Как определить крутизну откоса насыпи

Страница 3: ВСН 97-63. Инструкция по сооружению земляного полотна автомобильных дорог (45825)

Рис. 7. Насыпь с капилляропрерывающей прослойкой:

1 — крупный гравий, щебень; 2 — слои гравия, щебня, гравелистого песка толщиной 10 — 15 см; 3 — предохранительный противозаиливающий слой песка (в основании прослойки) или мелкого угля толщиной 3 — 5 см; h — не менее 0,80 — 0,90 м во II — III зонах, не менее 0,65 — 0,75 м в IV — V зонах от поверхности покрытия

Прослойку закладывают на 20 см выше возможного наивысшего горизонта грунтовых вод или горизонта длительного подтопления насыпи поверхностными водами.

§ 20. Капилляропрерывающие прослойки из фильтрующих материалов устраивают толщиной 15 — 10 см в зависимости от крупности материала. Прослойка должна быть тщательно предохранена от загрязнения, для чего снизу и сверху прослойки укладывают слой мелкого гравия толщиной 3 — 5 см. Капилляропрерывающие прослойки устраивают во всю ширину земляного полотна с уклоном 30 ‰ от оси к откосам. В местах сопряжений прослойки с откосами укладывают крупный гравий или камень на длине 0,25 м.

§ 21. Высоту насыпей и оградительных дамб у средних и больших мостов и на подходах к ним назначают с таким расчетом, чтобы бровка земляного полотна возвышалась не менее чем на 0,5 м, а бровка незатопляемых регуляционных сооружений и берм не менее чем на 0,25 м над расчетным горизонтом воды с учетом подпора, а при широких поймах — с учетом также волны с накатом на откос. Для насыпей, кроме того, должны учитываться требования табл. 4 в случае длительного (более 20 суток) стояния воды. Бровка земляного полотна на подходах к мостам через малые водотоки и на участках труб должна возвышаться над горизонтом подпертой воды перед входом в сооружение не менее чем на 0,6 м для мостов и труб при безнапорном режиме работы сооружения и не менее чем на 1,0 м при напорном и полунапорном режиме.

Вероятность превышения расчетных расходов для проектирования насыпей автомобильных дорог как на подходах к искусственным сооружениям, так и на подтопляемых участках, идущих вдоль водотоков, следует принимать:

для дорог I и II категории — 1 %

для дорог III категории — 2 %

для дорог IV и V категории — 3 %

Примечание. Подпор воды у сооружения для назначения высоты насыпей, оградительных и регуляционных сооружений определяется с учетом возможного размыва русла под мостом, но не более 50 % от расчетной площади русла для несудоходных рек и 35 % для судоходных.

§ 22. Земляное полотно на местности, имеющей поперечный уклон более 1:10, устраивают в соответствии с поперечными профилями, приведенными на рис. 3. На косогорах крутизной 1:5 и более принимаются меры для предотвращения оползания насыпей по склону.

Во избежание размыва земляного полотна поверхностными водами, поступающими с нагорной стороны, должны быть устроены нагорные канавы, располагаемые на расстоянии не менее 5 м от наружной бровки выемки или 2 м от основания насыпи (рис. 3, б, в) с устройством банкета за счет грунта, вынутого из канавы: поверхность банкета планируют с уклоном 20 — 40 ‰ в сторону от насыпи. На косогорах крутизной менее 1:5, а также при выемках в скальных породах нагорные канавы устраивают без банкета. На косогорах круче 1:5, сложенных нескальными грунтами, для обеспечения стока воды с поверхности между нагорной канавой и бровкой выемки эти участки планируют и ликвидируют места, где может задерживаться вода.

§ 23. В местах косых пересечений тальвегов, ручьев и мелких речек устраивают подводящие или спрямляющие русла, которые обеспечивают спокойный проход воды через сооружение. Эти русла должны быть укреплены соответственно расчетной скорости течения воды в период паводка.

При устройстве нагорных и водоотводных канав всех видов необходимо обеспечить: достаточную для пропуска воды глубину и площадь поперечного сечения, надлежащий продольный уклон, укрепление дна и откосов (если оно требуется) и свободный выпуск воды в сторону от полотна.

