23. Объемы насыпей и выемок

Подсчет объемов земляных работ. Для составления проекта организации строительства. Выбора типа дорожных машин, для оценки стоимости строительства должны быть определены объемы земляных масс.

Полученные рабочие отметки используем при подсчётах объёмов земляных масс.

При подсчёте объёмов земляных работ придерживаемся следующих положений:

1. объёмы канав в выемке включаются в объём выемки;

2. объёмы канав вдоль насыпи не учитываются в распределении;

3. для насыпи вводится коэффициент уплотнения грунта (К_упл.);

4. при подсчёте объёмов земляных работ учитывается поправка на дорожную одежду (со знаком «-» для насыпи и «+» - для выемки).

Объёмы земляных масс рассчитываются по формуле:

V= (F1+F2)/2*L V = F_ср·L, L=100м (4.1)

где V – объём земляных масс на пикете;

F₁ – площадь поперечного сечения насыпи (выемки):

F₁ = (В₁ +S₁)·H₁/2, (4.2)

где В₁ – ширина земляного полотна;

S₁ – ширина земляного полотна между нижними бровками;

S₁ = B₂ + 2·H₁·m, (4.3)

где m – величина уклона откоса насыпи, СНиП2.05.02-85;

h – высота поперечного профиля, которая равна средней рабочей отметке между двумя соседними пикетами;

l

L

– длина участка (пикета).

B₁=B₂

24. Установление дальности возки грунта

При возведении ЗП грунт срезают и перемещают новое место – в насыпь или в отвал (ковальер), поэтому величина объёмов насыпи и выемок не даёт основания для составления ПОСа и выбора механизмов. В условиях пересечённого рельефа при чередующихся насыпях и выемках ЗП можно возводить несколькими методами: отсыпать насыпь из грунта полученного при разработке выемок (продольная ввозка), или брать грунт для насыпи в резервах, а грунт из выемок отвозить в сторону в ковальер (поперечная ввозка).

На плодородных и сельскохозяйственных землях невозможен второй способ ввозки грунта (также в пределах населённых пунктов, на пересечении болот, рек, на засоленных грунтах.

Продольную ввозку невозможно применить если разрабатываемый грунт в выемке не пригоден для укладки в насыпь.

Для каждого конкретного случая наиболее выгоден тот метод который связан с меньшим объёмом транспортных работи наиболее эффективным использованием землеройных машин.

25. Расположение грунтов в земляном полотне

Применительно к использованию для устройства земляного по­лотна различают несколько видов грунтов.

Крупнообломочные скальные грунты — обломки скальных пород, получаемые при искусственной разработке или залегающие в естест­венных условиях в виде аллювиальных или деллювиальных отло­жений

Различают глыбовые (валунные) и щебенистые (галечниковые) грунты. Эти грунты являются хорошим материалом для возведения насыпей, поскольку они устойчивы против воздействия текучей воды и не поглощают влагу. Проникание воды в промежутки между облом­ками разрушенной скальной породы, если она не является слабой и быстро выветривающейся, не влияет существенно на прочность и ус­тойчивость земляного полотна. Однако использование крупнообломоч­ных скальных грунтов встречает затруднения из-за трудности их уплотнения.

Близки по свойствам к каменистым грунтам отходы промышленно­сти — кислые и нейтральные металлургические шлаки, хорошо обож­женные горелые породы отвалов каменноугольных шахт, которые без ограничений допускаются для отсыпки насыпей.

Гравийные и песчаные грунты водопроницаемы и не склонны к накоплению влаги при промерзании. Насыщение водой мало влияет на устойчивость этих грунтов в земляном полотне. Песчаные грунты (за исключением мелких пылеватых песков) представляют собой на­илучший материал для насыпей, возводимых в неблагоприятных ги­дрогеологических условиях: на заболоченных участках и на поймах рек. В результате малой высоты капиллярного поднятия и хорошей водопроницаемости эти грунш не переувлажняются в основаниях до­рожных одежд и быстро просыхают в пойменных насыпях при спаде высоких вод. Однако из-за малой сопротивляемости размыву дожде­вой водой и развеиванию ветром откосы насыпей и выемок в песчаных грунтах необходимо укреплять. Особенно надежным должно быть укрепление насыпей на поймах, где возможно течение воды и набег волн.

Супесчаные грунты содержат небольшое количество глинистых частиц, достаточное для придания им связности в сухом состоянии. При увлажнении супесчаные грунты сохраняют сопротивление на­грузкам, достаточное для устойчивости земляного полотна. Насыпи из супесчаных грунтов можно устраивать как в сухих, так и в переувлаж­ненных местах.

Пылеватые супесчаные грунты, содержащие более 50% частиц диа­метром мельче 0,25 мм, менее устойчивы в переувлажненном состоянии. При промерзании они склонны к накоплению влаги и пучению.

