Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах (к СНиП 2.05.02-85) (одобрено Главтранспроектом Минтрансстроя СССР от 21 мая 1986 г. N 30-04/15-14-178)

Пособие
по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах
(к СНиП 2.05.02-85)
(одобрено Главтранспроектом Минтрансстроя СССР от 21 мая 1986 г. N 30-04/15-14-178)

ГАРАНТ:

См. также Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах, введенное в действие распоряжением Минтранса РФ от 3 декабря 2003 г. N ОС-1067-р

Предисловие

Настоящее Пособие разработано к СНиП 2.05.02-85. В Пособии рассмотрены вопросы изысканий, проектирования и строительства земляного полотна на участках распространения слабых грунтов. Уточнены стадии изысканий автомобильных дорог. Даны таблицы физико-механических характеристик наиболее часто встречающихся видов слабых грунтов. Изложены методики полевых и лабораторных испытаний слабых грунтов. Рассматриваются наиболее рациональные конструкции насыпей на слабых грунтах и методы их расчета. В приложениях приведены примеры расчетов на основе данных лабораторных испытаний, выполненных в полном и в сокращенном объеме.

Пособие составили доктора техн. наук В.Д. Казарновский (разд. 1 - 6, прил. 6, 15), И.Е. Евгеньев (разд. 5); кандидаты техн. наук А.Г. Полуновский (разд. 5, прил. 10, 13 - 15), Э.К. Кузахметова (разд. 4, прил. 2, 3, 5, 7, 9, 11, 12), инж. М.В. Ледина (прил. 13) (СОЮЗДОРНИИ), В.Н. Яромко (прил. 1, 4, 16) (научно-производственное объединение Дорстройтехника); канд. техн. наук В.Д. Браславский (разд. 2, прил. 8) (Союздорпроект).

Учитывались наряду с разработками СОЮЗДОРНИИ разработки разных лет в данной области Омского и Казахского филиалов СОЮЗДОРНИИ, Калининского политехнического института, Тюменского инженерно-строительного института, Московского автомобильно-дорожного института и других учебных и научно-исследовательских организаций, а также опыт ведущих организаций: проектных (Союздорпроект, Гипротюменнефтегаз, Ленгипротранс) и строительных (Тюмендорстрой, Пермдорстрой, УС Москва - Рига, Севзапдорстрой и др.).

Пособие разработано под общей редакцией канд. техн. наук Э.К. Кузахметовой.

1. Общие положения

1.1. К слабым грунтам следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки при нагрузке 0,25 МПа более 50 мм/м (модуль деформации ниже 5 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить: торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.

1.2. В основу проектного решения на участке залегания слабых грунтов может быть положен один из двух принципов:

удаление слабого грунта и замена его или применение эстакад;

использование слабого грунта в качестве основания насыпи с применением мероприятий, обеспечивающих устойчивость основания и ускорение его осадки, а также прочность дорожной одежды, сооружаемой на таком земляном полотне.

1.3. Принцип и конкретное проектное решение по конструкции насыпи выбираются на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом:

категории автомобильной дороги и типа дорожной одежды;

требуемой высоты насыпи и качества имеющегося для ее отсыпки грунта;

протяженности участка со слабыми грунтами;

вида и особенностей свойств слабых грунтов, залегающих на участке, и особенностей строения слабой толщи (мощность, наличие переслаивания, уклона кровли подстилающих пород и т.д.);

условий производства работ, в том числе сроков завершения строительства, климата района, времени года, в которое будут выполняться земляные работы, дальности возки грунта, возможности строительной организации (обеспеченность транспортом, наличие специального оборудования и т.п.).

1.4. Использование слабого грунта во многих случаях существенно снижает стоимость и трудоемкость работ, повышает темпы строительства, поэтому отказ от его использования должен быть обоснован технико-экономическим анализом с учетом конкретных условий. Такой анализ осуществляется на основе прогнозов устойчивости, конечной величины и длительности осадки слабой толщи при возведении на ней насыпи.

1.5. Земляное полотно на участках слабых грунтов проектируют в виде насыпей. Требования к грунтам верхней части насыпи, а также необходимое возвышение низа дорожной одежды над расчетным уровнем поверхностных и грунтовых вод определены СНиП 2.05.02-85 "Автомобильные дороги" применительно к соответствующему типу местности (слабые грунты обычно залегают в пределах III типа местности) по характеру и условиям увлажнения.

Примечание. При назначении высоты насыпи, сооружаемой на торфяном основании, кроме обычных требований, связанных с водно-тепловым режимом и снегозаносимостью, необходимо учитывать требования п. 1.9 настоящего Пособия.

Нижнюю часть насыпи следует устраивать из дренирующих грунтов с толщиной слоя на 0,5 м больше суммарной величины расчетной осадки основания и мощности удаляемого слоя (если применяется частичное или полное удаление).

Глинистые грунты допускается использовать в нижней части насыпей только при специальном технико-экономическом обосновании.

1.6. К земляному полотну, сооружаемому с использованием слабых грунтов в основании насыпи, кроме общих требований, изложенных в действующих нормативных документах, предъявляются дополнительные требования:

должна быть исключена возможность выдавливания оставляемого слабого грунта из-под насыпи в процессе ее возведения и эксплуатации (обеспечена устойчивость основания);

интенсивная часть осадки должна завершиться до сооружения покрытия (обеспечена стабильность, см. п. 1.8);

упругие колебания земляного полотна, возникающие при наличии торфяных грунтов в основании насыпи, не должны превышать величину, допускаемую для принятого типа покрытия (см. п. 1.9).

1.7. На насыпях, в основании которых оставлены слабые грунты, капитальные покрытия можно устраивать после завершения не менее 90% расчетной осадки или при условии, что средняя интенсивность осадки за месяц, предшествующий устройству покрытия, не превышает 1,5 - 2 см/г. Для устройства облегченных покрытий требуется достижение не менее 80% конечной осадки или интенсивности осадки не более 3 - 5 см/г.

1.8. Для исключения недопустимых упругих колебаний толщина насыпей, сооружаемых на торфяных основаниях, должна быть не менее указанной в табл. 1. Для насыпей на торфяном основании, толщина которых по статическому расчету менее значений, приведенных в табл. 1, необходимо провести динамический расчет с целью проверки допустимости ускорений колебаний земляного полотна по условиям вибрационной прочности покрытия. Методика динамического расчета насыпей на торфяных грунтах изложена в прил. 1.

Таблица 1

Минимальная толщина насыпного слоя, м

-------------------------------------------------------------------------

  Начальная мощность |               Тип дорожной одежды

   слабого слоя, м   |

                     |---------------------------------------------------

                     |  капитальный      облегченный       переходный

---------------------+---------------------------------------------------

          1          |       2        |      1,5       |      1,2

                     |                |                |

          2          |      2,5       |       2        |      1,5

                     |                |                |

          4          |       3        |      2,5       |       2

                     |                |                |

          6          |       3        |       3        |      2,5

                     |                |                |

Примечания:

1. Для промежуточных значений начальной мощности сжимаемого слоя требуемая толщина устанавливается линейной интерполяцией.

2. Толщина насыпи в данном случае определяется разностью отметок поверхности проезжей части и просевшей подошвы насыпи по оси земляного полотна. При наличии погребенного слоя торфа (слоя, перекрытого сверху слоем песчаного или глинистого грунта) толщина перекрывающего слоя включается в толщину насыпи. Допускается для конструктивных слоев, обладающих прочностью на растяжение, учитывать эквивалентную толщину.

Когда невозможно или нецелесообразно обеспечить требуемую толщину насыпи, можно устроить насыпь меньшей толщины. При этом необходимо выполнить проверочный расчет дорожной одежды на динамическую устойчивость и при необходимости изменить (усилить) в соответствии с его результатами конструкцию дорожной одежды.

1.9. При расчете дорожной одежды по ВСН 46-83 величину расчетного эквивалентного модуля упругости на поверхности земляного полотна, сооруженного на слабом грунте, следует определять по формуле

,

где - модуль упругости слабого грунта в его расчетном состоянии под насыпью; - толщина насыпи; - мощность слабой толщи; D - расчетный диаметр отпечатка колеса; - модуль упругости грунта насыпи.

1.10. Земляное полотно на участках залегания слабых грунтов следует проектировать не менее чем в две стадии, которые могут быть назначены после технико-экономического обоснования проекта дороги.

На первой стадии выделяют участки, для которых дальнейшая проработка варианта с использованием слабого грунта в основании нецелесообразна, и участки, где этот вариант может быть целесообразным.

Применительно к первым участкам принимается окончательное решение (за исключением особо сложных случаев, где удаление слабых грунтов связано с применением специальных методов).

Для участков, где использование слабых грунтов представляется целесообразным, принимают предварительное решение, которое затем подлежит уточнению на следующей стадии проектирования. Все уточнения на последующей стадии не должны увеличивать смету строительства. В особо сложных случаях, когда требуются специальные обследования и опытные работы, следует проектировать в три стадии.

1.11. Конструкция земляного полотна на участках слабых грунтов назначается на основе технико-экономических расчетов и сравнения вариантов.

Для обоснования выбора конструкции земляного полотна проект должен содержать:

материалы подробного инженерно-геологического обследования грунтовой толщи на участках залегания слабых грунтов, включая данные по мощности и расположению их в плане, по глубине отдельных слоев и расчетным значениям физико-механических характеристик грунтов этих слоев, положению уровня грунтовых вод и т.п.;

исходные данные по проектируемой насыпи (высота и другие геометрические параметры, а также свойства грунтов, укладываемых в насыпь) и расчетные условия движения;

результаты инженерных расчетов, обосновывающие принятую конструкцию;

указания по порядку сооружения запроектированной конструкции.

1.12. Объем, состав и методы получения данных, необходимых для обоснования конструкции земляного полотна, так же как и методы расчетов, зависят от стадии проектирования. Рекомендации по инженерно-геологическому обследованию участков, на которых залегают слабые грунты, а также по расчету и конструированию земляного полотна на этих участках изложены в разделах 2 - 4 настоящего Пособия.

Земляное полотно на участке залегания слабых грунтов в общем случае проектируют в следующем порядке:

на основе результатов инженерно-геологических обследований намечают расчетные участки и устанавливают расчетные параметры слабой толщи и характеристик слагающих ее грунтов;

устанавливают минимально допустимую высоту насыпи на данном участке, руководствуясь условиями водно-теплового режима, снегозаносимости и исключения упругих колебаний (см. п. 1.9);

с учетом минимально допустимой высоты наносят красную линию, устанавливают расчетную высоту насыпи и намечают расчетные поперечники;

определяют расчетом величину осадки;

проверяют устойчивость основания;

прогнозируют длительность завершения осадки;

намечают варианты конструктивно-технологических решений, обеспечивающих в случае необходимости повышение устойчивости, ускорение осадки или снижение ее величины;

выполняют расчеты по этим вариантам и выбирают оптимальный;

дают рекомендации по наиболее рациональной технологии, механизации и организации работ;

выполняют наблюдения в процессе строительства и вносят коррективы в расчеты по фактическим данным (в случае необходимости) с целью уточнения объемов земляных работ, режима возведения насыпи, сроков устройства дорожной одежды и т.д.

1.13. В целях оптимизации проектных решений и процесса инженерно-геологических изысканий последние необходимо вести в тесной увязке с проектированием как единый комплексный процесс.

2. Особенности изысканий дорог на участках залегания слабых грунтов

Общий порядок проведения инженерно-геологических обследований на участках слабых грунтов

2.1. Целью инженерно-геологического обследования является получение данных, необходимых для обоснования положения трассы и назначения конструкции и технологии сооружения земляного полотна.