Спуск воды из нагорных и забанкетных канав и резервов должен осуществляться в боковые долины, ложбины, низины, к руслам искусственных сооружений или быстротокам. Места выпуска воды в естественные водотоки или в овраги необходимо укреплять во избежание размыва. Для предупреждения заболачивания вблизи земляного полотна, лощин и низин, в которые выпускается вода, в необходимых случаях устраивают соответствующие водоотводные канавы.

Углубление нагорной канавы до водоносного слоя запрещается, за исключением случаев, когда нагорная канава служит для перехватывания грунтовых вод.

В нагорных канавах устраивают перепады, быстротоки или водобойные колодцы, если по условиям рельефа местности не может быть выдержан наибольший допускаемый уклон на канавы. Разрешается также в этом случае устраивать ступенчатые нагорные канавы. Каждая отдельная канава, располагаемая по косогору вниз, начинается у выхода вышележащей канавы на косогор.

Величина перекрытия конца вышележащей с началом нижней канавы и тип укрепления склона в местах выхода канав устанавливаются проектом в зависимости от местных условий.

§ 24. Грунтовые воды, которые могут оказать вредное влияние на устойчивость земляного полотна, должны быть перехвачены дренажными сооружениями и отведены в понижения местности. Типы и размеры дренажных сооружений зависят от характера и количества грунтовых вод и рода напластований грунтов. Эти сооружения выполняют по специальным проектам, составляемым на основании материалов инженерно-геологических обследований. При этом следует: проверить расчетом устойчивость основания и откосов земляного полотна, составить конструктивные чертежи дренажных устройств и укреплений и разработать организацию механизированных работ по их осуществлению.

Для обеспечения устойчивости откосов в глубоких выемках (глубже 6 м) устраивают полки шириной не менее 3 м, располагаемые в зависимости от напластований грунтов и выхода грунтовых вод, но не более чем через 6 м по высоте. Полки используются также для размещения по ним дренажей и других водоотводных устройств.

Во всех случаях при устройстве дренажей должен быть обеспечен по дну дренажных устройств непрерывный продольный уклон не менее 3 ‰ и не более 30 ‰. При необходимости проложить дренаж с большим уклоном дно дренажа делают ступенчатым.

Места ступеней совмещают со смотровыми колодцами. Во всех случаях должен быть обеспечен свободный выпуск воды из дренажей в пониженные места в сторону от земляного полотна. Выходы дренажа подлежат защите от промерзания и не должны подтопляться поверхностными водами.

При прохождении дороги по косогору или в выемке при наличии водоносных горизонтов для предотвращения сползания насыпи вместе с основанием или оползания откосов выемки грунтовые воды должны быть перехвачены продольным дренажем с выпуском воды в пониженные места, в ближайший лог или в искусственное сооружение.

В местах переходов из выемки в насыпь и на пересечениях балок и оврагов для перехвата выклинивающихся грунтовых вод и отвода их в сторону устраивают поперечные дренажи — прорези-преградители. Места выпуска дренажей необходимо защитить от замерзания воды. Отдельные ключи в основании насыпей должны быть каптированы и вода отведена за пределы полотна.

Если имеется поперечный приток грунтовой воды, то для осушения грунтов земляного полотна при расположении водоносного слоя на глубине от дна корыта менее указанной в табл. 4 устраивают продольные подкюветные дренажи, которые должны быть защищены от проникания поверхностных вод из кюветов устройством глинобетонной подушки толщиной не менее 0,5 м с прокладкой между этой подушкой и верхом дренирующего заполнения слоя мха толщиной 5 см или дерна травой вниз.

Для сбора и отвода воды из выходящих на откос выемки слабоводоносных пластов грунтов слоистого строения устраивают откосные дренажи с выпуском воды в кювет или подкюветный дренаж. Отвод воды из отдельных небольших ключей, выходящих на откос выемки, осуществляется при помощи поперечных прорезей с выпуском воды в кювет.

