Материал: 2384

Примечания: 1. В числителе приведена крутизна откосов в засушливой зоне, в знаменателе – вне засушливой зоны.

2.В скальных слабовыветривающихся грунтах допускаются вертикальные

откосы.

3.На территориях с закрепленными растительностью песками допускается наибольшую крутизну при высоте откоса до 12 м принимать 1:2.

4.Высоту откоса выемки определяют разностью отметок верхней и нижней бровок откоса. В случае косогорности в расчет берут верховой откос.

Типовые решения принимаются при проектировании автомобильных дорог категорий II – V в нормальных условиях, при отсутствии специфических грунтов (переувлажненных, засолённых, просадочных, набухающих, слабых и вечномерзлых).

Проектирование автомобильных дорог I категории производится по индивидуальным проектам.

10.5.Проверкаустойчивостиоткосов при проектировании высоких насыпейиглубоких выемок

В зависимости от инженерно-геологических особенностей грунтовой толщи, образующей откос и его основание, и от гидрогеологических условий работы откосы насыпей и выемок классифицируют в соответствии с табл. 10.16 [34].

По табл. 10.16 устанавливают индекс классификационной группы откоса. Например, откосу выемки, сложенному горизонтальными слоями, не несущему грунтовой воды, соответствует индекс (В)-Б-М.

Различают общую и местную устойчивость откоса. В результате нарушения общей устойчивости происходит смещение значительных по размерам массивов грунта, слагающего откос. Нарушения местной устойчивости возникают в приоткосной зоне, непосредственно подверженной воздействию погодно-климатических факторов, вызывающих циклические процессы набухания-высушивания, промерзания, оттаивания и связанного с ними нарушения сплошности и снижения прочности грунта (выветривание).

Основные формы нарушения общей устойчивости: скольжение, выдавливание, расползание.

Расчет по методу круглоцилиндрических поверхностей скольже-

ния (КЦПС) находит наиболее широкое применение.

146

Коэффициент устойчивости

где Qi – вес i-го блока; i – средний угол наклона поверхности скольжения в пределах i-го блока к горизонту; i и сi – угол внутреннего трения и сцепление грунта на поверхности скольжения в пределах i-го блока.

Для выделения блоков предварительно ограничивают отсек обрушения проведением дуги скольжения из вероятного центра вращения. Отсек делят на блоки вертикальными сечениями. Ширина блоков принимается примерно одинаковой (не более 2 – 3 м). Желательно, чтобы границы блоков проходили через точки перелома линии поперечного профиля откоса и через точки пересечения различных слоев, слагающих откос, с поверхностью скольжения.

Выбор метода расчета зависит от конкретных условий работы сооружения. Применять один метод расчета можно лишь в тех случаях, когда с большой вероятностью известна форма нарушения устойчивости.

В сложных случаях необходимо проводить комплексный расчет по вероятным схемам. При выборе метода расчета можно руководствоваться табл. 10.17.

Возможны три расчетные схемы:

- полное и постоянное затопление части откоса;

147

-наличие в откосе водоносных горизонтов с установившимся режимом фильтрации;

-мгновенный спад уровня воды при ранее затопленном откосе.

Примечания: 1. Заведомо прочным можно считать основание из скальных, полускальных и песчано-гравийных грунтов.

2. Из оснований, сложенных глинистыми грунтами, к прочным следует относить основания, отвечающие условию с ·h/М , где с – сцепление грунта;– удельный вес грунта насыпи; h – ее высота; М – коэффициент, являющийся функцией угла внутреннего трения ; при =0°С М =3,14; при = 10°С М = =4,2; при = 20°С М = 8,7; при = 30°С М = 7,9.

Учет силового воздействия воды (взвешивающий эффект) по первой схеме заключается в том, что учитывают взвешивающий эффект при определении как сдвигающих, так и удерживающих сил.

148

Учет силового воздействия по второй и третьей схемам сводится к определению сдвигающих сил без учета взвешивания, а удерживающих сил – с учетом взвешивания. По третьей схеме за расчетный горизонт воды на откосе принимают горизонт подтопления до его мгновенного спада.

Во всех случаях в зоне обводнения значения и с принимают с учетом обводнения (т.е. при влажности W, соответствующей полному водонасыщению).

Взвешивающее воздействие воды учитывают путем введения в

расчет уменьшенного значения удельного веса .

Учет сейсмических воздействий осуществляют умножением сдвигающие силы на сейсмический коэффициент Кс (табл. 10.18).

где jо – сейсмичность района; jт – сейсмическая характеристика грунтовой толщи.

Таблица 10.18

Сейсмический коэффициент

Значения jт зависят от вида грунта:

Аллювиальные отложения, щебенистые или песчаные грунты 1-2 Глинистые, мергелистые и лёссовидные грунты......................... 1-3

Болотистые и водонасыщенные грунты........................................3-4

При проектировании насыпей или выемок необходимо обеспечивать определенное значение коэффициента устойчивости, значение которого зависит от применяемого метода расчета и инженерногеологических условий и определяется по табл. 10.19.

Выбираемое мероприятие по повышению устойчивости высоких откосов должно отвечать механизму и вероятной форме нарушения устойчивости. Эффект повышения общей устойчивости может обусловливаться либо улучшением напряженного состояния, либо повышением сдвиговых характеристик грунта.

149

Примечания: 1. При учете сейсмических сил требуемый коэффициент устойчивости по методам 1-3 принимается равным 1,1.

2. Приведенные значения коэффициентов устойчивости предусматривают введение в расчет гарантированных значений и с.

Рекомендуемые мероприятия:

-для улучшения напряженного состояния откоса – уположение откоса; устройство разгрузочных берм; устройство контрбанкетов; снижение высоты откоса; использование в откосе легких материалов; защита от насыщения грунта водой с поверхности; дренирование для снижения силового воздействия подземных вод;

-для повышения сдвиговых характеристик грунтов откоса – дренирование с целью снижения влажности грунта; защита от проникания воды в грунт откоса с поверхности; использование в насыпи грунтов с повышенными значениями φ и с; укрепление грунта откоса.

10.6.Объемынасыпейивыемок

Для определения объемов земляных работ и стоимости строительства дороги необходимо определить объемы насыпей и выемок. Объемы находят на основании составленного продольного профиля по рабочим отметкам.

Участок насыпи в пределах постоянного продольного уклона можно представить в виде геометрического тела – призматоида. Основание и оба поперечных сечения имеют форму трапеции. В поперечном сечении рассмотрим вертикальный слой на расстоянии l от переднего сечения и протяженностью dl. Толщина этого слоя равна h.

150