2.2. При инженерно-геологическом обследовании необходимо:

установить границы участка со слабыми грунтами в пределах зоны возможного расположения трассы;

выявить строение слабой толщи (ее стратиграфические особенности), в том числе наличие включений (валуны, пни и т.п.), а также характер подстилающих пород и рельеф их кровли;

установить физико-механические характеристики грунтов, слагающих слабую толщу, необходимые для определения их строительного типа, типа основания по устойчивости и расчета конструкции насыпи;

выявить особенности гидрогеологического режима толщи.

2.3. Для получения требуемых данных выполняются:

топографическая съемка участка;

проходка зондировочных и опорных скважин с отбором проб грунтов нарушенного и ненарушенного сложения и испытания грунтов в условиях их природного залегания (без отбора монолитов);

лабораторные испытания проб грунтов нарушенного сложения с определением основных показателей состава и состояния грунтов и испытания монолитов для определения характеристик механических свойств грунтов (параметров, характеризующих сопротивляемость сдвигу, сжимаемость и скорость уплотнения грунта и показателей плотности);

камеральная обработка материалов обследования, включающая составление отчетной документации.

2.4. Отчетная документация оформляется в виде паспорта, включающего:

план участка с изолиниями мощности слабой толщи (рис. 1);

геологические разрезы по оси вариантов трассы и по характерным поперечникам с нанесенными на них результатами определения основных показателей состава и состояния грунтов и механических испытаний грунтов в условиях природного залегания полевыми приборами (рис. 2);

результаты лабораторных испытаний грунтов слабой толщи;

пояснительную записку.

Пояснительная записка должна содержать: подробное описание участка, включая его происхождение; источники питания грунтовых вод; состав и состояние грунтов слабой толщи; данные о растительно-корневом покрове, пнистости, наличии поверхностного водоотвода; данные о постоянных водотоках и о проходе весенних вод; данные о характере пород, слагающих дно толщи и о рельефе последнего. В пояснительной записке дают оценку строительных свойств слабых грунтов; выделяют расчетные (однотипные) участки, расчетные слои (т.е. слои единообразные по инженерно-геологическим свойствам) и дают расчетные значения механических характеристик грунтов для этих слоев.

На основе количественной оценки механических свойств грунтов слабой толщи должна быть проведена предварительная оценка слабой толщи как основания насыпи.

Пояснительная записка должна содержать также сведения о поведении и состоянии существующих дорог, расположенных в пределах данного участка, состоянии земляного полотна, конфигурации основания насыпи по данным бурения, качественной оценке грунтов тела насыпи, сведения о резервах грунта, намечаемых для использования при возведении насыпи на участке залегания слабых грунтов с указанием характеристик этих грунтов.

2.5. В результате обобщения всех данных обследования должно быть сделано заключение о принципиальной возможности или невозможности (нецелесообразности) использования слабой толщи в качестве основания и указаны конструкции, которые могут рассматриваться в качестве конкурирующих вариантов при дальнейшей разработке проекта.

2.6. Состав и объем работ, выполняемых при обследовании, методика их выполнения, применяемые способы определения свойств грунтов и аппаратура зависят от стадии проектирования и этапа изысканий.

2.7. Инженерно-геологическое обследование следует выполнять поэтапно. Этапы обследования различаются методикой определений и составом работ. При этом каждый последующий этап как по методике определений, так и по применяемому оборудованию и составу определений более сложен и трудоемок, чем предыдущий.

В общем случае целесообразно выделять три этапа обследования: на первом (рекогносцировочном) лабораторных определений не выполняют; на втором лабораторные исследования ограничиваются определением показателей состава и состояния грунтов в полевой (нестационарной) лаборатории; на третьем выполняют испытания в стационарной лаборатории для определения показателей механических свойств грунтов.

2.8. В зависимости от конкретных условий проектирования указанные этапы могут быть распределены по стадиям проектирования. При двухстадийном проектировании (проект и рабочая документация) целесообразно первые два этапа обследований проводить на первой стадии, а третий этап - на второй стадии проектирования.

2.9. Необходимость последующего этапа обследования и состав работ выявляют и уточняют по мере обобщения результатов предшествующего этапа.

2.10. Во всех случаях при изысканиях дороги следует стремиться обойти участки со слабыми грунтами или, при невозможности обхода, пересечь их в наиболее узком месте и с меньшей мощностью слабых грунтов. Варианты трассы намечают по картам масштаба 1:25000 (1:10000) или по материалам аэрофотосъемки с последующим осмотром на месте назначенных вариантов.

2.11. На пересечении трассой участков слабых грунтов должны быть сняты план масштаба 1:2000 с сечением рельефа через 0,25 - 0,5 м, продольные и поперечные профили и проведен первый этап инженерно-геологического обследования.

Реперы на участках слабых грунтов закладывают на возвышенных местах, на болотах в плотных минеральных грунтах, где исключается возможность их осадки или смещения.

Первый этап обследования

2.12. На первом этапе обследования до проведения полевых инженерно-геологических работ изучают карты и предварительно полученные аэрофотоматериалы. Использование аэрофотоматериалов особенно важно при пересечении значительных по площади заболоченных территорий. В этом случае целесообразно дополнять камеральное дешифрирование фотосхем и аэрофотоснимков визуальными наблюдениями с вертолета или тихоходного самолета.

2.13. Оптимальными масштабами материалов аэрофотосъемки являются: 1:10000 - 1:17000. Можно также использовать масштабы 1:6000 и 1:25000. Наибольший эффект достигается при использовании аэрофотоснимков масштаба 1:12000 - 1:17000 в сочетании с 1:6000 - 1:8000.

Для детального дешифрирования пригодны материалы плановой панхроматической (черно-белой) аэрофотосъемки, но наибольший эффект достигается в сочетании со спектрозональной.

По указанным аэрофотоматериалам можно установить границы болота, относительную, а в ряде случаев и абсолютную мощность торфяной толщи, приблизительный рельеф дна болота, генезис болота, источник его водного питания, направление и интенсивность внутреннего и поверхностного стока в болоте, относительное увлажнение его отдельных частей, геоморфологический тип болота, его микрорельеф и растительность.

При изучении строения толщи болотных отложений, мощности и расположения отдельных слоев, физико-механических свойств торфа материалы аэрофотосъемки дают возможность предварительно делить участки болот на характерные типы. Это позволяет более рационально организовать полевое обследование болот и сократить объемы полевых работ за счет меньшей детальности исследования повторных участков каждого типа.

2.14. Полевые работы по инженерно-геологическому обследованию участков со слабыми грунтами, выполняемые на первом (рекогносцировочном) этапе, включают зондировочное бурение скважин в зоне, примыкающей к трассе, положение которой намечено по данным аэрофотосъемки или по карте. Скважины бурят по сетке от 50 X 50 м до 150 Х 150 м в зависимости от размеров территории, занятой слабыми грунтами, и с учетом данных аэрофотосъемки. При этом захватывается зона шириной примерно 300 м (по 150 м в каждую сторону от оси трассы).

Зондировочные скважины проходят с помощью бура геолога, торфяного бура или двухдюймового бурового комплекта без обсадки. Кроме того, может быть применена переносная буровая установка с бензиновым двигателем.

При проходке зондировочных скважин отбирают пробы через 0,5 - 1 м по глубине для установления наименования грунтов и оценки в первом приближении их физико-механических свойств с помощью визуальных методов и классификационных таблиц. На этом же этапе изучают особенности гидрологического режима толщи.

Лабораторных испытаний на данном этапе не проводят и образцы для этих целей не отбирают.

Параллельно с зондировочным бурением или непосредственно вслед за ним по той же сетке выполняют статическое зондирование толщи с помощью вдавливания конусных наконечников (см. прил. 2).

Результаты статического зондирования позволяют уточнить границы отдельных слоев слабой толщи, общую ее мощность и получить предварительную информацию о механических свойствах слагающих ее грунтов.

2.15. В выводах по результатам первого этапа обследования дают:

рекомендации по расположению трассы исходя из наиболее благоприятных условий пересечения участка с точки зрения строения, рельефа дна и особенностей гидрологического режима слабой толщи;

предварительное определение типа основания;

предварительное заключение о целесообразности или нецелесообразности проработки варианта, предусматривающего использование слабой толщи в качестве основания.

Второй этап обследования

2.16. Второй этап обследования назначают лишь в том случае, если в результате первого этапа предварительно установлена целесообразность проработки варианта, предусматривающего использование слабой толщи в качестве основания.

На этом этапе бурят зондировочные скважины на возможных конкурирующих вариантах трассы, положение которых уточнено по результатам первого этапа обследования. Скважины располагают по оси и на поперечниках. При этом захватывается полоса, равная полутора-двум ширинам насыпи понизу.

Расстояние между скважинами по оси трассы принимают примерно 25 - 50 м в зависимости от протяженности заболоченного участка и особенностей строения слабой толщи, выявленных на первом этапе обследования.

Поперечники подразделяют на основные и промежуточные. На основных проходят пять - семь скважин, на промежуточных - одну - три (рис. 3).

2.17. При проходке скважин отбирают пробы грунтов в основном с нарушенным сложением и определяют основные показатели их состава и состояния в полевой (нестационарной) лаборатории. Пробы отбирают через 0,5 - 1 м по глубине (но не менее трех проб из каждого характерного слоя).

Параллельно с проходкой зондировочных скважин или непосредственно вслед за ней выполняют зондирование слабой толщи конусным наконечником, а также примерно через каждые 0,5 м по глубине толщи испытывают грунты на сдвиг с помощью крыльчатки. Методики зондирования конусным наконечником и испытания крыльчаткой изложены в прил. 2.

2.18. В лаборатории определяют следующие основные показатели состава и состояния грунтов: влажность, содержание органических веществ (для некарбонатных пород - потери при прокаливании или зольность); степень волокнистости или степень разложения (только для торфяных грунтов); пределы пластичности (только для илов и глинистых грунтов); плотность частиц грунта (выборочно для характерных слоев); плотность грунта (выборочно); ботанический состав (дополнительно для торфяных грунтов); содержание (для карбонатных пород).

Методики определения указанных характеристик изложены в прил. 3.

2.19. По результатам испытаний выделяют расчетные слои и определяют расчетные значения основных показателей состава и состояния грунтов в пределах каждого слоя.

Методику определения см. в прил. 3.

В качестве основы для выделения расчетных слоев, т.е. слоев, однородных с точки зрения основных показателей инженерно-геологических свойств, используют результаты описания грунтов при зондировочном бурении и материалы статического зондирования конусным наконечником.

Границы слоев устанавливают предварительно по визуальным признакам, Далее детально расчленяют толщу по результатам статического зондирования на отдельные расчетные слои, в пределах которых физико-механические свойства грунта могут считаться постоянными.

2.20. Для выделенных расчетных слоев путем статистической обработки результатов испытаний определяют расчетные значения основных показателей состава и состояния грунтов и сопротивляемость зондированию и вращательному срезу (см. прил. 4).

2.21. По расчетным значениям основных показателей состава и состояния грунтов, используя табл. 2 - 9, ориентировочно определяют расчетные значения показателей механических свойств грунтов в пределах каждого расчетного слоя.

По этим данным, а также по результатам испытаний крыльчаткой уточняют границы расчетных участков и определяют тип основания по устойчивости или строительный тип болота, а также уточняют место расположения расчетных поперечников и границы наиболее неблагоприятных по своим механическим свойствам слоев.

2.22. По результатам второго этапа обследования уточняют предварительный вывод о целесообразности дальнейшей проработки варианта с использованием слабой толщи в качестве основания. При положительном выводе осуществляют третий этап обследования.