Для перехвата водоносных пластов, находящихся на большой (более 10 м) глубине, устраивают штольни. Основание штольни, как правило, должно находиться в водонепроницаемом грунте. Штольни устраивают по индивидуальным проектам.

Глубину заложения дренажа выбирают в зависимости от глубины залегания грунтовых вод, их мощности, а также глубины промерзания и глубины залегания водоупора. Дренажные устройства, предназначенные для перехвата грунтовых вод, располагают ниже глубины промерзания грунтов в водонепроницаемом слое. Глубину несовершенных («висячих») дренажей, применяемых для понижения уровня грунтовых вод при отсутствии близкого водоупорного слоя, определяют из условия, чтобы верхняя граница капиллярно-увлажненной зоны грунтов находилась ниже половины глубины промерзания на оси земляного полотна.

§ 25. Откосы насыпей, возводимых из боковых резервов, при высоте насыпей на дорогах I — III категорий до 1,5 м и на дорогах IV — V категорий до 1 м, принимают, как правило, не круче 1:3.

Крутизну откосов более высоких насыпей и насыпей, возводимых из привозных грунтов, а также откосов конусов железобетонных, рамных, свайно-эстакадных и деревянных мостов принимают:

для насыпей из камня слабовыветривающихся пород при высоте до 6,0 м — 1:1 ?? 1:1,3; до 12 м — 1:1,3  1:1,5;

для насыпей из крупного и средней крупности песков, гравия, гальки, щебенистых и дресвяных грунтов слабовыветривающихся пород при высоте насыпы до 12 м — 1:1,5;

для насыпей из прочих грунтов, пригодных для возведения земляного полотна, при высоте насыпи до 6,0 м — 1:1,5; до 12,0 м — в верхней части (до 6 м) — 1:1,5, в нижней части — 1:1,75.

При строительстве дорог I — III категорий в пригородной зеленой зоне или в других живописных местах для лучшей увязки дорог с окружающей местностью откосы насыпей высотой до 1,5 м, устраиваемых из привозных грунтов, допускается проектировать такой же крутизны, как и при насыпях, возводимых из боковых резервов.

Для обеспечения незаносимости дороги снегом и песком насыпи высотой до 1,5 м следует проектировать с более пологими откосами (1:4 — 1:6).

Крутизна откосов насыпей высотой более 12 м, а также насыпей, сооружаемых с применением гидромеханизации, устанавливается по индивидуальным проектам.

§ 26. Откосы земляных дамб регуляционных сооружений с речной стороны назначают не круче 1:2, а с противоположной стороны — не круче 1:1,5; ширину дамб поверху принимают не менее 2,0 м.

Крутизну откосов траверсов, затопляемых с обеих сторон, принимают 1:2.

§ 27. Земляное полотно в выемках проектируют согласно типовым поперечным профилям, представленным на рис. 4.

Крутизну откосов выемок глубиной до 12,0 м принимают:

а) для выемок в однородных глинистых и песчаных грунтах 1:1,5;

б) для выемок в лёссах в условиях засушливого климата от 1,0:0,1 до 1:0,5 (рис. 8);

в) для выемок в лёссах в других условиях, а также выемок в лёссовидных грунтах в зависимости от свойств грунтов и глубины выемки — от 1:0,5 до 1:1,5;

Рис. 8. Выемка в сухом лёссе:

1 — планировка; 2 — нагорная канава; 3 — разрыхление и уплотнение на глубину 0,4 м от дна корыта по всей ширине земляного полотна; 4 — планировка на ширину, равную высоте откоса

г) для выемок в крупнообломочных грунтах (щебенистых гравелистых и др.) в зависимости от характера напластований, свойств грунтов и глубины выемок — от 1:1 до 1:1,5;

д) для выемок в слабовыветривающихся скальных породах, при отсутствии трещиноватости и наклона пластов в сторону полотна 1:0,2;

е) для выемок в прочих скальных породах в зависимости от свойств грунта, характера напластования и глубины выемки — от 1:0,2 до 1:1,5.

