Материал: metodicheskie_ukazaniya_po_proektirovaniyu_zemlyanogo_polotna_na_slabykh

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Незавершившуюся консолидацию проще всего учесть, проводя испытания образцов по методу «плотность-влажность» (см. приложение 1, раздел 1).

Окончательный выбор расчетных значений показателей сопротивляемости грунтов сдвигу с и j надлежит производить на основе общего анализа результатов лабораторных и долевых опытов по изучению сопротивляемости сдвигу грунтов слабой толщи с обязательным учетом инженерно-геологической обстановки и наиболее вероятных условий сооружения земляного полотна.

40. Характеристики деформируемости грунтов для расчета осадок определяют из опытов на лабораторных компрессионных приборах и стабилометрах в соответствии с указаниями приложения 1, раздел 1.

Расчетную компрессионную кривую для каждого литологически однородного слоя определяют на основе средних характеристик сжимаемости образцов грунта, отобранных из этого слоя и имеющих показатели состава и состояния, близкие к расчетным значениям для данного слоя.

41. Коэффициент консолидации Ск устанавливают расчетным или опытным путем.

В первом случае его вычисляют по формуле:

где D - объемный вес воды;

а - коэффициент уплотнения, определяемый по компрессионной кривой

;

31

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

eсp - средний коэффициент пористости, равный

;

Kф - коэффициент фильтрации;

e1 - коэффициент пористости грунта до приложения дополнительного сжимающего напряжения Dp = (p2 - p1);

e2 - коэффициент пористости грунта после уплотнения его под дополнительным сжимающим напряжением.

Коэффициент фильтрации можно установить по результатам прямых испытаний на фильтрацию в лаборатории или в полевых условиях. Для ориентировочных расчетов допускается использовать табличные данные [22, 69 - 70].

Опытным путем коэффициент консолидации определяется непосредственно по данным лабораторных испытаний на консолидацию образцов грунта с ненарушенной структурой под соответствующими нагрузками и вычисляется по формуле:

где h - начальная высота образца, испытанного при одностороннем оттоке воды, или полувысота при двустороннем оттоке воды;

tстаб - время практического завершения интенсивной части деформации.

В этом случае испытание обычно ведется под нагрузкой, близкой по величине к проектной.

42. Для более полной характеристики уплотняемости грунтов во времени следует применять метод испытания образцов различной высоты или при различных условиях оттока воды из образцов. В этом случае характеристикой уплотняемости грунта во времени служат непосредственно кривая осадки во времени образца

32

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

заданной высоты, а также показатель консолидации n, определяемый из формулы:

где t1 - время практической стабилизации деформации образца высотой h1 (или образца с односторонним оттоком воды);

t2 - время практической стабилизации деформации образца высотой h2 (или образца с двухсторонним оттоком воды).

Испытания следует проводить под несколькими различными нагрузками, меньшими и большими проектной.

Порядок проведения испытаний на консолидацию и обработки результатов изложен в приложении 1.

III. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА УЧАСТКАХ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО

ПОЛОТНА НА УЧАСТКАХ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

43. Конструкция земляного полотна на участках слабых грунтов может предусматривать:

а) полное удаление слабого грунта из основания насыпи и посадку ее на прочный подстилающий грунт;

33

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

б) сооружение насыпи непосредственно на слабом грунте с обоснованием конструкции и методов сооружения специальными инженерными расчетами.

Второй путь во многих случаях дает значительный экономический эффект, однако возможность применения этого решения должна быть надежно обоснована.

44. Проектирование земляного полотна на участках слабых грунтов в общем случае проводят в две стадии.

На стадии проектного задания выясняются принципиальная возможность и целесообразность использования слабого грунта в основании. Устанавливаются участки, где можно применить типовые решения и где требуется индивидуальное проектирование, в соответствии с действующими СНиП II-Д.1-62 и II-Д.5-62 и назначается конструкция земляного полотна. Конструкцию назначают на основе упрощенных методов расчета с использованием физико-механических характеристик грунтов, полученных, главным образом, непосредственно в полевых условиях, а также табличных данных (см. табл. 1 - 5) и результатов выборочных испытаний в лаборатории.

На стадии проектного задания все элементы конструкции окончательно назначают лишь в случае отказа от использования слабого грунта в основании. Если принимается решение об использовании слабого грунта в основании, то отдельные элементы конструкции, а в отдельных случаях и тип конструкции уточняют на стадии составления рабочих чертежей.

45. На стадии разработки рабочих чертежей составляют проекты на участки, для которых требуется индивидуальное проектирование. Составление индивидуальных проектов земляного полотна на участках слабых грунтов на стадии рабочего проектирования обязательно, независимо от общего установленного числа стадий проектирования дороги в целом во всех случаях, когда на стадии проектного задания выявлены принципиальная возможность и целесообразность использования слабого грунта в основании насыпи. В индивидуальном проекте уточняется конструкция земляного полотна, намеченная на стадии проектного задания, или решается вопрос о возможности применения более рациональной и более дешевой конструкции.

Выбор индивидуальной конструкции земляного полотна на участке слабых грунтов (насыпи на естественных основаниях,

34

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

частичное или полное удаление слабого грунта или торфа в основании, насыпи на сланях с вертикальными песчаными дренами или дренажными прорезями в основании, с устройством берм, с посадкой на устойчивое минеральное основание и др., переход болота с помощью эстакады) должен обосновываться технико-экономическими расчетами.

При этом расчеты проводят используя более точные методы и уточненные значения механических характеристик грунтов, полученных при дополнительных испытаниях в поле и в лаборатории.

46. Проектирование особо сложных индивидуальных объектов земляного полотна, требующих выполнения большого объема специальных обследований, может проводиться в три стадии:

I - составление проектного задания;

II - разработка технического проекта;

III - рабочее проектирование.

47. При использовании слабых грунтов в основании насыпей необходимо учитывать в проекте возможность следующих видов деформаций:

а) деформаций, связанных с превышением касательными напряжениями, возникающими в основании насыпи от внешних нагрузок, прочности (сопротивляемости сдвигу) грунта основания. Указанные деформации проявляются в виде выдавливания или выпирания грунта основания в стороны, за пределы подошвы насыпи (нарушение устойчивости основания);

б) деформаций, связанных с воздействием на грунт основания нормальных (сжимающих) напряжений, которые возникают в основании от внешней нагрузки и вызывают сжатие (уплотнение) грунта и связанную с этим осадку основания - первичную (фильтрационную) и вторичную (пластическую);

в) упругих деформаций, которые возникают в результате воздействия на основание насыпи транспорта, движущегося по поверхности полотна, и вызывают при значительной их величине преждевременный износ верхнего строения пути железных дорог и дорожных одежд автомобильных дорог.

35