Пылеватые суглинки и тяжелые пылеватые супеси, содержащие большое количество фракций размером 2,0—0,05 мм, особенно под­вержены процессам зимнего вла гона коп лени я и пучинообразования. В откосах земляного полотна эти грунты легко размываются и при­ходят в текучее состояние.

На дорогах с усовершенствованными капитальными типами дорож­ных покрытий земляное полотно из пылеватых грунтов и пылеватых суглинков в неблагоприятных гидрологических условиях в верхней части отсыпают из непылеватых песчаных и легких супесчаных грун­тов. Толщину слоя устойчивых грунтов принимают равной 1,0—1,2 м во П климатической зоне и 1,0—0,8 — в III зоне. В выемках верхние слои пылеватого грунта до глубины не менее чем 0,8 м от бровки долж­ны быть заменены устойчивыми грунтами (рис. Х1У.5).

Суглинистые грунты являются хорошим материалом для земляного полотна. Они хорошо сопротивляются размыву и устойчивы в отко­сах. В пойменных суглинистых насыпях при спаде высоких вод обрат­ное движение воды, ранее проникшей в насыпь, может вызывать гидродинамическое давление, приводящее к обрушению откосов.

Глинистые грунты обладают значительной связностью и очень, малой водопроницаемостью, в связи с чем они медленно насыщаются водой и столь же медленно просыхают. Эти грунты применяют, если их влажность в условиях естественного залегания не превышает оп­тимальную, для отсыпки насыпей в сухих местах и в местах, увлажняе­мых на короткое время. В переувлажненном состоянии глинистые грунты переходят в мягко пластичное и текучее состояние, липки, не поддаются уплотнению.

Существует ряд горных пород, образовавшихся в результате уп­лотнения и цементации глинистых грунтов — иольдиевые глины, аргиллиты, мергели, сланцевые глины. Прочность этих пород, а также меловых грунтов, алевролитов и топливных шлаков, зол ТЭЦ и их смесей снижается при воздействии природных факторов. Поэтому такие грунты можно использовать для устройства насыпей только в благоприятных условиях увлажнения, обеспечивая защиту неустой­чивых грунтов от поверхностной влаги.

Илистые и торфянистые грунты обладают значительной склон­ностью к объемным изменениям при колебаниях влажности. Или­стые грунты при увлажнении теряют связность и приходят в плывун­ное состояние. Торфянистые грунты сильно сжимаемы. Применять их в насыпях запрещено. Исключением являются лишь некоторые кон­струкции насыпей на болотах.

Содержание в грунтах растворимых солей и органических веществ (засоленные и заторфованные грунты и. отчасти черноземы) вызывает существенное изменение их физико-механических свойств. Особен­ности проектирования земляного полотна из таких грунтов рассмат­риваются в разделе о проектировании дорог в сложных геофизических условиях.

При разработке грунтов дорожно-строительными машинами их естественное сложение нарушается, грунты раздробляются на отдель­ные комки. При недостаточном уплотнении грунта вода просачивается в насыпь по порам между комками и вызывает его размокание.

Наклонные слои связных грунтов, оказавшиеся в теле насыпи, особенно если они подверглись уплотнению проездом в период строи­тельства,- могут образовывать при увлажнении поверхности сколь­жения, по которым происходит оползание части насыпи.

Поэтому при использовании для постройки насыпей грунтов различного состава и свойств необходимо соблюдать определенные правила размещения их в теле насыпи, обеспечивающие устойчивость земляного полотна (рис. Х1У.6):

разнородные грунты следует размещать в теле насыпи горизонталь­ными слоями. Менее водопроницаемые грунты располагают в нижних слоях, хорошо дренирующие — в верхних. Исключением являются случаи, когда дренирующий грунт предназначен для прерывания ка­пиллярного поднятия воды в насыпь из переувлажненного основания;

поверхностям слоев водонепроницаемых грунтов придают двух­скатный поперечный профиль с уклоном 20—40° _со, что способствует стоку из насыпи просачивающейся воды; из слоев водопроницаемых грунтов должен быть обеспечен вывод воды на откосы;

не следует отсыпать насыпи в виде замкнутого ядра из одного грун­та, прикрытого сверху и с боков другим грунтом. Исключением явля­ются случаи уширения земляного полотна при реконструкции дорог, когда для устойчивости присыпной части должны предусматриваться специальные мероприятия. Не разрешается уширение водонепроница­емым грунтом насыпей, построенных из дренирующего грунта;

воспрещается бессистемная, случайная отсыпка различных по свойствам грунтов. При такой отсыпке в теле насыпи могут образо­ваться линзы, в которых может скапливаться вода, и увлажне» ные наклонные поверхности, по которым возможно оползание.