§ 28. Выемки глубиной до 1 м из условия незаносимости их снегом и песком допускается проектировать с более пологими откосами (1:4 — 1:6). Целесообразно также в этом случае предусматривать раскрытые выемки или выемки, разделанные под насыпь (рис. 4, а и б).

При устройстве выемок глубиной более 2 м в мелких и пылеватых песках, переувлажненных пылеватых суглинках, в легковыветривающихся сильно трещиноватых скальных породах, а также в вечномерзлых грунтах, переходящих в мягкопластичное состояние, следует предусматривать закюветные полки шириной 0,5 — 2,0 м (в зависимости от особенности грунтов, крутизны и высоты откосов выемки). В отдельных случаях при соответствующем обосновании вместо устройства закюветных полок допускается принимать более пологие откосы.

§ 29. На устойчивых горных склонах крутизной более 1:3 земляное полотно, как правило, следует проектировать в виде полки, врезанной в косогор (рис. 9).

Рис. 9. Земляное полотно, устраиваемое на крутом косогоре в виде полки в слабовыветрившихся или невыветрившихся скальных породах

В тех случаях, когда не могут быть выполнены откосы требуемой крутизны, устраивают подпорные либо одевающие стенки. На участках горных склонов с отвесными стенками из прочных массивных горных пород или при благоприятных напластованиях земляное полотно располагают в полутоннелях и на балконах.

В выемках, устраиваемых на склонах крутизной более 1:3, между подошвой нагорного откоса и канавой в уровне бровки земляного полотна предусматривают полки шириной 0,5 — 1,0 м (в зависимости от крутизны откосов, особенностей грунтов выемки и поверхности склона).

В выемках с откосами 1:1 и круче в легко выветривающейся скале или в лёссе между подошвой откоса и канавой на уровне бровки земляного полотна, также устраиваются полки шириной от 0,5 до 2 м в зависимости от крутизны склонов, откосов выемки и от характера грунтов (см. рисунки 4 г, е и 8).

Примечание. В выемках, прорезающих неоднородные пласты грунта, допускаются откосы переменной крутизны, соответствующей устойчивости грунтов (см. рис. 4, е).

§ 30. Крутизна наружных откосов боковых канав и резервов назначается в зависимости от вида грунта 1:1,5 и менее, а в скальных грунтах от 1:0,1 до 1,1 в зависимости от прочности скалы.

§ 31. Крутизну откосов выемок глубиной более 12 м, выемок, разрабатываемых с применением массовых взрывов на выброс или гидромеханизации, а также выемок, устраиваемых при неблагоприятных гидрогеологических условиях, независимо от их глубины назначают по индивидуальным проектам.

Крутизна откосов

Примечание:

При напластовании различных видов грунта крутизну откосов для всех пластов надлежит назначать по наиболее слабому виду грунта.

Земляное сооружение — выемку или насыпь — можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии.

Подсчет объемов сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом делается допущение, что объем земли ограничен плоскостями и отдельные неровности действительной поверхности грунта не влияют значительно на расчетный объем.

Определение объёмов котлованов. Уточнив по приведённым выше формулам размеры котлована понизу В_к и L_к, назначив крутизну откосов m и зная глубину котлована H, определяют размеры котлована поверху B_кв, L_кв и затем вычисляют объём грунта, подлежащего разработке при устройстве котлована.

Объём котлована V_к прямоугольной формы с откосами (рис. 4.1а) определяют по формуле опрокинутой усечённой пирамиды (призматоида):

где B_к и L_к — ширина и длина котлована по дну, м;

B_к в и L_к в — то же, поверху;

H — глубина котлована, м.

Объём котлована, имеющего форму многоугольника с откосами (рис. 4.1б),

где F₁ и F₂ — площади дна и верха котлована, м;

F_ср — площадь сечения по середине его высоты, м2.

Объём квадратного котлована с откосами определяют по формуле опрокинутого призматоида:

Объём круглого в плане котлована с откосами (рис. 4.1, в) определяют по формуле опрокинутого усечённого конуса:

V_к = πH/3*(R 2 +r 2 +R*r) , (4.8)

где R и r — радиусы верхнего и нижнего оснований котлована.