Третий этап обследования

2.23. На третьем этапе обследования проводятся следующие работы:

дополнительная проходка зондировочных скважин и испытание крыльчаткой (при необходимости);

проходка опорных скважин на расчетных поперечниках с отбором монолитов грунтов;

Таблица 2

Классификация торфяных грунтов

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

   Группа по  |     Вид по генетико-фациальным и     |         Подвид по составу         |    Разновидность по состоянию

  содержанию  |    петрографическим особенностям     |                                   |

 органических |--------------------------------------+-----------------------------------+-----------------------------------

    веществ   |   Наименование    |   Определяющий   |  Наименование   |  Определяющий   |  Наименование  |  Определяющий

              |                   |     признак      |                 |     признак     |                |     признак

--------------+-------------------+------------------+-----------------+-----------------+----------------+------------------

 Органические |Торф малозольный   |     П >= 95%     |   Волокнистый   |     Ф > 75%     |Сухой           | омега_пр < 300%

   (П > 60%)  |Торф        средней|  95% > П >= 80%  | Маловолокнистый |75% >= Ф >= 60%  |Маловлажный     |   300 - 600%

              |зольности          |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Торф высокозольный |   80 > П > 60%   |  Неволокнистый  |     Ф < 60%     |Средней         |   600 - 900%

              |                   |                  |                 |                 |влажности       |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Органосапропель    |     П > 60%      |                 |                 |Избыточно       |  1200 - 2500%

              |                   |                  |                 |                 |влажный         |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |Маловлажный     | омега_пр < 200%

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |Средней         |   200 - 500%

              |                   |                  |                 |                 |влажности       |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |Очень влажный   |   500 - 1000%

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |Избыточно       |омега_пр > 1000%

              |                   |                  |                 |                 |влажный         |

              |                   |                  |                 |                 |                |

 Органо-мине- |Органо-минеральный |  60% >= П > 10   |        -        |        -        |Маловлажный     |  омега_пр < 150%

    ральные   |сапропель          |                  |                 |                 |                |

  (10 <= П <= |                   |                  |                 |                 |Средней         |   150 - 400%

     60%)     |                   |                  |                 |                 |влажности       |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |Очень влажный   |   400 - 900%

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |Избыточно       | омега_пр > 900%

              |                   |                  |                 |                 |влажный         |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Болотный мергель   |   10% П <= 60%   |        -        |        -        |Маловлажный     | омега_пр < 100%

              |                   |   CaCO3 > 25%    |                 |                 |Средней         |   100 - 300%

              |                   |                  |                 |                 |влажности       |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |Очень влажный   | омега_пр > 300%

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Торфянистые грунты |  30% < П <= 60%  |     Супесь      |1 <= омега_пл < 7|       А        | 0,5 < В < 0,75

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Сильно             |  20% < П <= 30   |    Суглинок     |     7 - 17      |       Б        |    0,75 - 1

              |заторфованные      |                  |                 |                 |       В        |     1 - 1,5

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |   Тощая глина   |     17 - 27     |       Г        |     1,5 - 2

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Заторфованный      |  10% < П <= 20%  |  Жирная глина   |      > 27       |       Д        |     2 - 2,5

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |       Е        |     2,5 - 3

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |       Ж        |     3 - 3,5

              |                   |                  |                 |                 |                |

  Минеральные |Ил морской         |        -         |        -        |        -        |       А        | 0,5 <= В < 0,75

    П <= 10%  |>> озерный         |        -         |        -        |        -        |       Б        |    0,75 - 1

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |>> аллювиальный    |     Комплекс     |     Супесь      |1 <= омега_пл < 7|       В        |     1 - 1,5

              |                   |фациально-генети- |                 |                 |                |

              |                   |     ческих и     |                 |                 |                |

              |                   | петрографических |                 |                 |                |

              |                   |характеристик П < |                 |                 |                |

              |                   |        10        |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Мокрый солончак    |        -         |    Суглинок     |     7 - 17      |       Г        |     1,5 - 2

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |       Д        |     2 - 2,5

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |       Е        |     2,5 - 3

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Переувлажненный    |        -         |      Глина      |      > 17       |       Ж        |     3 - 3,5

              |глинистый грунт    |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |Иольдиевая глина   |        -         |        -        |        -        |       А        | (омега_отн < 1

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |       Б        |1 <= омега_отн <

              |                   |                  |                 |                 |                |       1,5

              |                   |                  |                 |                 |                |

              |                   |                  |                 |                 |       В        |1,5 <= омега_отн

              |                   |                  |                 |                 |                |      < 2,5

              |                   |                  |                 |                 |                |

Примечания: 1. Для отделения болотного мергеля от органо-минерального сапропеля необходимо определить содержание . 2. Наряду с указанным в гр. 3 определяющим признаком для установления вида слабого грунта используется комплекс данных по фациально-генетическим и петрографическим особенностям, устанавливаемым в процессе изысканий. 3. П - потери при прокаливании, %; Ф - степень волокнистости, %; - число пластичности; - природная влажность, %; В - коэффициент консистенции; - относительная влажность; - влажность на границе текучести, %. 4. Степень волокнистости Ф вычисляется через степень разложения , определяемую с помощью микроскопа по формуле: , %. При определении степени разложения весовым методом степень волокнистости следует устанавливать по формулам: при < 50%; при > 50%. При определении используется сито 0,25 мм.

Таблица 3

Значения показателей механических свойств торфяных грунтов

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 Разновидность|Природная|     Вид по      | Подвид |Сопротивляемость сдвигу по|                 Сжимаемость

              |  влаж-  |-----------------|        |--крыльчатке-с_усл,-МПа---+----------------------------------------------

              |ность, % |степени| степени |        | в природном |   после    |Модуль деформации е |Модуль осадки е_р, мм/м,

              |         |разло- |волокнис-|        |  залегании  | уплотнения |при нагрузке р, МПа |  при нагрузке р, МПа

              |         | жения |тости, Ф,|        |             |    под     |--------------------+-------------------------

              |         | R, %  |    %    |        |             |нагрузкой (р|   0,05   |   0,1   |    0,05    |    0,1

              |         |       |         |        |             |= 0,05 МПа) |          |         |            |

--------------+---------+-------+---------+--------+-------------+------------+----------+---------+------------+------------

 Осушенный    |  < 300  | < 25  |  > 75   |   мз   |   > 0,049   |  > 0,250   |          |         |            |

 (или         |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

 уплотненный) |         |       |         |   сз   |   > 0,042   |  > 0,172   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |25 - 40| 75 - 60 |   мз   |   > 0,030   |  > 0,125   |  > 0,25  | > 0,33  |  < 200     |   < 300

              |         |       |         |        |             |            |          |         | (< 100)    |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |        |   > 0,033   |  > 0,105   |          |         |            |  (< 200)

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         | > 40  |  < 60   |   мз   |   > 0,019   |  > 0,080   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |   > 0,026   |  > 0,073   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

 Мало-        |300 - 600| < 25  |  > 75   |   мз   |0,049 - 0,026|  0,250 -   |          |         |            |

 влажный      |         |       |         |        |             |   0,136    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,042 - 0,022|  0,172 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,090    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |25 - 40| 75 - 60 |   мз   |0,030 - 0,017|  0,125 -   |  0,25 -  | 0,33 -  | 200 - 350  | 300 - 420

              |         |       |         |        |             |   0,060    |   0,15   |  0,23   |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,033 - 0,016|  0,105 -   |          |         |(100 - 250) |(200 - 370)

              |         |       |         |        |             |   0,056    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         | > 40  |  < 60   |   мз   |0,019 - 0,008|  0,080 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,036    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,026 - 0,013|  0,073 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,036    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

 Средней      |600 - 900| < 25  |  > 75   |   мз   |0,026 - 0,016|  0,136 -   |          |         |            |

 влажности    |         |       |         |        |             |   0,087    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,022 - 0,016|  0,090 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,066    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |25 - 40| 75 - 60 |   мз   |0,017 - 0,010|  0,060 -   |  0,15 -  | 0,23 -  | 350 - 450  | 420 - 530

              |         |       |         |        |             |   0,042    |   0,11   |  0,190  |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,016 - 0,011|  0,056 -   |          |         |(250 - 400) |(370 - 500)

              |         |       |         |        |             |   0,035    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |  40   |   60    |   мз   |0,008 - 0,005|  0,036 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,021    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,013 - 0,008|  0,036 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,022    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

 Очень влажный|  900 -  | < 25  |  > 75   |   мз   |0,016 - 0,011|  0,087 -   |          |         |            |

              |  1200   |       |         |        |             |   0,062    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,016 - 0,011|  0,062 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,046    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |25 - 40| 75 - 60 |   мз   |0,010 - 0,006|  0,042 -   |  0,11 -  | 0,190 - | 450 - 550  | 530 - 600

              |         |       |         |        |             |   0,028    |  0,090   |  0,170  |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |      -      |     -      |          |         |(400 - 470) |(500 - 550)

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

 Очень влажный|  900 -  | > 40  |  < 60   |   мз   |0,005 - 0,003|  0,021 -   |          |         |            |

              |  1200   |       |         |        |             |   0,015    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |      -      |     -      |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

 Избыточно    |         |  25   |   75    |   мз   |0,011 - 0,007|  0,062 -   |          |         |            |

 влажный      |         |       |         |        |             |   0,038    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |0,011 - 0,006|  0,046 -   |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |   0,020    |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              | > 1200  |25 - 40| 75 - 60 |   мз   |      -      |     -      | 0,090 -  | 0,170 - | 550 - 600  | 600 - 650

              |         |       |         |        |             |            |  0,085   |  0,150  |(470 - 490) |(550 - 570)

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |      -      |     -      |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         | > 40  |  < 60   |   мз   |      -      |     -      |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

              |         |       |         |   сз   |      -      |     -      |          |         |            |

              |         |       |         |        |             |            |          |         |            |

Примечания: 1. В скобках даны средние значения модулей осадки, без скобок - максимальные. 2. мз - малозольный торф (потери при прокаливании 95%), сз - торф средней зольности (95% > П 80%). 3. Величины показателей механических свойств при промежуточных значениях влажности определяются интерполяцией.

Таблица 4

Значения показателей механических свойств сапропелевых грунтов

--------------------------------------------------------------------------------------------------

 Группа грунта|Содержание|   Разновидность по    |  Сопротивляемость   |       Сжимаемость

              |органичес-|                       |сдвигу по крыльчатке |

              |   ких    |                       |     с_усл, МПа      |

              |веществ, %|                       |                     |

              |          |-----------------------+---------------------+--------------------------

              |          |   влажности   |омега,%|    в    |   после   |   Модуль    |  Модуль

              |          |               |       |природном|уплотнения |деформации е,| осадки е,

              |          |               |       |залегании|    под    |  МПа, при   | мм/м, при

              |          |               |       |         | нагрузкой |нагрузке р = |нагрузке р

              |          |               |       |         | (р = 0,05 |  0,05 МПа   |= 0,05 МПа

              |          |               |       |         |   МПа)    |             |

--------------+----------+---------------+-------+---------+-----------+-------------+------------

 Органический |  П > 60  |Маловлажный    | < 200 | > 0,02  |  > 0,03   |    > 0,3    |   > 150

              |(z < 40%) |Средней        | 200 - | 0,02 -  |  0,030 -  |  0,3 - 0,1  | 150 - 400

              |          |влажности      |  500  |  0,01   |   0,015   |             |

              |          |               |       |         |           |             |

              |          |Сильно влажный | 500 - | 0,01 -  |  0,015 -  |    < 0,1    |   > 400

              |          |               | 1000  |  0,001  |   0,003   |             |

              |          |               |       |         |           |             |

              |          |Избыточно      |> 1000 | < 0,001 |  < 0,003  |      -      |     -

              |          |влажный        |       |         |           |             |

              |          |(жидкий)       |       |         |           |             |

--------------+----------+---------------+-------+---------+-----------+-------------+------------

 Органо-мине- | П = 10 - |Маловлажный    | < 150 | > 0,02  |  > 0,03   |    > 0,5    |   < 100

 ральный      |    60    |               |       |         |           |             |

              |(40 < z < |Средней        | 150 - | 0,02 -  |  0,030 -  |  0,5 - 0,2  | 100 - 250

              |   90)    |влажности      |  400  |  0,01   |   0,015   |             |

              |          |               |       |         |           |             |

              |          |Сильно влажный | 400 - | 0,01 -  |  0,015 -  |     0,2     |    260

              |          |               |  900  |  0,001  |   0,003   |             |

              |          |               |       |         |           |             |

              |          |Избыточно      | > 900 | < 0,001 |  < 0,003  |      -      |     -

              |          |влажный        |       |         |           |             |

              |          |               |       |         |           |             |

Примечание. Величины показателей механических свойств при промежуточных значениях влажности определяются интерполяцией.

