- •Введение
- •Раздел второй. Проектирование земляного полотна автомобильной дороги
- •1. Учет влияния природных факторов при проектировании автомобильных дорог
- •1.1. Характеристика природных условий
- •Рельеф местности
- •Климатические условия
- •Гидрологические условия
- •Грунтово-геологические условия
- •1.2. Дорожно-климатическое районирование территории рф
- •1.3. Источники увлажнения земляного полотна
- •Типы местности по условиям увлажнения
- •2. Водно-тепловой режим земляного полоТна
- •2.1. Закономерности изменения водно-теплового режима дорожных конструкций
- •2.2. Процессы пучинообразования на автомобильных дорогах
- •2.3. Регулирование вводно-теплового режима земляного полотна автомобильных дорог
- •3. Расчет устойчивости земляного полотна автомобильных дорог
- •3.1. Требования к земляному полотну
- •3.2. Возможные типы деформаций земляного полотна
- •3.3. Зависимость очертания откосов от свойств грунтов
- •3.4. Расчет устойчивости откосов земляного полотна
- •3.5. Расчет устойчивости подтопляемых насыпей
- •3.6. Устойчивость земляного полотна на косогорах
- •Заключение
- •Заложения откосов насыпей высотой до 12 м
- •4. Проектирование земляного полотна на слабых грунтах
- •4.1 Общие положения проектирования земляного полотна на слабых грунтах
- •Минимальная толщина насыпного слоя на торфяных грунтах в зависимости от типа дорожной одежды
- •4.2. Физико-механические свойства слабых грунтов
- •4.3. Прогноз осадки насыпи на слабом основании
- •4.4. Оценка устойчивости основания насыпи
- •Тип основания по коэффициенту безопасности
- •4.5. Прогноз хода осадки основания насыпи во времени
- •Значения коэффициента Кu в зависимости от степени консолидации
- •4.6. Конструктивно-технологические решения при сооружении земляного полотна на слабых грунтах
- •Конструктивно-технологические решения, обеспечивающие возможность использования слабых грунтов в основании насыпи и условия их применения
- •4.6.1. Временная пригрузка
- •4.6.2. Вертикальные дрены
- •4.6.3. Продольные дренажные прорези
- •4.6.4. Частичное удаление слабого грунта
- •4.6.5. Устройство боковых пригрузочных берм
- •4.6.6. Снижение веса насыпей
- •5. Применение геосинтетических материалов в конструкциях земляного полотна
- •5.1. Назначение геосинтетических материалов в конструкциях земляного полотна
- •5.2. Применение геосинтетических материалов для укрепления откосов земляного полотна
- •5.3. Применение геосинтетических материалов для защиты откосов от эрозии
- •5.4. Применение геосинтетических материалов в «плавающих» насыпях на слабом основании
- •5.5. Свайные конструкции с армогрунтовым ростверком на слабом основании
- •5.6. Применение вертикальных ленточных дрен для ускорения осадки слабого основания
- •6. Проектирование малых водопропускных сооружений
- •6.1. Характеристика малых искусственных сооружений
- •Расчетные вероятности превышения расчетных расходов
- •6.2. Определение расчетного расхода от стока дождевых вод
- •6.3. Определение расчетного расхода снегового стока
- •6.4. Выбор типа малого водопропускного сооружения. Расчет отверстия
- •6.4.1. Гидравлический расчет труб
- •6.4.2. Гидравлический расчёт малых мостов
- •Рекомендуемая литература
- •5. Применение геосинтетических материалов в конструкциях земляного полотна 64
4.6.3. Продольные дренажные прорези
Упрощённой разновидностью вертикального дренирования толщи являются продольные дренажные прорези. Их устройство целесообразно при мощности слабого слоя до 4,0 м и возможности сохранения в слабом грунте вертикальных откосов в течение времени, необходимого для заполнения прорези дренирующим грунтом.
Расчёт дренажных прорезей выполняется по аналогии с расчётом вертикальных дрен, но для определения степени консолидации при горизонтальной фильтрации используется график, приведённый на рис. 4.6, где величина Uг дана в зависимости от величины Тг для различных значений l/Н (где l – расстояние между боковыми поверхностями прорезей).
Рис. 4.6. График для определения консолидации грунта основания с дренажными прорезями
Расстояние между дренажными прорезями ориентировочно назначают в пределах 1,5–3,0 м и проверяют расчётом. Ширина прорезей назначается в зависимости от параметров рабочего органа применяемого оборудования и составляет обычно 0,6–1,0 м.
Для заполнения прорезей следует использовать песок с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут.
4.6.4. Частичное удаление слабого грунта
Удаление верхней части слабой толщи с заполнением траншеи дренирующим грунтом даёт комплексный эффект повышения прочности и ускорения достижения заданной степени консолидации основания.
Частичное удаление слабого грунта из основания насыпи целесообразно в случаях, когда верхние слои слабой толщи имеют значительно меньшую прочность, чем нижние; для ускорения стабилизации осадки, если по каким-либо причинам нецелесообразно применение временной пригрузки или вертикального дренирования.
Типовая схема конструкции с частичной заменой слабого слоя показана на рис. 4.7.
Рис. 4.7. Схема частичного удаления грунта:
а – подготовка траншеи; б – вид после устройства насыпи
Расчёт глубины замены слабого грунта из условия ускорения осадки выполняют по формуле
,
где Нсл – полная толщина сжимаемого слоя;
tтр – требуемый срок достижения осадки допускаемой интенсивности;
tрасч – расчетный срок достижения конечной осадки без замены слабого грунта.
4.6.5. Устройство боковых пригрузочных берм
При наличии достаточной полосы отвода и небольшом расстоянии перевозки грунта для отсыпки насыпи эффективным способом оповышения несущей способности основания (увеличения безопасной нагрузки) является устройство боковых пригрузочных берм.
Для устройства пригрузочных берм пригодны любые грунты за исключением переувлажнённых. Ширина берм для удобства планировочных работ должна быть не менее 4 м. Поверхность берм должна иметь поперечный уклон 20 – 30 ‰ (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Повышение устойчивости основания насыпи с помощью
постоянной боковой пригрузки
При проектировании боковых пригрузочных берм расчётом определяют их высоту и ширину, исходя из допустимой нагрузки на основание.
Для слабых грунтов, угол внутреннего трения которых более 5 – 7°, величина допускаемой нагрузки с учетом боковой бермы ориентировочно рассчитывается по формуле для полосовой нагрузки
,
где
с, – расчетное сцепление и угол внутреннего трения слабого грунта;
bср – полуширина насыпи по средней линии;
– средневзвешенная плотность слабой толщи;
– плотность грунта боковой бермы;
– высота пригрузочной бермы.
Отсюда требуемая толщина пригрузочных берм, обеспечивающая условие, при котором расчетная нагрузка Pрасч будет соответствовать безопасной, определится выражением
Максимальная допустимая высота бермы рассчитывается по формуле
Необходимая ширина пригрузочных берм устанавливается при мощности слабой толщи Hсл > Hmax по формуле
.
При Нсл < Нmax соответственно
,
где bср – полуширина проектной насыпи (без пригрузочных призм) по средней линии.
Величина Нтах устанавливается по выражению
где определяется из выражения