При расчётах объёмов земляных работ следует также учитывать объёмы въездных и выездных траншей:

, (4.9)

где Н — глубина котлована в местах устройства траншей, м; b — ширина их понизу, принимаемая равной при одностороннем движении 4,5 м и при двухстороннем — 6 м; m — коэффициент откоса (уклона) въездной или выездной траншеи (от 1: 10 до 1 : 15).

Рис. 4.1. Схема для определения объёмов земляных работ при устройстве котлованов различной формы, траншей, насыпей:
а, б, в — котлованы прямоугольные, многоугольные, круглые; г — траншея с откосами;

Общий объём котлована с учётом въездных и выездных траншей:

где V_к — объём собственно котлована, м3; n — количество въездных и выездных траншей;

Объём земляных работ по устройству линейных сооружений определяется с учетом следующих правил:

Объём грунта по срезке растительного слоя на трассе трубопровода определяется по формуле:

где — V_ст — объём работ по срезке растительного слоя в пределах траншеи, м 3 ; V_ср — то же, в пределах рабочей зоны, м 3 .

, (4.12)

где F_ci — площадь срезки растительного слоя в пределах контура траншеи между пикетами, м 2 ; H_с — толщина растительного слоя, м (принимается равной 0,15-0,2 м).

(4.13)

где B_тр, m — то же, что и в предыдущих формулах; H₁, H₂ — глубины траншеи на смежных пикетах, м; l_i — расстояние между пикетами, м.

V_ср = BH_сL , (4.14)

где B — ширина рабочей зоны, м (принимается равной 15-25 м); H_с — толщина растительного слоя, м; L — общая длина трубопровода, м.

Объём земляных работ по зачистке дна траншеи (V_з.т.) определяют по формуле:

где B_тр — ширина траншеи по дну, м; L — общая длина траншеи, м; h_н — толщина недобора (см. табл. 4.5).

Основными исходными документами для подсчета объемов земляных работ линейных сооружений служат продольные и поперечные профили, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с горизонталями.

Минимальная ширина траншей под трубопроводы, кроме магистральных, с откосами 1:0,5 и круче должна удовлетворять требованиям таблицы. 4.5.

Минимальная ширина траншей при стыковых соединениях

Примечания: 1. Ширина траншей для трубопроводов диаметром свыше 3,5 м устанавливается в проекте исходя из технологии устройства основания, монтажа, изоляции и заделки стыков.

2. При параллельной укладке нескольких трубопроводов в одной траншее расстояния от крайних труб до стенок траншей определяются требованиями таблицы 4.8, а расстояния между трубами устанавливаются проектом.

Для определения объёмов траншей продольный профиль траншеи делят на участки с одинаковыми уклонами, подсчитывают объёмы грунта для каждого из них и затем суммируют.

Объём траншеи с вертикальными стенками:

где B_тр — ширина траншеи; H₁ и H₂ — глубина её в двух крайних поперечных сечениях;

F₁ и F₂ — площади этих сечений; L — расстояние между сечениями.

Более точно объём траншеи с откосами можно определить по формуле Винклера:

, (4.17)

Для удобства подсчёта объёма земляных работ трассу трубопровода разбивают через определённые расстояния (через 100-200 м) на участки (пикеты) и вначале определяют объёмы работ на участках, а затем, суммируя их, определяют объём земляных работ. При этом целесообразно использовать так называемый табличный метод подсчёта земляных работ. С этой целью, определив ширину траншеи по дну (Bтр), разбив трассу на пикеты через l м и определив глубины траншей (H) на каждом пикете (путём построения продольного профиля трубопровода) и определив коэффициенты крутизны откосов (поперечных сечений на каждом из них (m), зная вид залегающих грунтов и глубины выемки, данные записывают в таблицу 4.6.