Таблица 5

Значения показателей механических свойств болотного мергеля

-------------------------------------------------------------------------

  Разновид-  |Природ-|Содержание |Сопротивляемость |    Сжимаемость

    ность    |  ная  | CaCO3, %  |    сдвигу по    |

             | влаж- |           |крыльчатке с_усл,|

             |ность, |           |       МПа       |

             |   %   |           |                 |

             |       |           |-----------------+---------------------

             |       |           |   в   |  после  |  Модуль  | Модуль

             |       |           |природ-|уплотне- |деформации| осадки

             |       |           |  ном  | ния под |  Е, МПа, |е_р, мм/м,

             |       |           |состоя-|нагрузкой|   при    |   при

             |       |           |  нии  |(р = 0,05|нагрузке р|нагрузке

             |       |           |       |  МПа)   |= 0,5 МПа | р = 0,5

             |       |           |       |         |          |   МПа

-------------+-------+-----------+-------+---------+----------+----------

 Маловлажный | < 100 |           |> 0,02 |  > 0,03 | > 0,125  |  < 400

             |       |           |       |         |          |

   Средней   | 100 - |  25 - 50  |0,02 - | 0,03 -  | < 0,125  |  > 400

  влажности  |  300  |           | 0,01  |  0,015  |          |

             |       |           |       |         |          |

    Очень    | > 300 |     -     |< 0,01 | < 0,015 |    -     |    -

   влажный   |       |           |       |         |          |

             |       |           |       |         |          |

лабораторные испытания монолитов;

определение динамических характеристик торфяной толщи (при необходимости);

2.24. Места расположения опорных скважин и места отбора монолитов определяют на основании обобщения результатов второго этапа обследования с таким расчетом, чтобы основные показатели состава и состояния отбираемых монолитов в возможно большей степени отвечали расчетным значениям этих показателей для выделенных слоев в пределах расчетных участков.

Количество отбираемых монолитов зависит от состава испытаний, определяемого типом основания по устойчивости или строительным типом болота (см. пп. 2.49 - 2.50).

2.25. Если основание относится к типу I, то проводят компрессионные и консолидационные испытания. Количество монолитов и их размеры определяют исходя из того, чтобы для каждого вида испытаний можно было получить не менее шести образцов для каждого расчетного слоя на каждом расчетном участке.

При основаниях II и III типов, кроме компрессионных и консолидационных испытаний, проводят испытания на сдвиг грунта из наиболее слабых слоев (за исключением грунтов, которые неизбежно будут выдавлены). Количество монолитов, отбираемых для сдвиговых испытаний, должно обеспечить возможность получения не менее 9 - 12 образцов для каждого расчетного слоя на каждом расчетном участке.

К требуемому количеству монолитов необходимо добавлять 25% запасных на случай порчи монолитов при транспортировке, подготовке и проведении испытаний.

Таблица 6

Значения показателей механических свойств илов

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------\

  Подвид |Число пластичности|Модуль деформации Е в зависимости от коэффициента |   Сопротивляемость сдвигу в природном    |Коэффициент фильтрации|

   ила   |                  |               консистенции В, МПа                |     состоянии с_усл в зависимости от     | К_ф в зависимости от |

         |                  |                                                  |     коэффициента консистенции В, МПа     |     коэффициента     |

         |                  |                                                  |                                          | консистенции В, см/с |

         |                  |--------------------------------------------------+------------------------------------------+----------------------|

         |                  |0,75 - 1 | 1 - 1,5  | 1,5 - 2 | 2 - 2,5  |2,5 - 3 |0,5 - 1|1 - 1,5 |1,5 - 2|2 - 2,5 |2,5 - 3 |  1 - 2  |   2 - 3    |

---------+------------------+---------+----------+---------+----------+--------+-------+--------+-------+--------+--------+---------+------------|

 Супесча-|1 <= омега_пл < 7 |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

   ный   |        3         |4,6 - 4,4|4,4 - 3,9 |3,9 - 3,6|3,6 - 3,3 | 3,3 -  |0,040 -| 0,035  |0,026 -|0,021 - | 0,018  |   2 x   |     -      |

         |                  |         |          |         |          |  3,1   | 0,035 |        | 0,021 | 0,018  |        | 10(-5)  |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

         |        5         |   <= 4  |  <= 3,6  |  <= 3,3 |  <= 3,1  | <= 2,9 |       | 0,026  |       |        | 0,017  |   1 x   |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        | 10(-4)  |            |

---------+------------------+---------+----------+---------+----------+--------+-------+--------+-------+--------+--------+---------+------------|

 Суглини-|7 <= омега_пл < 17|         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

   стый  |        11        |1,6 - 1,4|1,4 - 1,2 |1,2 - 1,1|1,1 - 1,05|1,05 - 1|0,030 -|0,077 - |0,022 -|1,017 - |0,013 - |   1 x   | 3 x 10(-6) |

         |                  |         |          |         |          |        | 0,027 | 0,022  | 0,017 | 0,013  | 0,011  | 10(-6)  |14 x 10(-6) |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |   3 x   |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        | 10(-6)  |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

         |        12        |1,9 - 1,6|1,6 - 1,3 |1,3 - 1,2|1,2 - 1,05| 1,05 - |       |        |       |        |        |         |            |

         |                  |         |          |         |          |  0,95  |       |        |       |        |        |         |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

         |        13        |2,6 - 2,3|2,3 - 1,8 |1,8 - 1,4|1,4 - 1,1 | 1,1 -  |       |        |       |        |        |         |            |

         |                  |         |          |         |          |  0,8   |       |        |       |        |        |         |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

         |        14        |  5 - 4  | 4 - 2,5  |2,5 - 1,8|1,8 - 1,1 | 1,1 -  |       |        |       |        |        |         |            |

         |                  |         |          |         |          |  0,6   |       |        |       |        |        |         |            |

---------+------------------+---------+----------+---------+----------+--------+-------+--------+-------+--------+--------+---------+------------|

 Глинис- |омега_пл>= 17 < 26|1,3 - 1,2|1,2 - 0,9 |0,9 - 0,5|0,5 - 0,3 |   -    |0,014 -|0,013 - |0,011 -|0,009 - |   -    |         |            |

   тый   |                  |         |          |         |          |        | 0,013 | 0,011  | 0,009 | 0,008  |        |         |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

         |        30        |1,4 - 0,8|0,8 - 0,5 |  0,5 -  |0,35 - 0,3|   -    | 0,020 |0,016 - |0,012 -|   -    |   -    |  0,5 x  | 4 x 10(-7) |

         |                  |         |          |  0,35   |          |        | 0,016 | 0,012  | 0,01  |        |        | 10(-7)  |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

         |        35        |1 - 0,65 |0,66 - 0,4|  0,4 -  |0,32 - 0,3|   -    |0,003 -|0,021 - |0,008 -|   -    |   -    |   4 x   | 8 x 10(-7) |

         |                  |         |          |  0,32   |          |        | 0,021 | 0,008  | 0,002 |        |        | 10(-7)  |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

         |        45        | 0,45 -  |0,4 - 0,35| 0,35 -  |0,3 - 0,25|   -    |0,032 -|0,024 - |0,014 -|   -    |   -    |    -    |     -      |

         |                  |   0,4   |          |   0,3   |          |        | 0,024 | 0,014  | 0,012 |        |        |         |            |

         |                  |         |          |         |          |        |       |        |       |        |        |         |            |

2.26. Монолиты отбирают из скважин с помощью оборудования (см. прил. 2), а в некоторых случаях, например при маломощной слабой толще - из шурфов. Правила отбора образцов, транспортировки и хранения их изложены в прил. 5.

2.27. Испытания на компрессию, консолидацию и сдвиг проводят в стационарных лабораториях по специальным методикам (см. прил. 3).

2.28. Оценку динамических свойств грунтов слабой толщи выполняют для обеспечения выбора оптимальной толщины насыпи при заданном типе покрытия по специальной методике.

Классификация слабых грунтов и их свойства

2.29. В зависимости от состава, фациально-генетических и петрографических особенностей, а также состояния слабые грунты следует подразделять на:

виды по содержанию органических веществ;

виды по фациально-генетическим и петрографическим особенностям;

подвиды по особенностям состава;

разновидности по особенностям состояния (плотности и влажности).

Количественные критерии для выделения указанных классификационных единиц и их наименование приведены в табл. 2 для основных видов слабых грунтов.

В пределах разновидности физико-механические свойства каждого слабого грунта изменяются в относительно узких пределах, что позволяет использовать табличные данные для ориентировочной оценки расчетных показателей.

2.30. Торф - органогенная осадочная горная порода, формирующаяся в результате отмирания болотной растительности при избыточном количестве влаги и недостаточном доступе воздуха.

Для торфа характерна высокая влагоемкость и влажность в естественном состоянии (обычно в пределах 150 - 3000%).

Твердое вещество высушенного торфа состоит из не вполне разложившихся растительных остатков - растительного волокна, продуктов разложения растительных остатков - темного бесструктурного вещества (гумуса) и неорганических примесей. Волокнистая часть торфа при достаточном ее содержании может образовывать своеобразный структурный каркас, ячейки которого заполнены аморфной массой из продуктов разложения и неорганических примесей.

Механические свойства торфов зависят от их структурных особенностей, определяемых степенью волокнистости, плотностью, влажностью и составом торфообразователей, косвенно отражаемым величиной конституционной зольности торфа.

При зольности менее 5% состав торфообразователей соответствует условиям формирования верхового болота. Торф в этом случае следует называть малозольным (верховым). При зольности от 5 до 20% состав торфообразователей соответствует условиям формирования низинного болота и торф следует называть средней зольности (низинный), при зольности 20 - 40% - относить к высокозольным (минерализованным).

Значения показателей механических свойств торфяных грунтов ориентировочно можно установить по основным показателям состава и состояния, используя табл. 3. Способы определения влажности, зольности и волокнистости изложены в прил. 3.

2.31. Сапропели представляют собой озерные отложения, образующиеся в водоемах в результате отмирания животных и растительных организмов и оседания минеральных частиц, заносимых водой и ветром.

Механические свойства сапропелей зависят от их структурных особенностей, состава и плотности (влажности) в природном состоянии. Значения показателей механических свойств сапропелевых грунтов ориентировочно можно установить по табл. 4.

2.32. Болотный мергель представляет собой рыхлую осадочную породу, образовавшуюся в озерно-болотных условиях при поступлении в водоемы воды, содержащей в растворенном виде кислый углекислый кальций Са (). По мере испарения воды и удаления из нее из раствора выпадает углекислый кальций . Болотный мергель может подстилать торфяную толщу или переслаиваться с торфяными пластами.

Мергель содержит от 25 до 50% карбоната кальция. Остальная часть состоит из песчаных, глинистых, илистых частиц и растительных остатков различной степени разложения.

Механические свойства болотного мергеля в зависимости от величины природной влажности ориентировочно можно определить по табл. 5.

2.33. Илы представляют собой глинистые горные породы в начальной стадии формирования, которые образовались в виде структурного осадка в воде при наличии микробиологических процессов и обладают в природном залегании влажностью, превышающей влажность на границе текучести, и коэффициентом пористости > 1 для супесей и суглинков и > 1,5 - для глин.

