- •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
5.2. Применение геосинтетических материалов для укрепления откосов земляного полотна
При недостаточной устойчивости насыпи повысить ее устойчивость можно, используя достаточно жесткие плоские геоткани, георешетки или объемные материалы, имеющие коэффициент относительного удлинения при разрыве не более 10–15 %. Применение геосинтетических материалов для повышения устойчивости откосов насыпи основано на совместной работе прослойки и грунта в зоне оползания откоса. Назначение армирующих прослоек – повышение сдвиговой прочности грунтового массива.
С целью повышения устойчивости откосов, полотна геосинтетических материалов укладывают в виде горизонтальных полос в подоткосной части с выводом концов за пределы кривой скольжения (рис. 5.1, а). Нижний ряд находится на 0,5 м выше низкой точки кривой скольжения, а верхний ряд на глубине, равной половине высоты насыпи. Промежуточные ряды располагают равномерно между верхними и нижними полотнищами с шагом 0,5 – 0,7 м.
Повышение устойчивости и одновременно защита грунта подоткосной части от суффозии могут быть достигнуты при заключении грунта в обоймы из геотекстиля (рис. 5.1, б).
Армирование откоса позволяет повысить его крутизну от 450 до 70 – 880.
а)
б)
Рис. 5.1. Конструкция усиления откосов земляного полотна геосинтетическими материалами:
а – армирование откосов горизонтальными полосами из геосинтетических материалов; б – армирование откосов с образованием обойм из геосинтетических материалов и грунта
Проверка устойчивости откоса выполняется по методу круглоцилиндрических поверхностей с нахождением положения самой невыгодной кривой скольжения, имеющей наименьший коэффициент устойчивости (см. п. 3.4).
Требуемое значение коэффициента устойчивости назначается в зависимости от капитальности сооружения по действующим нормативным документам.
Момент удерживающих сил определяется по формуле
Муд = [tg φгр∑N + сl + n Pдоп],
где Pдоп – расчётная прочность на растяжение геосинтетического материала;
n – количество слоев геосинтетического материала.
Допускаемая (расчетная) прочность геосинтетической прослойки Рдоп подбирается по величине Рр, используя следующую формулу
где Pр – кратковременная прочностью на разрыв, определяемая в лабораторных условиях при нормированной скорости нарастания деформации;
A1 – фактор ползучести, характеризующий снижение кратковременной прочности на разрыв при длительном приложении нагрузки, принимают A1 = 0,5–0,8;
A2 – фактор повреждаемости материала при транспортировке, монтаже и уплотнении грунта, принимают A2 = 0,95;
А3 – фактор, учитывающий наличие стыков, швов, принимают; А3 = 0,8;
A4 – фактор чувствительности к воздействию окружающей среды, например к биологическим и химическим воздействиям, принимается равным 0,9;
– коэффициент запаса, зависящий от типа конструкции и действующих нормативных документов, а также от достоверности закладываемых в расчет данных по свойствам геосинтетического материала, действующим нагрузкам и геометрии самой конструкции, принимается равным 1,40 – 1,75.
5.3. Применение геосинтетических материалов для защиты откосов от эрозии
Для защиты высоких откосов отводной и ветровой эрозии геосинтетические материалы укладывается на поверхность откоса в сочетании с различными конструктивно-технологическими решениями: обработкой грунта вяжущими, укладкой поверх их сборных решетчатых или сплошных элементов, обсыпкой каменными материалами и др. (рис. 5.2).
Выбор типа укрепления зависит от высоты насыпи и ее крутизны (заложения откосов), уровня подтопляемости на пойменных участках, скорости водного потока и др. причин.
Рис. 5.2. Конструкция земляного полотна с укрепленными откосами:
а – геосинтетические материалы в сочетании с материалами, укрепленными вяжущими, или щебнем; б – геосинтетические материалы в сочетании с бетонными плитами, объемными решетками и габионами;
1 – дорожная одежда; 2 – материалы для укрепления откосов; 3 – бетонные плиты, объемные решетки и габионы; 4 – грунт земляного полотна; 5 – геосинтетические материалы
Хорошо себя зарекомендовали геосетки, представляющие трехмерные маты, выполненные из полиамидной проволоки, обеспечивающие защиту откосов, как до образования травяного покрова, так и после прорастания семян, способствуя образованию прочной корневой системы.
На участках подходов к искусственным сооружениям (конусах путепроводов и эстакад) защитные функции выполняют геокаркасы, представляющие объемную сотовую конструкцию, заполняемую щебнем или крупнобломочным грунтом.
Применение геосинтетических материалов для защиты откосов от эрозии способствует уменьшению влажности грунтов в период весеннего и осеннего переувлажнения откосов, особенно северной экспозиции, и наоборот, способствует повышению влажности под прослойкой при высоких летних температурах воздуха и в районах сухим климатом (IV–V дорожно-климатические зоны). Таким образом, за счет применения геосинтетических материалов выравнивается влажностный режим поверхностного слоя грунта на откосах земляного полотна.