Материал: metodicheskie_ukazaniya_po_proektirovaniyu_zemlyanogo_polotna_na_slabykh

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

где Sрасч - расчетная величина осадки;

г) по определенной величине Sкон, используя компрессионные кривые, устанавливают искомую полную нагрузку;

д) необходимая пригрузка определяется как разность найденной полной и проектной нагрузок.

Если при испытаниях на консолидацию устанавливали значение показателя степени консолидации п, то в расчетных формулах (20)

-(22) величину Нф необходимо принимать в степени п (вместо 2).

147.При необходимости получения более точных расчетов следует строить расчетную кривую осадки во времени с учетом режима нагружения (см. приложение 2), который может существенно влиять на продолжительность осадки.

В ряде случаев требуемого ускорения осадки можно достигнуть без дополнительной отсыпки грунта, лишь за счет назначения определенного режима отсыпки насыпи, благодаря тому, что фактически действующая нагрузка будет больше расчетной в связи с неполным проявлением эффекта взвешивания. Максимально допустимый (по интенсивности) режим отсыпки определяется в соответствии с указаниями (пп. 149 - 151). При заданном режиме отсыпки построением кривой осадки во времени можно установить величину необходимой дополнительной пригрузки (см. приложение 2).

148. При использовании метода временной пригрузки необходимо проверять расчетом, чтобы нагрузка на основание в любой момент возведения насыпи не превышала безопасную.

Устойчивость основания насыпи рассчитывается в соответствии с указаниями, изложенными в пп. 141 - 144, с учетом необходимого увеличения ее высоты. По результатам расчета уточняется тип основания.

Если при расчете на быструю отсыпку устойчивость окажется обеспеченной, то дальнейших расчетов не требуется и

111

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

конструкция может быть осуществлена без дополнительных мероприятий.

Если устойчивость при быстрой отсыпке недостаточна, основание уже нельзя рассматривать как основание I типа.

В этом случае необходимо для дальнейших расчетов иметь данные испытаний грунта на сдвиг в лаборатории, с помощью которых проверяется устойчивость при медленной отсыпке насыпи. В тех случаях, когда устойчивость по второй схеме будет достаточна, принятая конструкция может быть осуществлена при условии соблюдения определенного режима нагружения.

Если устойчивость при второй схеме не обеспечена (

), метод временной пригрузки не может быть применен без изменения конструкции (уположение откосов, устройство пригрузочных берм и т.п.).

Метод временной пригрузки может быть применен как для ускорения первичной осадки (фильтрационной), так и для ускорения вторичной осадки (пластической).

б) Метод предварительной консолидации

149. Метод предварительной консолидации применяется при возведении насыпей требуемой высоты на основаниях II типа и на основаниях I типа при использовании способа временной пригрузки в тех случаях, когда устойчивость основания в его природном состоянии недостаточна для восприятия нагрузки от насыпи увеличенной высоты.

Метод предварительной консолидации заключается в назначении определенного режима возведения насыпи, соответствующего повышению несущей способности (безопасной нагрузки) грунта основания в процессе его уплотнения под нагрузкой от веса насыпи.

Требуемый режим возведения насыпи определяется исходя из условия рфакт < рбез которое должно соблюдаться в любой момент сооружения насыпи.

112

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

150. Необходимый режим возведения насыпи устанавливают в следующем порядке:

а) по кривым зависимости сцепления и угла внутреннего трения от влажности cW = f1(W), jW = f2(W) определяют значения сдвиговых характеристик расчетного (наиболее опасного) слоя грунта, соответствующих его природной влажности Wнач = Wпp, влажности после полного уплотнения под весом проектируемой насыпи Wкон и 2 - 3 промежуточным значениям влажности;

б) по кривым зависимости осадки слоев во времени при нагрузке, соответствующей проектной, приближенно определяют общую осадку в моменты времени, когда влажность расчетного слоя достигает принятых выше промежуточных значений;

в) по полученным значениям cW и jW, используя формулу (24), вычисляют величины безопасных нагрузок, соответствующие каждому из рассмотренных моментов осадки (начальному, конечному и 2 - 3 промежуточным), и строят зависимость безопасной нагрузки от общей осадки. Полученная зависимость (приближенная) соответствует наиболее рациональному (идеальному) с точки зрения скорости уплотнения режиму отсыпки насыпи; реальный режим отсыпки не должен выходить за рамки идеального (по величине фактической нагрузки); вместе с тем не рекомендуется, чтобы он значительно отклонялся и в противоположную сторону, так как в этом случае затягиваются сроки строительства;

