4. Проектирование земляного полотна на слабых грунтах. Облегченные конструкции земляного полотна на слабых основаниях.

К слабым относят грунты, которые теряют устойчивость под действием собственного веса в откосах выемок типового попереч­ного профиля и под давлением насыпей в их основаниях, а также претерпевают значительные и медленно протекающие осадки.

Зависимость между нагрузкой и деформацией:

а — кривая зависимости между нагрузкой и деформацией; б — деформации насыпей на слабом грунте, соответствующие разным фазам информации; / — 1-я фаза (уплотнение); 2 — 2-я фаза (уплотнение и боковые сдвиги); 3 — 3-я фаза (резкая просадка, вызываемая •боковым выпиранием грунта основания) (стрелками показано преимущественное направле­ние перемещения грунта при деформации)

Для повышения устойчивости насыпи против выпирания слабых грунтов в основании предусматривают следующие мероприятия

1. уменьшение собственного веса насыпи, что достигается возведением её из лёгких материалов и пониженной высоты

2. уменьшение коэффициента заложения откосов до 1:5-1:10, что снижает касательные напряжения в грунте основания

3. устройство вдоль насыпи берм которые противодействуют выпиранию грунта

4. прокладка дороги по эстакаде и передача нагрузок на прочный подстилающий грунт через сваи

5. отсыпка насыпи на жесткий настил, равномерно распределяю­щий давление насыпи на большую площадь и препятствующий не­равномерному погружению насыпи в грунт с максимумом в сере­дине. Считают, что при этом прочность основания увеличивается на 10—20%. Некоторое повышение жесткости нижней части насыпи и противодействие неравномерному погружению грунта насыпи в подстилающий грунт достигается также устройством под насыпью прослойки из нескольких слоев прочного синтетического материа­ла — геотекстиля. Сопротивление заведенных в тело насыпи на до­статочное расстояние концов полос геотекстиля препятствует обра­зованию выпуклого очертания подошвы насыпи, способствующей ее погружению в слабое основание с выжиманием грунта в сто­роны

6. уменьшения толщины слабого слоя грунта путём удаления его верхней части

7. предварительное (до отсыпки) осушение основания в случае возможности отвода воды в сторону или с применением иглофиль­тров. Этим повышаются сцепление и внутреннее трение грунта, а уплотнение основания под действием собственного веса проте­кает более быстро

8. постепенное замедленное возведение насыпи с учетом нара­стания прочности слабого грунта по мере его уплотнения с вы­жиманием воды весом насыпи. Эффективным средством ускоре­ния осадки является устройство вертикальных дрен

9) Снижение веса насыпи может быть достигнуто применением для ее устройства материалов, имеющих значительно меньшую плотность, чем грунт. Существует множество легких материалов, которые потенциально могут использоваться в дорожных насыпях. Наибольшее распространение получил жесткий пенопласт — пенополистирол, обладающий уникально низкой удельной плотностью (20—30 кг/м3), достаточной прочностью и долговечностью. Наряду с геосетками, геотекстилем и геомембранами, пенополистирол относится к категории геосинтетических материалов. В дорожном строительстве применяются изделия из пенополистирола в виде плит толщиной до 100 мм, изготавливаемых методом экструзии (XPS-плиты), и в виде блоков (EPS-блоки).Особенности проектирования: Типовые схемы насыпей с применением EPS-блоков показаны на рис.1 и рис. 2.Рекомендуемая крутизна откосов — 1:0; 1:0,25; 1:0,33; 1:0,5. На участках с очень слабыми основаниями могут устраиваться более пологие откосы. Высота насыпей от 1,5 до 16 и более метров.Для засыпки боковых откосов могут применяться традиционные типы грунта. Толщина засыпки должна быть не менее 0,25 м. Вертикальные откосы из EPS-блоков могут защищаться сборными железобетонными панелями, гофрированной сталью и другими материалами.

Полистирол не обладает стойкостью к нефтепродуктам. Поэтому верхние и откосные поверхности EPS-блоков рекомендуется защищать от возможного контакта с нефтепродуктами укладкой герметичной (полиэтиленовой) мембраны.