Развитие в этих грунтах микробиологических процессов, связанных с органическими составляющими грунтов, является одним из важнейших факторов, отличающих илы от других грунтов. Однако в данном случае речь идет о грунтах, содержащих не более 10% органических веществ.

Для илов характерно наличие ярко выраженного предела структурной прочности при компрессионном сжатии (аналогично иольдиевым глинам).

Частные классификации следует разрабатывать для илов примерно одного генезиса и фации и примерно одного возраста (т.е. стадии диагенеза). По фациально-генетическим признакам могут быть выделены три основных вида илов: морские, озерные и аллювиальные. Однако такая классификация илов целесообразна главным образом с точки зрения различия в условиях залегания. Если морские илы залегают пластами большой мощности и в значительной степени однородны, то аллювиальные илы отличаются значительной неоднородностью в силу условий осадконакопления.

Механические свойства илов определяются не столько генетико-фациальным условиям, сколько их составом и состоянием (в котором могут непосредственно отражаться фациально-генетические особенности). В связи с этим ориентировочные значения физико-механических характеристик для илов можно устанавливать независимо от их вида, учитывая только состав и состояние в соответствии с табл. 6.

2.34. Иольдиевые глины - особая разновидность морских илов ледникового возраста. Верхние слои иольдиевых глин мощностью 0,3 - 2 м имеют сравнительно высокую плотность и прикрывают нижележащую толщу отложений, характеризующихся высокой влажностью (> 60%), резкой потерей прочности при перемятии, малой упрочняемостью при уплотнении, низкой водопроницаемостью. Иольдиевые глины обладают пределом структурной прочности при компрессионном сжатии. Они делятся на разновидности по относительной влажности

,

где - природная влажность; - влажность на границе текучести.

Значения механических характеристик для иольдиевых глин приведены в табл. 7.

2.35. Грунты мокрых солончаков представляют собой специфическую разновидность минеральных слабых грунтов.

Таблица 7

Значения показателей механических свойств иольдиевых глин

--------------------------------------------------------------------------

 Разнови-|Относи- | Полное  |  Угол   |Структур-| Предел |Модуль осадки,

  дность |тельная |сцепление|внутрен- |   ное   |структу-|   мм/м, при

         | влаж-  |    ,    |  него   |сцепление|  рной  |  нагрузке р

         | ность, |с_омега, | трения, |с_с, МПа |прочнос-|----------------

         |омега_от|   МПа   |фи(о)_оме|         | ти при | 0,02  |0,1 МПа

         |   н    |         |   га    |         |компрес-|  МПа  |

         |        |         |         |         |сии, МПа|       |

---------+--------+---------+---------+---------+--------+-------+--------

 Текуче- |  < 1   |  0,015  |   > 7   | > 0,01  |   -    | 7 - 9 |15 - 40

 пластич-|        |         |         |         |        |       |

 ная     |        |         |         |         |        |       |

         |        |         |         |         |        |       |

 Скрыто- |1 - 1,5 | 0,02 -  |  7 - 3  | 0,015 - | > 0,05 |9 - 11 | 40 -

 текучая |        |  0,01   |         |  0,007  |        |       |  120

 А       |        |         |         |         |        |       |

         |        |         |         |         |        |       |

 Скрыто- | 1,5 -  | 0,015 - |  3 - 0  | 0,007 - | 0,05 - |11 - 14| 120 -

 текучая |  2,5   |  0,005  |         |  0,003  | 0,018  |       |  250

 Б       |        |         |         |         |        |       |

         |        |         |         |         |        |       |

Они отличаются от солончаков других типов избыточным увлажнением в течение всего года. Постоянному их переувлажнению способствует близкий уровень минерализованных грунтовых вод, увеличенный приток поверхностных вод, обусловленный расположением мокрых солончаков в понижениях рельефа, слабая испаряемость воды из солевых растворов.

Основные характеристики механических свойств мокрых солончаков при одном и том же составе, отражаемом числом пластичности, хорошо коррелируются с коэффициентом консистенции независимо от содержания солей. По величине коэффициента консистенции грунты мокрых солончаков делятся на пять разновидностей (А, Б, В, Г, Д). Значения механических характеристик мокрых солончаков представлены в табл. 8.

2.36. Переувлажненные глинистые грунты. Наряду с перечисленными выше специфичными категориями к числу слабых могут относиться и обычные глинистые грунты различного возраста, имеющие в природном состоянии повышенную влажность.

Таблица 8

Значения показателей механических свойств мокрых солончаков

-------------------------------------------------------------------------

 Разнови-|Коэффици-|   Подвид (по    | Показатели механических свойств

  дность |   ент   |  пластичности)  |-----------------------------------

  грунта |консисте-|                 |Сцепление, с,|  Угол   |  Модуль

         | нции В  |                 |     МПа     |внутрен- |деформации

         |         |                 |             |  него   |, Е, МПа,

         |         |                 |             | трения, | при р =

         |         |                 |             | фи(о),  | 0,05 мПа

         |         |                 |             |  град.  |

---------+---------+-----------------+-------------+---------+-----------

    А    |  0,5 -  |Супесчаный       | 0,07 - 0,04 | 35 - 25 |4,6 - 3,2

         |  0,75   |Суглинистый      |0,01 - 0,025 | 25 - 17 |2,5 - 1,6

---------+---------+-----------------+-------------+---------+-----------

    Б    |0,75 - 1 |Супесчаный       | 0,04 - 0,02 | 25 - 18 |3,2 - 2,5

         |         |                 |             |         |

         |         |Суглинистый      |0,025 - 0,015| 17 - 13 |1,6 - 1,3

---------+---------+-----------------+-------------+---------+-----------

    В    | 1 - 1,5 |Супесчаный       | 0,02 - 0,01 | 18 - 10 |2,5 - 1,9

         |         |                 |             |         |

         |         |Суглинистый      |0,015 - 0,005| 13 - 7  |1,3 - 0,9

---------+---------+-----------------+-------------+---------+-----------

    Г    | 1,5 - 2 |Супесчаный       |  0,01 - 0   | 10 - 8  |1,9 - 1,6

         |         |                 |             |         |

         |         |Суглинистый      |  0,005 - 0  |  7 - 5  |0,9 - 0,8

---------+---------+-----------------+-------------+---------+-----------

    Д    |   > 2   |Супесчаный       |      0      |   < 8   |  < 1,6

         |         |                 |             |         |

         |         |Суглинистый      |      0      |   < 5   |  < 0,8

         |         |                 |             |         |

Примечание. К супесчаному грунту относить при , к суглинистому при , - число пластичности.

Анализ зависимости механических характеристик глинистых грунтов от показателей их состава (число пластичности) и состояния (коэффициент консистенции) показывает, что при влажности, соответствующей мягкопластичной консистенции и выше (В > 0,5), глинистые грунты в соответствии с принятыми выше условиями (см. п. 1.2) должны быть отнесены к слабым грунтам. Ориентировочные значения механических характеристик переувлажненных грунтов представлены в табл. 9.

2.37. Органо-минеральные слабые грунты. Наряду с органо-минеральными сапропелями имеется целая группа грунтов, представляющих собой переходную категорию от органических к минеральным. Свойства этих грунтов прежде всего зависят от содержания органических веществ и по мере увеличения содержания органики свойства их меняются от характерных для минеральных слабых грунтов (илов, глин и т.п.) до свойств высокозольных торфов.

Механические свойства органо-минеральных грунтов в значительной степени зависят от условий формирования породы. Чаще всего органо-минеральные грунты встречаются на переходах через поймы рек, староречья и т.п. В этих случаях минеральная часть грунта обычно имеет аллювиальное происхождение. Органо-минеральные грунты могут перекрываться слоями минеральных или органических грунтов или переслаиваться с ними в соответствии со сменой условий осадконакопления. В связи с указанными особенностями эти грунты могут иметь широкий диапазон изменения состава, плотности, а следовательно, прочности и сжимаемости.

Таблица 9

Значения показателей механических свойств переувлажненных глин

------------------------------------------------------------------------

  Разновидность грунта  |Подвид (по| Показатели механических  | Плот-

                        |пластично-|         свойств          | ность,

                        |   сти)   |                          |ро, т/м3

------------------------|          |--------------------------|

 наименова- |коэффициент|          |сцеп- |   Угол   | модуль |

     ние    |консистен- |          |ление |внутренне-|деформа-|

            |   ции В   |          |с, МПа|го трения,|ции, Е, |

            |           |          |      | фи, град.|  МПа   |

------------+-----------+----------+------+----------+--------+---------

 Мягкоплас- |0,5 - 0,75 |Супесь    |0,005 |    20    |   38   |  1,9

   тичный   |           |Суглинок  |0,015 |    17    |   19   |  1,9

            |           |          |      |          |        |

            |           |Глина     |0,020 |    14    |   2    |  1,95

            |           |          |      |          |        |

 Текуче-пла-| 0,75 - 1  |Супесь    |0,002 |  <= 18   |   19   |  1,85

   стичный  |           |Суглинок  |0,010 |    13    |  12,5  |  1,85

            |           |          |      |          |        |

            |           |Глина     |0,010 |    8     |   3    |  1,9

            |           |          |      |          |        |

   Текучий  |   >= 1    |Супесь    |0,000 |    14    |  12,5  |  1,85

            |           |          |      |          |        |

            |           |Суглинок  |0,005 |    10    |   6    |  1,8

            |           |          |      |          |        |

            |           |Глина     |0,005 |    6     |   3    |  1,8

            |           |          |      |          |        |

Примечание. К супеси относить , к суглинку при , к глине при .

Чрезвычайное разнообразие условий формирования органо-минеральных грунтов не позволяет в настоящее время дать их детальную строительную классификацию, включающую данные о физико-механических свойствах. Свойства подобных грунтов исследуют обычно применительно к некоторым региональным условиям.

Классификацию органо-минеральных грунтов следует строить по схеме: вид (по содержанию органики); подвид (по числу пластичности); разновидность (по коэффициенту консистенции).

При этом целесообразно выделять три вида органо-минеральных грунтов: торфянистый с содержанием органики от 60 до 30%; сильно заторфованный с содержанием органики от 30 до 20%; заторфованный с содержанием органики от 20 до 10%.

Внутри каждого вида выделяют четыре подвида по числу пластичности (супесь, суглинок, тощая глина, жирная глина), которые делятся на пять разновидностей по состоянию с коэффициентом консистенции: 0,5 - 0,75; 0,75 - 1; 1 - 1,5; 1,5 - 2 и 2 - 2,5.

Ориентировочные значения основных показателей механических свойств для некоторых органо-минеральных грунтов представлены в табл. 10.

Определение расчетных характеристик слабых грунтов

2.38. Для назначения конструкции земляного полотна на участках слабых грунтов необходимо в результате инженерно-геологического обследования получить расчетные значения показателей механических свойств грунтов, характеризующих прочность (сопротивляемость сдвигу), деформативность (сжимаемость) и скорость уплотнения грунта во времени под статической нагрузкой.

В зависимости от цели и степени детальности расчета, определяемых стадией проекта, могут использоваться различные показатели:

прочностные характеристики: полная сопротивляемость грунта сдвигу при испытании крыльчаткой, , МПа; параметры сопротивляемости грунта сдвигу в заданном состоянии его плотности и влажности (угол внутреннего трения , град; сцепление , МПа);

характеристики деформативности: штамповой модуль деформации , МПа; компрессионный модуль деформации, отвечающий проектной нагрузке, , МПа; модуль осадки , мм/м; коэффициент Пуассона (при расчете по двухмерной схеме);

характеристики уплотняемости грунтов во времени: коэффициент консолидации , ; консолидационные параметры: , мин; , (или , ; , и ); ; , мин, .

2.39. Механические характеристики грунтов, непосредственно входящие в расчет, следует, как правило, определять путем прямых испытаний грунтов в условиях природного залегания.