г) назначается режим отсыпки насыпи в виде ступенчатого увеличения нагрузки при условии, что каждая ступень выдерживается до тех пор, пока в результате осадки (при проявлении эффекта взвешивания) нагрузка снизится не более чем на 10 % по сравнению с первоначальной, т.е. нагрузкой в момент отсыпки слоя;

д) после назначения режима отсыпки насыпи необходимо проверить и уточнить зависимость безопасной нагрузки от общей осадки и сопоставить назначенный режим с этой уточненной зависимостью, внеся при необходимости соответствующие коррективы.

Пример расчета приведен в приложении 2.

151. Учитывая, что реальный процесс уплотнения основания под нагрузкой от веса насыпи может существенно отличаться от

113

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

расчетного, рекомендуется в ответственных случаях при использовании метода предварительной консолидации для обеспечения более надежных результатов непосредственно контролировать ход осадки и изменение влажности грунтов основания в процессе возведения насыпи.

Осадку можно контролировать с помощью реперов-марок и бурения; изменение влажности - систематическим отбором проб грунта с различных горизонтов с помощью зонда или бурения с определением влажности грунта методом высушивания.

По полученным значениям влажности, используя расчетные зависимости угла внутреннего трения и сцепления от влажности jW = f2(W), cW = f1(W), устанавливают расчетные величины показателей cW и jW в любой момент возведения насыпи, а по соответствующим формулам определяют безопасную нагрузку рбез в этот момент времени. Одновременно при бурении фиксируется фактическая осадка основания насыпи, рассчитываются действующая нагрузка рфакт и коэффициент безопасности. В случае, если в какой-то момент коэффициент безопасности окажется меньше единицы, необходимо временно прекратить отсыпку насыпи, чтобы грунт основания уплотнился до степени, обеспечивающей возможность дальнейшего повышения нагрузки.

Г. Конструктивные мероприятия по ускорению уплотнения грунта основания насыпи

152. В тех случаях, когда изложенными выше методами технологического порядка нельзя, как показывают расчеты, обеспечить завершение осадки проектируемой насыпи или достижение требуемой прочности грунта основания в заданные сроки, следует рассмотреть вопрос о возможности и целесообразности применения конструктивных мероприятий, относящихся непосредственно к самому основанию.

Такими мероприятиями являются:

а) устройство вертикальных песчаных дрен или прорезей;

б) частичное удаление слабого грунта.

а) Основания с вертикальными дренами

153. Основное назначение вертикальных дрен - ускорение процесса уплотнения сильно сжимаемого грунта основания под

114

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

воздействием нагрузки от веса насыпи за счет сокращения пути и улучшения условий фильтрации.

Ускорение уплотнения одновременно обеспечивает и ускорение роста сопротивляемости грунта основания сдвигу. Кроме того, наличие вертикальных дрен само по себе несколько повышает несущую способность основания, а также снижает величину упругих деформаций.

Применение вертикальных дрен будет наиболее эффективно (с точки зрения ускорения осадки) для грунтов, у которых основная часть осадки приходится на долю первичной (фильтрационной) и показатель степени консолидации близок к 2.

154. Вертикальные дрены применяются при мощности слабой толщи более 4 м. Их длина определяется мощностью активной зоны.

Дрены можно устраивать диаметром от 20 до 50 см, располагая их в плане в шахматном порядке или по углам сетки квадратов.

Расстояние между дренами назначается по расчету исходя из заданного срока достижения определенной степени уплотнения грунта основания. Ориентировочно при требуемом сроке завершения интенсивной части осадки порядка 4 - 6 мес. это расстояние колеблется в пределах 1,8 - 3,5 м. При относительно высоких насыпях могут назначаться различные расстояния между дренами в пределах поперечного сечения. Предварительно назначенное расстояние уточняется путем расчета на основе испытания грунта основания на компрессию и консолидацию.

155. Для расчета основания с вертикальными дренами необходимо знать:

а) начальную мощность сжимаемого слоя;

б) требуемый срок установления заданной степени консолидации (заданная степень консолидации обычно принимается равной 80 - 90 %);

в) характеристики сжимаемости грунта во времени при вертикальной и горизонтальной фильтрации.

Степень консолидации с вертикальными дренами uобщ, %, на некоторый момент времени определяется по формуле:

115