5.6. Применение вертикальных ленточных дрен для ускорения осадки слабого основания

Вертикальные ленточные дрены представляют собой ленты из рулонного волокнистого материала с Z-образным сердечником из полиамидных путаных нитей, вертикально установленные в грунте.

Плоские дрены имеют преимущества перед песчаными дренами: не заиливаются в процессе эксплуатации, просты в производстве работ. Ленточные дрены целесообразно применять для ускорения консолидации слабых водонасыщенных грунтов как биогенных (торф, сапропель, заторфованные грунты), так и минеральных (илы, глинистые грунты, мелкие пески), при мощности слабого слоя свыше 3 м на водоупоре и свыше 5 м на водопроницаемом основании. При устройстве геотекстильных дрен в таких грунтах могут быть сняты принимаемые для песчаных дрен дополнительные ограничения по применению вертикальных дрен в слоистых толщах, имеющих крупные включения или прочные слои, затрудняющие погружение обсадной трубы при устройстве песчаной дрены.

Применять ленточные дрены следует при обеспеченной устойчивости основания под нагрузкой от веса насыпи. Расстояние между дренами определяется расчетом в зависимости от расчетного срока завершения осадки.

Поверх выпусков дрен отсыпался горизонтальный пластовый дренаж из щебня толщиной 15 см для отвода отжатой воды.

Необходимым условием применения вертикальных геотекстильных дрен в грунтах с начальным градиентом фильтрации J₀ является достаточная величина напора, возникающего в основании под весом насыпи. Критическое значение напора H_к (м) определяется из условия

_,

где d_е – эффективный диаметр дрены (диаметр зоны дренирования), м;

 – начальный градиент фильтрации с учётом его изменения в процессе уплотнения слоя до степени консолидации u.

Эффективный диаметр дрены d_e в зависимости от расстояния между дренами l следует принимать: для квадратной сетки d_e = 1,13 l; для шахматной схемы – d_e = 1,05 l.

Для ускорения консолидации, а также для достижения уплотнения грунта при высоте насыпи и давлении, не обеспечивающем преодоление начального градиента, вертикальное дренирование целесообразно сочетать с устройством временной пригрузки, например, в виде дополнительного слоя грунта, излишки которого после завершения осадки перемещаются на смежные участки дороги.

Величину временной пригрузки назначают в зависимости от требуемого срока консолидации насыпи (по условию устройства монолитных слоев дорожной одежды) и ограничивают по условию устойчивости основания.

Расчет расстояния между плоскими дренами и толщины слоя пригрузки выполняется по методике, изложенной в п. 4.6.2.

Вертикальные ленточные дрены должны, как правило, достигать подстилающих слабую толщу прочных слоев грунта. В плане дрены располагают по квадратной сетке или в шахматном порядке.

6. Проектирование малых водопропускных сооружений

6.1. Характеристика малых искусственных сооружений

По действующим нормам [16, 17] к малым водотокам относятся постоянные и периодически действующие водотоки с площадью водосборного бассейна до 100–200 км².

Водосборным бассейном называется участок поверхности земли, ограниченный водораздельными линиями, вода с которого при выпадении атмосферных осадков стекает по руслу или логу к водопропускному сооружению. Площадь водосборного бассейна определяют по крупномасштабным картам, планам, аэрофотоснимкам или путем натурных топографических съемок.

К основным видам малых водопропускных сооружений относятся трубы и малые мосты длиной менее 25 м.

Трубы составляют почти 95 % от общего количества малых водопропускных сооружений. Это обусловлено рядом их преимуществ над малыми мостами. Так, трубы могут размещаться на любых участках дороги, при различных сочетаниях элементов плана и продольного профиля дороги, не стесняя проезжей части и обочин, не меняя условий движения автомобилей. Тип дорожной одежды над трубами сохраняется таким же, как и на смежных участках дороги. Трубы просты по конструкции и имеют большую скорость течения воды.

Малые мосты устраивают в тех случаях, когда применение труб нецелесообразно или недопустимо по местным условиям:

• на переходах через селевые потоки или малые водотоки, несущие большое количество наносов;

• при наличии ледохода или корчехода;

• на болотах и водотоках при слабых и водоносных грунтов;

• в зоне вечной мерзлоты при возможности образования наледей;

• на водотоках с расходом более 50 м³/с и других случаях.

При проектировании малых водопропускных сооружений определяют расходы как от ливневого (дождевого), так и снегового стоков. За расчетный расход при назначении отверстия трубы или малого моста принимают наибольший из двух полученных расходов.

Согласно СНиП [17] для водопропускных сооружений на дорогах различных категорий установлена вероятность превышения расчетного расхода (табл. 6.1).

Таблица 6.1