При предварительных расчетах на стадиях ТЭО и составления проекта допускается при отсутствии или недостаточном количестве данных непосредственных испытаний использовать значения механических характеристик, приведенные в табл. 2 - 10.

2.40. Перед непосредственным определением в лаборатории или по таблицам показателей механических свойств слабых грунтов необходимо установить их основные классификационные характеристики (показатели состава и состояния): содержание органических веществ, %; содержание (при наличии реакции грунта с HCl), %; степень волокнистости Ф или разложения R для торфяных грунтов, %; пределы пластичности и , для минеральных и органо-минеральных слабых грунтов (за исключением сапропелей и болотного мергеля) или только граница текучести (для иольдиевых глин), %; природную влажность , %.

Таблица 10

Значения показателей механических свойств органо-минеральных грунтов
в зависимости от разновидности по коэффициенту консистенции

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

    Вид   |    Подвид    |      Сцепление, МПа       |   Угол внутреннего    |Модуль осадки, мм/м, при

  грунта  |              |                           |     трения, град.     |      р = 0,25 МПа

          |              |---------------------------+-----------------------+--------------------------

          |              |  А   |  Б  |   В    |  Г  |  А   |  Б  |  В  | Г  |  А  |  Б   |  В   |  Г

----------+--------------+------+-----+--------+-----+------+-----+-----+----+-----+------+------+------

 Торфянис-| Глина тощая  |  -   |0,055|   -    |0,03 |  -   | 15  |  -  | 10 |  -  | 100  |  -   | 180

 тый (30% | (17 <= I_р < |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

   < П <= |     27)      |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

   60%)   |              |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

          |--------------+------+-----+--------+-----+------+-----+-----+----+-----+------+------+------

          | Глина жирная |  -   |  -  | 0,070  |  -  |  -   |  -  |  6  | -  |  -  |  -   | 150  |  -

          |  (I_р >= 27) |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

----------+--------------+------+-----+--------+-----+------+-----+-----+----+-----+------+------+------

 Заторфо- |Суглинок (7<= | 0,06 |  -  |   -    |  -  |  20  |  -  |  -  | -  | 55  |  -   |  -   |  -

  ванный  |  I_р < 17)   |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

 (10% < П |--------------+------+-----+--------+-----+------+-----+-----+----+-----+------+------+------

   < 20)  | Глина тощая  |0,043 |  -  |   -    |  -  |  11  |  -  |  -  | -  | 70  |  -   |  -   |  -

          | (17 < I_р <  |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

          |     27)      |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

          |              |      |     |        |     |      |     |     |    |     |      |      |

Примечание. Разновидности грунта соответствуют следующим значениям коэффициента консистенции: А - 0,5 - 0,75; Б - 0,75 - 1; В - 1 - 1,5; Г - 1,5 - 2.

Дополнительно следует определять плотность частиц грунта , , содержание песчаных частиц (последнее для минеральных грунтов), а также плотность грунта , . На основе этих данных дополнительно вычисляют: коэффициент консистенции грунта В (для минеральных или органо-минеральных грунтов) или относительную влажность (для иольдиевых глин); число пластичности , %; плотность сухого грунта , ; коэффициент пористости грунта в природном состоянии . Методики определения основных классификационных характеристик приведены в прил. 3.

2.41. Расчетные значения основных классификационных характеристик (показателей состава и состояния) для каждого предварительно выделенного литологически однородного слоя устанавливают путем статистической обработки полученных значений этих показателей.

При обработке данных по составу и состоянию грунта в пределах каждого слоя оценивается однородность данного слоя и уточняются границы однородных слоев в плане и по глубине. При этом за однородный принимается такой слой, в пределах которого значения основных классификационных показателей не выходят за рамки одной разновидности, определяемой по таблицам.

2.42. Однородность слоя оценивают путем построения графика рассеяния значений того или иного показателя, на который наносят границы классификационной группы (см. прил. 4). Слой считается однородным, если не менее 90% экспериментальных точек укладываются в пределах, допускаемых для данной разновидности.

2.43. Для каждого однородного слоя устанавливают нормативные и расчетные значения всех основных классификационных показателей, а затем и каждого показателя механических свойств. Одновременно определяют нормативные и расчетные значения этих же показателей для отдельных расчетных поперечников, на которых отмечают более неблагоприятные значения показателей, чем средние значения для всего слоя.

2.44. Нормативные и расчетные значения показателей грунтов можно устанавливать упрощенным графо-аналитическим способом или уточненным способом статистической обработки.

При упрощенном способе за нормативное значение характеристики принимается ее среднемедианное значение, устанавливаемое непосредственно по графику рассеяния. Расчетной характеристикой служит гарантированное значение, зависящее от числа опытных определений этой характеристики по предварительно построенной с помощью графика рассеяния интегральной кривой частостей ее отдельных значений в общем числе определений. При определении гарантированных значений следует руководствоваться графиком (рис. 4).

При применении уточненного способа обработки результатов расчетная характеристика грунта определяется по формуле

, (1)

где - нормативное значение показателя; - отклонение нормативного значения (полуширина доверительного интервала).

Величина определяется по формуле

,

где - коэффициент Стьюдента, принимаемый по графику (рис. 5) в зависимости от заданной доверительной вероятности (коэффициента надежности) и числа измерений; - среднее квадратическое отклонение; N - число измерений.

При определении расчетных значений показателей состава и состояния величины , рекомендуется устанавливать при следующих коэффициентах надежности:

 Категория дороги                         I      II     III     IV, V

 Коэффициент надежности альфа           0,95     0,9    0,8      0,7

Методика определения расчетных значений характеристик свойств грунтов изложена в прил. 4.

2.45. Для характеристики физических свойств грунта, а также в динамических расчетах оснований используются величины плотности. Плотность грунта и плотность частиц грунта определяются опытным путем в соответствии с методиками, изложенными в прил. 2, 3; плотность сухого грунта - по известной формуле

. (2)

Для расчетов конструкции земляного полотна, в частности при определении природного давления, нагрузки от веса насыпи и т.д., используются величины удельных весов.

Удельный вес грунта может быть определен с использованием величины плотности по формуле

. (3)

Удельный вес сухого грунта может быть определен по формуле

(4)

Удельный вес частиц грунта может быть определен по формуле

, (5)

где g - ускорение свободного падения.

2.46. В целях повышения точности оценки свойств грунтов и сокращения объемов трудоемких испытаний для их проведения следует выбирать образцы, показатели состава и состояния которых наиболее близки к расчетным для выделенного расчетного слоя, принимаемого за однородный (инженерно-геологический элемент).

2.47. При непосредственных испытаниях показатели сопротивляемости грунтов сдвигу определяют на лабораторных приборах прямого сдвига и трехосного сжатия ( и ), а также путем испытаний грунтов в условиях природного залегания с помощью крыльчатки .

Сопротивляемость слабых грунтов сдвигу следует во всех случаях оценивать с учетом возможности их работы под нагрузкой от насыпи в течение того или иного времени в условиях незавершившейся консолидации. Незавершившуюся консолидацию проще всего учесть, проводя испытания образцов грунта по методу "плотность - влажность" (см. прил. 3).

Окончательный выбор расчетных значений показателей сопротивляемости грунтов сдвигу и надо производить на основе общего анализа результатов лабораторных и полевых опытов по изучению сопротивляемости сдвигу грунтов слабой толщи с обязательным учетом инженерно-геологической обстановки и наиболее вероятных условий сооружения земляного полотна.

2.48. Характеристики деформируемости грунтов для расчета осадок определяют из опытов на лабораторных компрессионных приборах (или в стабилометрах) в соответствии с указаниями прил. 3.

Для получения расчетной компрессионной кривой выделенного литологического однородного слоя следует испытывать образцы, показатели состава и состояния которых наиболее близки к расчетным значениям для данного слоя.

Показатели длительности уплотнения определяют по результатам испытаний на консолидацию, проведенных на лабораторных компрессионных приборах, в соответствии с рекомендациями прил. 3.

2.49. При проектировании насыпей с расчетной высотой до 3 м на торфяных болотах глубиной не более 6 - 8 м, когда расчетная нагрузка на основание насыпи не превышает 0,055 МПа при учете эффекта взвешивания и 0,075 МПа без учета взвешивания, оценку прочности слабых грунтов допускается вести укрупненно на основе их типизации по прочности.

Следует различать три строительных типа болотных грунтов по прочности:

1 - грунты, которые обладают достаточной прочностью в природном состоянии и при передаче на них нагрузки от насыпи указанных выше параметров, могут только сжиматься независимо от скорости передачи нагрузки;

2 - грунты, не обладающие в природном состоянии достаточной прочностью, вследствие чего при быстрой передаче на них нагрузки от насыпи они выдавливаются, при медленной передаче нагрузки они успевают уплотниться и упрочниться настолько, что не выдавливаются, а сжимаются;

3 - грунты, которые при передаче на них указанной нагрузки в любом случае выдавливаются из-за недостаточной прочности в природном состоянии и недостаточной упрочняемости при уплотнении.

2.50. Строительный тип болотного грунта по прочности можно установить следующим образом.

1. По основным показателям состава и состояния: торфяных грунтов, используя табл. 11, сапропелевых грунтов - табл. 12, болотного мергеля - табл. 13.

Таблица 11

Определение строительного типа торфяных грунтов

-------------------------------------------------------------------------

    Разновидности   |  Природная  |Степень разложения (волокнистости), %

       грунта       |влажность, % |

                    |             |--------------------------------------

                    |             | < 25 (> 75) |   25 - 40   |  > 40

                    |             |             |  (75 - 60)  | (< 60)

--------------------+-------------+-------------+-------------+----------

 Осушенный          |< 300        |      1      |      1      |    1

                    |             |             |             |

 Маловлажный        |300 - 600    |      1      |    1,2*     |  1,2**

                    |             |             |             |

 Средней влажности  |600 - 900    |      1      |      2      |    2

                    |             |             |             |

 Очень влажный      |900 - 1200   |      1      |      2      |    2

                    |             |             |             |

 Избыточно влажный  |> 1200       |    1 - 2    |      2      |    3

                    |             |             |             |

* К 1 типу следует относить торф при влажности менее 500%.

** К 1 типу следует относить торф средней зольности (5 - 20%) с влажностью менее 400%.

Таблица 12

Определение строительного типа сапропелевых грунтов

-------------------------------------------------------------------------

 Разновидность грунта|  Природная влажность грунта, %   | Строительный

                     |                                  |  тип грунта

                     |----------------------------------|

                     | органического  |органо-минераль- |

                     |                |      ного       |

---------------------+----------------+-----------------+----------------

 Маловлажный         |     <= 350     |     <= 150      |     1, 2*

                     |                |                 |

 Средней влажности   |   350 - 600    |    150 - 400    |       2

                     |                |                 |

 Сильно влажный      |   600 - 1200   |    400 - 900    |    2, 3**

                     |                |                 |

 Избыточно влажный   |     > 1200     |      > 900      |       3

                     |                |                 |

* Для уточнения типа необходимы лабораторные испытания на сдвиг и компрессию. К 1 типу относить органический сапропель при < 200% и органо-минеральный при < 50%.

** К 3 типу относить органический сапропель при > 1000% и органо-минеральный при > 550%.

Таблица 13

Определение строительного типа болотного мергеля

-------------------------------------------------------------------------

   Разновидность грунта  |Природная влажность, % |   Строительный тип

                         |                       |        грунта

-------------------------+-----------------------+-----------------------

 Маловлажный             |         < 70          |        1, 2*

                         |                       |

 Средней влажности       |       70 - 150        |          2

                         |                       |

 Очень влажный           |         > 150         |          3

                         |                       |

* К 1-му типу относится болотный мергель при < 60%.