Таблица 4.6

Таблица подсчета объемов земляных работ

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Как определить крутизну откоса насыпи

6.22. Для насыпей во всех условиях разрешается без ограничений применять грунты и отходы промышленности, мало меняющие прочность и устойчивость под воздействием погодно-климатических факторов. Грунты, а также отходы промышленного производства, изменяющие прочность и устойчивость под воздействием этих факторов и нагрузок с течением времени, в том числе особые грунты, допускается применять с ограничениями, обосновывая в проекте их применение результатами испытаний. В необходимых случаях следует предусматривать специальные конструктивные меры по защите неустойчивых грунтов от воздействия погодно-климатических факторов.

При использовании крупнообломочных грунтов следует предусматривать выравнивающий слой между насыпью и дорожной одеждой толщиной не менее 0,5 м из грунта с размерами обломков не более 0,2 м.

6.23. На сопряжении с мостами насыпи на длине поверху не менее высоты насыпи плюс 2 м (считая от устоя) и понизу не менее 2 м необходимо проектировать из непучинистых дренирующих грунтов.

6.24. Насыпи следует проектировать с учетом несущей способности основания. Основания разделяются на прочные и слабые.

К слабым следует относить основания, в которых в пределах активной зоны имеются слои слабых грунтов мощностью не менее 0,5 м (п.6.7).

Примечание. Мощность активной зоны следует принимать ориентировочно равной ширине насыпи понизу.

В случае, если слои слабых грунтов располагаются на глубинах, больших ширины насыпи понизу, а также при насыпях высотой более 12 м мощность активной зоны необходимо устанавливать расчетом.

6.25. Крутизну откосов насыпей на прочном основании следует назначать в соответствии с табл. 23.

6.26. Крутизну откосов насыпей высотой до 3 м на дорогах I — III категорий следует назначать с учетом обеспечения безопасного съезда транспортных средств в аварийных ситуациях, как правило, не круче 1 : 4, а для дорог остальных категорий при высоте откоса насыпи до 2 м — не круче 1 : 3. На ценных землях допускается увеличение крутизны откосов до предельных значений, приведенных в табл. 23, с разработкой мероприятий по обеспечению безопасности движения.

6.27. Приведенная в пп. 6.25 и 6.26 крутизна откосов насыпей предполагает их укрепление методом травосеяния или одерновки. При применении двух более капитальных методов укрепления крутизна может быть увеличена при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Наибольшая крутизна откосов при

высоте откоса насыпи, м

в нижней части (0-6)

в верхней части (6-12)

Глыбы из слабовыветривающихся пород

Крупнообломочные и песчаные за исключением мелких и пылеватых песков)

Песчаные мелкие и пылеватые, глинистые и лессовые

Примечания: 1. Под чертой даны значения для пылеватых разновидностей грунтов во II и III дорожно-климатических зонах и для одноразмерных мелких песков.

2. Высота откоса насыпи определяется разностью отметок верхней и нижней бровок откоса. При наличии косогорности высота откоса насыпи определяется разностью отметок верхней и нижней бровок низового откоса.

3. Наибольшую крутизну откоса насыпей их мелких барханных песков в районах с засушливым климатом следует назначать 1: 2 независимо от высоты.

6.28. При слабых основаниях, использовании откосах насыпей глинистых грунтов повышенной влажности, а также подтопляемых насыпей крутизна откосов назначается на основе расчетов или проверяется расчетом возможность применения типового поперечного профиля.

6.29. При проектировании резервов грунта фактический объем требуемого грунта для насыпей V f следует определять по формуле

где V — объем проектируемой насыпи, м 3 ;

k 1 — коэффициент относительного уплотнения (отношение требуемой плотности грунта в насыпи, устанавливаемой с учетом табл. 22, к его плотности в резерве или карьере, устанавливаемой при изысканиях). Ориентировочно коэффициент относительного уплотнения допускается принимать по табл. 14 обязательного приложения 2.

6.30. К насыпям на слабых основаниях предъявляются дополнительные требования:

боковое выдавливание слабого грунта в основании насыпи в период эксплуатации должно быть исключено;

интенсивная часть осадки основания должна завершиться до устройства покрытия (исключение допускается при применении сборных покрытий в условиях двухстадийного строительства);

упругие колебания насыпей на торфяных основаниях при движении транспортных средств не должны превышать величины, допустимой для данного типа дорожной одежды.

