (нагрузка от автомобиля не учитывается); количество точек компрессионных испытаний; коэффициент пористости грунта основания насыпи и модель деформации (может изменяться от 1 до 1000); количество сечений в расчете может быть от 1 до 40; показатель точности интегрирования в пределах 1 > Т ³ 0,95; коэффициент для определения глубины ожидаемой толщи принимается 0,1, а показатель точности подсчета осадки основания насыпи — в пределах 0,05 ³ R > 0.

Программа «OSADKA» написана на языке «ФОРТРАН-IV», переведена на ЭВМ ЕС-1020 и отлажена в оперативной системе «ФОБОС» на ВК АРМ-Р/СМ-3.

Разработана ЦНИИСом Минтрансстроя. Адрес: 129329, Москва, Игарский пр., 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 15

Характеристики геотекстилей, применяющиеся в дорожном строительстве

Характеристики геотекстилей, выпускаемые отечественной промышленностью для дорожного строительства, приведены в табл. 49, а области их применения — в табл. 50.

Таблица 49

На эксплуатируемых железнодорожных линиях геотекстили применяются с целью:

• ликвидации просадок пути с выпиранием разжиженного глинистого грунта;
  
• предупреждения расстройств рельсовой колеи по уровню и в профиле;
  
• усиления пути;
  
• ликвидации пучин;
  
• устранения смещения грунта на откосах выемок;
  
• устранения оползней откосов насыпей;
  
• устройства обратного фильтра в дренажах;
  
• защиты сооружений железнодорожного пути от размывов;
  
• предупреждения осадок берм на болотах и суффозионных явлений.
  
• При строительстве дорог геотекстили применяют:
  
• для предупреждения деформаций основной площадки земляного полотна;
  
• с целью усиления устойчивости насыпи на слабом основании (торф, ил, сапропели);
  
• в качестве покрытия основной площадки насыпи из крупноглыбовых материалов;
  
• для обеспечения водоотвода с основной площадки и откосов насыпей и выемок с целью предупреждения пучин и деформаций земляного полотна.
  

Дорнит изготавливается по техническим условиям «Полотно иглопробивное для дорожного строительства» ТУ 21-29-81, тип I, который предназначен для дорог повышенной несущей способности. При устройстве комбинированного покрытия совместно с геотекстилем используют водонепроницаемую пленку, например поливинилхлоридную марки «В» по ГОСТ 16272-79 с характеристиками: ширина — св. 0,7 м, толщина — св. 0,002 м, разрушающее напряжение — более 10 МПа, водопроницаемость за 24 ч менее 1,1 м²/см² и морозостойкость при изгибе минус 25 °С.

Таблица 50

ПРИЛОЖЕНИЕ 16

Способ укрепления неустойчивых скальных откосов торкретированием

На горных склонах, сложенных скальными трещиноватыми, мелкоблочными грунтами, подвергающимися выветриванию и осыпанию, откосы дорожных выемок укрепляют методом анкеров с металлической сеткой и последующим торкретированием.

После отработки скального откоса с применением контурного взрывания и определения систем трещин назначают бурение скважин (вкрест простирания основной системы трещин) диаметром 55 мм на глубину 5 — 10 м с последующей установкой металлических анкеров конструкции «Эстонский сланец», на которые навешивают металлическую сетку. Перед установкой сетки поверхность скальных грунтов обрабатывают пескоструйным аппаратом со сжатым воздухом, а затем — водой. На поверхность сетки наносят специальными установками слой бетона толщиной 3 — 5 см.

В случае влажных откосов скальных грунтов под слоем металлической сетки укладывают геотекстиль.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 17

Дорожно-климатические зоны СССР

Рис. 109. Дорожно-климатические зоны на территории СССР

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 18

Схематическая карта дорожно-климатического районирования зоны вечной мерзлоты

Рис. 110. Схематическая карта дорожно-климатического районирования зоны вечной мерзлоты

1 — 1 — северный район низкотемпературных вечномерзлых грунтов (НТВМГ) сплошного распространения; 1 — 2 — центральный район НТВМГ сплошного распространения; 1 — 3 — южный район высокотемпературных вечномерзлых грунтов (ВТВМГ) сплошного и островного распространения; 4 — южная граница распространения вечномерзлых грунтов

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 19

Номограмма для определения конечных осадок насыпей дорог на болотах

Номограмма представлена на рис. 111.

Значения показателей и их определение приводятся ниже:

h_н
— высота насыпи, определяемая по продольному профилю дороги, считая по оси над поверхностью болота вместе с балластной призмой или дорожной одеждой, м;

λ — относительная деформация всех слоев торфяной залежи под основанием насыпи при ее расчетном давлении, определяемая по указаниям ГОСТ 23908-79 и ГОСТ 20276-85;

W — средняя величина влагосодержания всех слоев торфяной залежи, определяемая по ГОСТ 5180-84;

Н — глубина болота без учета мощности слоя очеса, м;

s_к — конечная осадка насыпи, м.

При расчетах принято: заложение откосов насыпи более 1 : 1,5; ширина насыпи поверху 5 — 10 м; основание насыпи сложено торфом, деформация которого принимается за счет сжатия при ограниченном боковом расширении.

Рис. 111. Номограмма для определения конечных осадок насыпей на болотах

ПРИЛОЖЕНИЕ 20

Дренажи с трубофильтрами

Трубофильтры изготавливают из крупнопористой бетонной смеси специального состава. В качестве заполнителя используют фракционированный материал, схожий по гранулометрическому составу с крайней наружной обсыпкой дренажных труб.

В трубофильтре сочетаются функции фильтра и водоотводного трубопровода. В дренаже трубофильтры объединены эластичными звеньями или полосками эластичного материала, закрывающими зазоры в стыках. Дренируемая вода свободно и равномерно проходит через всю наружную поверхность фильтрующих стенок трубофильтров в дренажный трубопровод, а соединительные звенья или полоски эластичного материала надежно защищают зазоры стыков от проникания в трубопровод дренируемого грунта.

Крупнопористый фильтрационный бетон имеет коэффициент фильтрации около 500 м/сут. Отдельные песчинки дренируемого грунта могут проникать в поровые канавы бетона на глубину 5 — 10 мм, частично закрывая их живое сечение. В связи с этим при проектировании дренажей из трубофильтров принимается так называемый расчетный коэффициент фильтрации, существенно меньший их начального коэффициента фильтрации. Для практических целей можно принять при контакте трубофильтров с мелкозернистым песком, равным в среднем 30 %, со среднезернистым 50 % и с крупнозернистым 80 % начального коэффициента фильтрации. Размеры трубофильтрации приведены в табл. 51.

Таблица 51

Марка трубофильтра «Т» указывает на его гладкий и соответственно «ТФ» — на фальцевый торец. Цифра в обоих случаях означает размер внутреннего диаметра трубофильтров в мм. Масса крупнопористого фильтрационного бетона условно принята равной 120 МПа.

Фильтрационный бетон должен иметь коэффициент фильтрации 100 — 1200 м/сут.

Трубофильтры диаметром до 200 мм соединяют между собой эластичными звеньями, благодаря которым дренажный трубопровод становится гибким.

СОДЕРЖАНИЕ