2. По величине сопротивляемости сдвигу, устанавливаемой путем испытаний с помощью крыльчатки в условиях природного залегания. Для определения строительного типа болотного грунта в этом случае можно использовать данные табл. 14.

Таблица 14

Определение строительного типа болотного грунта
по результатам испытаний крыльчаткой

-------------------------------------------------------------------------

  Сопротивляемость сдвигу по |           Вид болотных грунтов

       крыльчатке, МПа       |

                             |-------------------------------------------

                             |        торф         |   сапропель, ил,

                             |                     |      мергель

-----------------------------+---------------------+---------------------

            > 0,02           |          1          |         1

                             |                     |

         0,02 - 0,01         |        1, 2*        |         2

                             |                     |

         0,01 - 0,003        |          2          |       2, 3**

                             |                     |

           < 0,003           |          3          |         3

                             |                     |

* К 1-му типу относить болотный грунт при R < 25%.

** Для уточнения типа грунта необходимы лабораторные испытания на компрессию и сдвиг.

2.51. Наряду с типизацией по прочности допускается использовать типизацию по деформативности. Учитывая, что оценка деформативности должна обеспечить достаточную точность прогноза осадки, типизацию по деформативности следует разрабатывать применительно к региональным условиям. Типизация по деформативности может оказаться полезной при проектировании с помощью ЭВМ.

Условия залегания слабых грунтов. Типы слабой толщи по условиям залегания

2.52. Характер поведения слабого грунта в основании насыпи зависит не только от свойств слабого грунта, но и от условий залегания. Последние характеризуются особенностями строения слабой толщи.

При оценке особенностей строения слабой толщи следует учитывать:

Таблица 15

Классификация особенностей строения слабой толщи

-------------------------------------------------------------------------

  Тип | Характеристика | Подтип толщи (по |Вид толщи (по| Разновидность

 толщи|     толщи      | условиям отжатия |    общей    |  (по наличию

      |                | из нее воды под  | местности)  |перекрывающего

      |                |    нагрузкой)    |             |     слоя)

------+----------------+------------------+-------------+----------------

   I  |Выдержанная   по|А. С односторонним|а. Маломощная|1. Свободная

      |мощности        |дренированием     |б.    Большой|2. Погребенная

      |однослойная     |                  |мощности     |

      |                |                  |             |

  II  |Выдержанная   по|Б. С  двусторонним|      -      |       -

      |мощности   слоев|дренированием     |             |

      |многослойная    |                  |             |

      |                |                  |             |

  III |Не   выдержанная|В.   Со    сложным|      -      |       -

      |по      мощности|дренированием     |             |

      |однослойная     |                  |             |

      |                |                  |             |

  IV  |Не   выдержанная|        -         |      -      |       -

      |по      мощности|                  |             |

      |многослойная    |                  |             |

      |                |                  |             |

Примечания: 1. Выдержанной по мощности следует называть слабую толщу, мощность которой в пределах поперечника земляного полотна меняется не более чем на 10%. В противном случае толща называется невыдержанной по мощности. 2. Однослойной называется толща, сложенная слабым грунтом одного подвида (одного наименования). 3. При наличии недренирующих подстилающих толщу пород дренирование толщи считается односторонним, при наличии дренирующих подстилающих толщу грунтов - двусторонним, а при наличии в пределах толщи дренирующих прослоек - сложным. 4. Маломощной называется слабая толща, мощность которой не превышает полуширины насыпи на подошве.

мощность слабой толщи, от которой могут зависеть: характер расчетного распределения по глубине напряжения от сооружения, конечная величина осадки и ее длительность, а также степень устойчивости основания;

наличие и характер слоистости слабой толщи (наличие различных по физико-механическим свойствам слабых грунтов в пределах толщи, переслаивание с прочными грунтами, выдержанность отдельных слоев по мощности и т.п.);

условия отжатия воды из толщи при ее уплотнении (условия дренирования толщи), от которых может зависеть длительность осадки и уплотнения;

очертание кровли пород, подстилающих слабую толщу, от которого может зависеть устойчивость основания и равномерность осадки;

расположение слабой толщи по геологическому разрезу (наличие перекрывающих прочных грунтов), от которого зависит степень устойчивости основания, величина осадки и ее длительность;

положение уровня грунтовых вод, учитываемое в расчетах.

По особенностям строения (стратиграфии) слабые толщи следует классифицировать в соответствии с табл. 15.

2.53. Торфяные болота по стратиграфическим особенностям допускается классифицировать укрупненно в соответствии с табл. 16.

Таблица 16

Укрупненная классификация болот по стратиграфическим особенностям

Стратиграфи- ческий		Характеристика
тип	подтип
I	а	Болота, заполненные торфом, перекрытым сверху слоем минерального грунта (аллювием)
	б	Болота, сплошь заполненные торфом
II	а	Болота, включающие слой торфа, подстилаемый слоем сапропеля, мергеля или ила и перекрытый сверху слоем минерального грунта
	б	Болота, включающие слой торфа, подстилаемый слоем сапропеля, мергеля или ила
III	-	Болота с торфяным слоем, плавающим на поверхности воды (сплавинное болото)

3. Оценка устойчивости основания насыпи (определение
типа основания по устойчивости)

Общие положения. Расчетная нагрузка

3.1. В задачу расчета устойчивости основания насыпи входит выявление возможности и степени опасности бокового выдавливания слабого грунта из-под подошвы. На основе результатов расчета устойчивости должен быть сделан вывод о возможности использования слабых грунтов основания.

3.2. Для предварительного суждения о характере специальных мероприятий, необходимых для использования слабого грунта в качестве основания проектируемой насыпи, по результатам расчета определяют тип основания по устойчивости.

3.3. В зависимости от характера и степени устойчивости различают три типа основания:

I - основания, не требующие специальных мероприятий по обеспечению устойчивости;

II - основания, для обеспечения устойчивости которых достаточно только технологических мер (ограничение режима отсыпки насыпи);

III - основания, которые требуют специальных конструктивных мер по обеспечению устойчивости (изменение конструкции насыпи, усиление основания, или удаление слабого слоя).

3.4. В общем случае тип основания устанавливают по результатам расчета устойчивости. При определенных условиях (см. п. 3.21) допускается тип основания определять без расчета на основе типизации слабых грунтов (п. 2.49).

3.5. В качестве критерия обеспеченной устойчивости основания на слабых грунтах следует принимать отсутствие областей разрушения, т.е. областей, где сопротивляемость грунта сдвигу ниже величины опасных касательных напряжений.

Примечание. Для грунтов типа иольдиевых глин, мало упрочняющихся и мало увеличивающих вязкость при уплотнении в обычном диапазоне нагрузок, в качестве критерия обеспеченной устойчивости следует принимать отсутствие областей ползучести, т.е. областей, в которых касательные напряжения превышают порог ползучести: , где - необратимая часть сцепления.

3.6. Степень устойчивости устанавливается по величине коэффициента безопасности

, (6)

где - безопасная нагрузка, т.е. предельная нагрузка, отвечающая условию устойчивости и определяемая по пп. 3.11 и 3.17; - расчетная (проектная) нагрузка.

Устойчивость основания считается обеспеченной при условии .

3.7. Величины и зависят не только от параметров возводимой насыпи и свойств слабых грунтов в их природном залегании, но и от режима возведения насыпи. В связи с этим величина может устанавливаться применительно к условиям:

быстрой (условно мгновенной) отсыпки насыпи ,

медленной (в соответствии со скоростью уплотнения и упрочнения слабой толщи) отсыпки насыпи .

Кроме того, степень устойчивости может оцениваться применительно к любому заданному моменту t процесса уплотнения .

3.8. При простом (трапецеидальном) очертании насыпи эпюру расчетной нагрузки на основание следует принимать в виде равнобочной трапеции (рис. 6). При этом величина максимальных напряжений на поверхности основания определяется по формулам:

при расчете на быструю отсыпку

; (7)

при расчете на медленную отсыпку

, (8)

где - удельный вес грунта насыпи; - расчетная высота насыпи; - удельный вес грунта насыпи ниже уровня грунтовых вод; - расстояние от поверхности земли до расчетного уровня грунтовых вод; - конечная осадка основания насыпи.

При наличии на поверхности толщи постоянного уровня воды для определения следует соответственно использовать зависимости:

, (9)

. (10)

Примечания: 1. При расчете устойчивости на промежуточный момент процесса осадки следует использовать вторую формулу с подстановкой в нее вместо величины - осадки на рассматриваемый момент t и с увеличением на разность .

2. Если осадка S меньше , то расчетная нагрузка определяется по первой формуле.

3. В качестве расчетных уровней воды и необходимо принимать их наинизшие значения за весь период службы дороги до капитального ремонта (с обеспеченностью 90%).

3.9. Расчетная высота насыпи определяется по формуле

, (11)

где - фактическая высота насыпи (проектная), включая дорожную одежду, по оси над первоначальным уровнем земли; - удельная нагрузка на поверхности проезжей части от колеса расчетного автомобиля (или гусеницы при расчете на гусеничные машины); - коэффициент приведения подвижной нагрузки к эквивалентной статической при расчете устойчивости; - средневзвешенный удельный вес грунта насыпи.

Величина коэффициента приведения устанавливается по формулам:

при ; (12)

при , (13)

где h - толщина насыпи (по оси, считая от поверхности покрытия); D - диаметр отпечатка расчетного колеса или ширина гусеницы; H - мощность слабой толщи (или активная зона); B - ширина насыпи поверху; n - показатель, принимаемый равным 1 при расчете на гусеничную нагрузку и 2 - при расчете на колесную нагрузку.

Примечание. В практических расчетах устойчивости подвижную нагрузку можно не учитывать в расчете при толщине насыпного слоя м.

Таблица 17

Тип основания по устойчивости

-------------------------------------------------------------------------

 Тип | Определяющий  | Характеристика  | Преобладающие |  Возможность

 ос- |    признак    |  устойчивости   |  деформации   | использования

 но- |               |                 |грунта наиболее| слабой толщи в

 ва- |               |                 | опасного слоя |    качестве

 ния |               |                 |               |   основания

-----+---------------+-----------------+---------------+-----------------

  I  |k(нач)_без >=1 |Устойчивость     |Сжатие         |Можно

     |               |обеспечена    при|               |использовать   в

     |               |любой    скорости|               |качестве

     |               |отсыпки насыпи   |               |основания

-----+---------------+-----------------+---------------+-----------------

  II |k(нач)_без < 1 |Устойчивость  при|При     быстрой|Можно

     |k(нач)_без >= 1|быстрой   отсыпке|отсыпке - сдвиг|использовать   в

     |               |не обеспечена, но|(выдавливание),|качестве

     |               |обеспечена    при|при медленной -|основания    при

     |               |медленной отсыпке|сжатие         |медленной

     |               |                 |               |отсыпке насыпи

-----+---------------+-----------------+---------------+-----------------

 III |k(кон)_без < 1 |Устойчивость   не|Сдвиг          |Без

     |               |обеспечена ни при|(выдавливание) |конструктивных

     |               |каких     режимах|               |мероприятий    в

     |               |отсыпки          |               |качестве

     |               |                 |               |основания

     |               |                 |               |использовать

     |               |                 |               |нельзя.    Нужно

     |               |                 |               |удалить   слабый

     |               |                 |               |слой         или

     |               |                 |               |изменить

     |               |                 |               |конструкцию

     |               |                 |               |насыпи

     |               |                 |               |

Примечания: 1. Требуемый (допустимый) режим отсыпки при II типе основания устанавливается расчетом (см. п. 5.36). 2. При приближенном определении типа основания на стадии ТЭО и на первой стадии проектирования при расчете повышение в результате уплотнения не учитывается, а учитывается только проявление эффекта взвешивания. В этом случае тип II делится на два подтипа II-A и II-Б. К подтипу II-Б основание следует относить при , а при основание следует относить к III типу. Основание подтипа II-Б после уточнения расчета с использованием лабораторных данных по сдвигу и компрессии окончательно относят либо к типу II, либо к типу III.