Прогноз устойчивости и осадки основания насыпи, а также ее упругих колебаний следует осуществлять на основе расчетов.

Примечания: 1. За завершение интенсивной части осадки допускается принимать момент достижения 90 %-ной консолидации основания или интенсивности осадки не более 2,0 см/год при дорожных одеждах капитального типа и 80 %-ной консолидации или интенсивности осадки не более 5,0 см/год при дорожных одеждах облегченного типа.

2. Допустимую интенсивность осадки разрешается уточнять на основе опыта эксплуатации дорог в тех или иных природных условиях.

6.31. При проектировании насыпей из грунтов, влажность которых превышает допустимую (табл. 12 обязательного приложения 2), необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие необходимую устойчивость земляного полотна. К числу таких мероприятий относятся:

осушение грунтов как естественным путем, так и обработкой их активными веществами типа негашеной извести, активных зол уноса и др.;

ускорение консолидации грунтов повышенной влажности в нижней части насыпи (горизонтальные дренажи из зернистых или синтетических материалов и др.) и предупреждение деформаций насыпей, связанных с их расползанием (уположение откосов и защита их от размыва, устройство горизонтальных прослоек из зернистых или синтетических материалов и т. д.). Устройство покрытий дорожных одежд капитального и облегченного типов на таких насыпях предусматривают после завершения консолидации грунта насыпи.

При влажности грунтов ниже 0,9 оптимальной следует предусматривать в проекте специальные меры по их уплотнению (доувлажнение, уплотнение более тонкими слоями и т. п.)

6.32. При проектировании насыпей с высотой откосов более 12 м в зависимости от конкретных условий с целью обеспечения устойчивости насыпи и ее откосов следует определять расчетом:

возможную осадку насыпи за счет ее доуплотнения под действием собственного веса и ход этой осадки во времени;

очертание поперечного профиля, обеспечивающее устойчивость откосов насыпи;

безопасную нагрузку на основание, исключающую процессы бокового выдавливания грунта;

величину и ход во времени осадки основания насыпи за счет его уплотнения под нагрузкой от веса насыпи.

Поперечные профили земляного полотна

Поперечный профиль земляного полотна и его основные элементы

Назначение и типы земляного полотна

земляное полотно – это комплекс инженерных сооружений, которые служат основанием для верхнего строения пути и предназначены для обеспечения устойчивости пути, а также защиты от атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным долговечным и устойчивым.

Местность, по которой проходит участок железной дороги, характеризуется рельефом и естественным уклоном. Земляное полотно предназначено для выравнивания неровностей местностей при строительстве железных дорог. В поперечном сечении земляное полотно может представлять собой (рис. 2.1):

— насыпь – если основная площадка земляного полотна проходит выше земной поверхности;

— выемку – если основная площадка расположена ниже поверхности земли;

— полунасыпь – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – выше нее;

— полувыемку – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – ниже нее;

— полунасыпь-полувыемку – если основная площадка с одной стороны выше уровня земли, а с другой – ниже;

— нулевое место – место, где насыпи переходят в выемки или наоборот, а основная площадка расположена на уровне земли.

Рис. 2.1. Типы поперечного профиля земляного полотна

а) насыпь; б) выемка; в) полунасыпь; г) полувыемка;

д) полунасыпь-полувыемка; е) нулевое место

Поперечные профили земляного полотна

Поперечным профилем называется сечение земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси. Все поперечные профили подразделяются на типовые и индивидуальные.

Типовые профили бывают нормальные, применяемые повсеместно, и специальные, которые применяются в районах вечной мерзлоты. По индивидуальным профилям сооружают, например, высокие (более 12 м) насыпи и глубокие (более 12 м) выемки.

Размер и форма поперечных профилей земляного полотна принимаются в зависимости от числа путей, разности отметок поверхности земли и оси пути, характеристики грунта, поперечного уклона местности и категории железнодорожной линии.

Общими основными элементами любого земляного полотна являются основная площадка, откосы, водоотводные (резервы, кюветы, забанкетные и нагорные канавы, банкеты, кавальеры) и укрепительные устройства (рис. 2.2, 2.3).

Рис. 2.2. Поперечный профиль насыпи ее элементы

Рис. 2.3. Поперечный профиль выемки и ее элементы

Размеры всех элементов поперечного профиля земляного полотна приведены в приложении 4.

Основная площадка предназначена для укладки на нее верхнего строения пути и представляет собой верхнюю площадку земляного полотна.

Форма основной площадки зависит от количества укладываемых путей и от типа грунта, из которого сооружается земляное полотно. При использовании дренирующих, скальных и песчаных грунтов при любом количестве путей основная площадка будет горизонтальной. При использовании недренирующих грунтов для отвода воды сооружается сливная призма. Если участок однопутный, то основная площадка имеет форму трапеции высотой 0,15 м и шириной верхнего основания 2,3 м. Если на участке два пути и более, основная площадка сооружается в форме треугольника высотой 0,2 м; при этом необходимо соблюдать правильное междупутье (рис. 2.4).

Междупутьем называется расстояние между осями соседних путей. На прямом двухпутном участке перегона междупутье должно составлять не менее 4,1; при трех и четырех путях расстояние между осями второго и третьего пути – не менее 5 м.

Расстояние между осями главных и приемо-отправочных путей на станции на прямом участке пути составляет 5,3 м. В отдельных случаях допускается уменьшать это расстояние до 4,8 м, а между главными путями при расположении их сбоку от приемо-отправочных – до 4,1 м.

Ширина основной площадки (b) зависит от:

— ширины рельсовой колеи,

— ширины балластной призмы,

— ширины обочин (частей основной площадки, свободных от балластного слоя).

а)	б)
в)	г)

Рис. 2.4. Форма основной площадки при дренирующих и скальных грунтах (а – для однопутной, б – для двух- и многопутных линий); при недренирующих грунтах (в – для однопутной, г — для двух- и многопутных линий)

Ширина основной площадки земляного полотна главного пути однопутных железных дорог на прямых участках, м

Ширина основной площадки земляного полотна на двухпутных и многопутных линиях на прямых участках пути складывается из ширин междупутий и расстояний от осей крайних путей до бровки земляного полотна. Расстояние до бровки зависит от категории линии и типа грунта и составляет на прямом участке пути не менее половины ширины земляного полотна, указанного в табл. 2.1.

На кривых участках ширина основной площадки больше, чем на прямых в связи с укладкой наружной рельсовой нитки выше внутренней путем подсыпки под нее более толстого слоя балласта (табл. 2.2), а также в связи с увеличением расстояния между осями соседних путей двухпутных участков (табл. 2.3).

Уширение земляного полотна в кривых участках пути с наружной стороны

Проектные нормы увеличения горизонтальных расстояний между осями путей в кривых общей сети железных дорог (на перегонах)

Крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки и типа грунта; принимается по табл. 2.4 и 2.5.

Уклон местности или крутизна откосов может обозначаться:

— как соотношение двух чисел (например, 1:1,5);

— как дробное число (например, 0,02).

Если уклон задан соотношением двух чисел, то искомая линия будет параллельна гипотенузе прямоугольного треугольника, вертикальный катет которого равен первому числу, а горизонтальный – второму. При этом единица измерения длины заданных катетов выбирается произвольно (мм, см, дм, м и т.д.)

Если уклон задан в процентах или промилле, то вертикальный катет равен указанной величине процентов или промилле, а горизонтальный – 100 или 1000 соответственно.

Если уклон выражен дробным числом, то значение уклона переводится в промилле путем умножения на 1000. Например: 0,02=0,02*1000‰= 20‰ (или 2%).

Таблица 2.3 — Крутизна откосов насыпи

Таблица 2.4 — Крутизна откосов выемки

Ширина бермы на прямых участках пути устанавливается не менее 3 м, а на однопутной линии со стороны будущего второго пути – не менее 8 м (ширина бермы плюс ширина проектного междупутья). Берма должна иметь уклон 0,02-0,04 в сторону от земляного полотна.

Нормы проектирования элементов земляного полотна подробно представлены в приложении 5.