Определение типа основания расчетом

3.10. Для определения типа основания расчетом необходимо установить величины коэффициентов безопасности для условий быстрой медленной отсыпки насыпи.

В зависимости от значения и основание может быть отнесено к I, II и III типам по устойчивости в соответствии с табл. 17.

Определение безопасной нагрузки для условий быстрой отсыпки насыпи (безопасная нагрузка в природном состоянии плотности-влажности грунта основания)

3.11. Безопасная нагрузка для условий быстрой отсыпки насыпи определяется по формуле

, (14)

где и - сцепление и угол внутреннего трения грунта при природной плотности - влажности; - средневзвешенный удельный вес толщи (в необходимых случаях - с учетом взвешивания), расположенной выше горизонта z; z - глубина расположения рассматриваемого горизонта от поверхности земли; - функция , формы эпюры нагрузки 2а/В и относительной глубины z/b, устанавливаемая по графикам рис. 7.

3.12. В общем случае, в том числе и при слоистой слабой толще, а также при геологически однородной толще, но при наличии изменения и по глубине, определение ведется графоаналитическим способом. Для этого строят графики функций и . Затем с выбранным шагом по z определяют отношение значения этих функций, т.е. определяют как функцию от z и строят график этой функции. Минимум этого графика определит искомое значение (рис. 8).

3.13. Упрощенные расчеты можно вести по формулам, представленным в табл. 18 и основанным на тех или иных допущениях. При этом следует учитывать, что получаемые решения содержат тем больший запас, чем проще формула и чем ниже она расположена в таблице. В связи с этим в ряде случаев может применяться метод последовательного уточнения расчета, при котором расчет начинают с наиболее простой формулы, переходя к более сложным только в том случае, если , вычисленный с использованием простой формулы, окажется меньше единицы.

3.14. Значения приведенного сцепления при применении формул табл. 17 следует установить по выражению

Таблица 18

Расчетные формулы для определения р_без

------------------------------------------------------------------------

           Расчетная формула            |    Принятые при ее выводе

                                        |          допущения

----------------------------------------+-------------------------------

                   1                    |              2

----------------------------------------+-------------------------------

                          пр            |Эпюра    нагрузки       в виде

              р   = 3,14 с              |прямоугольника

               без        нач           |фи = 0

                                        |Слабая    толща     в     виде

                                        |однородного полупространства

                                        |с - постоянно по глубине

----------------------------------------+-------------------------------

                       пр               |Эпюра    нагрузки       в виде

                      с                 |прямоугольника

                       нач              |Слабая    толща     в     виде

           р   = --------------         |полупространства

            без  бета   (фи   )         |с - постоянно по глубине

                     max   нач          |

----------------------------------------+-------------------------------

                       пр               |Слабая    толща     в     виде

                      с                 |полупространства

                       нач              |фи = 0

           р   = ---------------        |с - постоянно по глубине

            без             2а          |

                 бета     (----)        |

                     max(0)  В          |

----------------------------------------+-------------------------------

                          пр            |Слабая    толща     в     виде

                         с              |полупространства

                          нач           |фи и с - постоянны по глубине

           р   = -------------------    |гамма   = 0

            без                 2а      |     ср

                 бета   (фи    ----)    |

                     max   нач  В       |

----------------------------------------+-------------------------------

                     пр                 |фи = 0

                    с                   |с - постоянно в пределах слоя

                     нач                |

             р   = ------               |

              без  бета                 |

                       0                |

----------------------------------------+-------------------------------

                      с                 |Толща выше слабого  слоя   и в

                       нач              |его пределах имеет

        р   = --------------------      |гамма  = 0

         без                  2а        |     ср

              бета(фи   ; z; ----)      |

                     нач       В        |

----------------------------------------+-------------------------------

              с   + гамма  z tg фи      |с и фи -  постоянны в пределах

               нач       ср       нач   |слоя

        р   = -----------------------   |

         без                   2а       |

                бета(фи   ; z; ---)     |

                     нач        В       |

                                        |

. (15)

В расчет можно также вводить значение , вычисленное по формуле

, (16)

где - расчетная нагрузка.

Приведенное сцепление, вычисляемое по формуле (16), можно использовать в расчете при условии

, (17)

где - функция, определяемая по графику (рис. 9); m - максимально допустимый процент отклонения расчетной сопротивляемости грунта сдвигу от фактической в сторону завышения, принимаемый равным 5 - 10%.

3.15. При использовании в расчете полной условной сопротивляемости грунта сдвигу, устанавливаемой с помощью крыльчатки, для расчета в зависимости от условий, может использоваться любая формула табл. 18, относящаяся к случаю = 0.

3.16. При сложном поперечном сечении насыпи (насыпь с бермами, откосами разной крутизны и т.п.) определение следует вести путем анализа соблюдения условия прочности в различных точках основания по формуле

, (18)

где и - значения главных напряжений в рассматриваемой точке от внешней нагрузки; - коэффициент стабильности,

Для определения и сложную эпюру разбивают на ряд простых (проще всего - треугольных). В каждой рассматриваемой точке определяют нормальные и касательные напряжения по вертикальным и горизонтальным площадкам (, , ) от каждой эпюры нагрузки, пользуясь формулами прил. 6. Затем определяют суммарные напряжения в точке от всех выделенных эпюр нагрузки (, , ). Далее вычисляют главные напряжения по формулам:

; (19)

. (20)

Если в какой-либо точке окажется меньше 1, то устойчивость считается необеспеченной. Расчеты следует выполнять с помощью ЭВМ.

Определение безопасной нагрузки для случая медленной отсыпки насыпи

3.17. Для случая медленной отсыпки насыпи расчет безопасной нагрузки при простой эпюре осуществляется аналогичным образом по формуле

, (21)

где и - кажущиеся сцепление и угол внутреннего трения, получаемые в опыте с полной консолидацией образцов (консолидированные испытания с дренажем); - та же функция, что и при расчете на быструю отсыпку (см. рис. 7), но принимаемая в зависимости от значения .

3.18. Для приближенных расчетов допускается при определении использовать те же формулы, что и для , с подстановкой в них вместо значения и величин , и , соответствующих конечной плотности - влажности грунта, на данном горизонте, которую он будет иметь после завершения процесса уплотнения под расчетной нагрузкой (влияние подвижной нагрузки в данном случае не учитывается).

3.19. При необходимости определения безопасной нагрузки на любой заданный момент процеса уплотнения толщи следует вести расчет по точкам, используя формулу

, (22)

где и - сцепление и угол внутреннего трения, отвечающие влажности грунта в заданный момент t; D и - разность и сумма главных напряжений в данной точке, определяемые по графикам прил. 6.

Значения и можно устанавливать по графикам , , получаемым в результате испытаний грунта на сдвиг по методу плотности и влажности. При этом расчетная влажность грунта в момент t определяется по формуле

, (23)

где и - начальная и конечная влажности; U - степень консолидации в момент t, устанавливаемая по решениям плоской задачи теории консолидации.

Для определения U и расчета следует использовать специальную программу для ЭВМ. В этом случае применяют следующие аналитические выражения для функций и :

; (24)

, (25)

где и - сцепление и угол внутреннего трения при начальной влажности грунта ; и - параметры упрочняемости, устанавливаемые при испытаниях на сдвиг по методу плотности-влажности; и - параметры уплотняемости (параметры компрессионной кривой с учетом двухмерности задачи); - сумма главных напряжений; U - степень консолидации, соответствующая заданному t.

3.20. Во многих случаях вследствие небольшого диапазона интересующих нас нагрузок вместо приведенных выше зависимостей можно использовать линейные выражения:

; (26)

, (27)

где и - параметры упрочняемости, устанавливаемые экспериментально путем спрямления зависимостей и в интересующем диапазоне влажностей.

Пример расчета устойчивости слабого основания при быстрой и медленной отсыпке насыпи приведен в прил. 7.

Упрощенная оценка устойчивости основания на основе типизации

3.21. При проектировании насыпей на торфяных болотах, если расчетная нагрузка на основание насыпи не превышает 0,055 МПа (0,55 ) при учете эффекта взвешивания нижней части насыпи и 0,075 МПа (0,75 ) без учета взвешивания, при мощности слабой толщи не более 6 - 8 м и простом (трапецеидальном) поперечном профиле насыпи, допускается тип основания (строительный тип болота) определять по строительным типам слабых грунтов, слагающих слабую толщу (см. пп. 2.49 - 2.51).

3.22. В зависимости от строительных типов грунтов, слагающих слабую толщу, различают три строительных типа болот:

I - болота, слабая толща которых представлена только грунтами 1-го строительного типа;

II - болота, слабая толща которых представлена грунтами 1-го и 2-го типов;

III - болота, слабая толща которых включает хотя бы один слой 3-го строительного типа.

Примечание. Если толщина наиболее слабого пласта не превышает 5% общей мощности слабой толщи, то его наличие при определении типа болота не учитывается.

Тип болота соответствует типу основания по устойчивости.

4. Прогноз осадки основания насыпи

Общие положения. Расчетная нагрузка

4.1. При обеспеченной устойчивости основания осадка его обусловливается сжатием (уплотнением) слабого грунта под воздействием внешних нагрузок, а также некоторым боковым расширением.

4.2. Осадка слабой толщи всегда растянута во времени, поэтому при прогнозе осадки решаются две самостоятельные, но взаимосвязанные задачи: определение конечной величины осадки и определение хода осадки во времени.

4.3. При прогнозе осадки форма эпюры расчетной нагрузки от веса насыпи принимается аналогичной принятой при расчете устойчивости (см. п. 3.8).

Величина расчетной нагрузки вычисляется по формулам, приведенным в п. 3.8 для случая медленной отсыпки. При этом входящая в эти формулы величина расчетной высоты насыпи устанавливается по выражению

, (28)

где - величина расчетных напряжений от подвижной нагрузки на уровне подошвы насыпи; - коэффициент приведения подвижной нагрузки к эквивалентной статической при расчете осадки.

, (29)

где B - ширина земляного полотна поверху; Н - расчетная мощность сжимаемой толщи; D - диаметр отпечатка колеса или ширина расчетной гусеницы; n - показатель степени, принимаемый равным 1 при расчете на гусеничную нагрузку и равным 2 при расчете на колесную нагрузку.

Примечание. При толщине насыпи (высота + осадка) св. 2 м подвижная нагрузка в расчете может не учитываться.

4.4. Осадка основания насыпи определяется как суммарная вертикальная деформация по оси всей слабой толщи в пределах активной зоны.

4.5. Величина активной зоны устанавливается в каждом конкретном случае с учетом фактической мощности слабых слоев и условий их расположения. В качестве нижней границы активной зоны принимают:

кровлю прочного и малосжимаемого грунта, подстилающего слабую толщу при относительно небольшой ее мощности;

горизонт, на котором вертикальные нормальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса не превышают величины структурной прочности при компрессионном сжатии *(1)

(30)

При этом величина определяется в необходимых случаях с учетом взвешивания.

При однородной слабой толще и постоянной по глубине разности глубина активной зоны по второму критерию может быть ориентировочно вычислена по формуле

, (31)

где - полуширина насыпи по средней линии; - расчетная нагрузка на поверхности основания насыпи.

Примечание. При приближенных расчетах и отсутствии данных о величине за глубину активной зоны допускается принимать ординату горизонта, на котором сжимающие напряжения от расчетной нагрузки не превышают 20% напряжений от собственного веса ().

4.6. При наличии неоднородной слабой толщи, переменности по глубине и т.п. глубину активной зоны следует устанавливать графическим способом.

Прогноз конечной величины осадки

4.7. В зависимости от стадии проектирования и наличия исходных данных расчет осадки может выполняться по более строгим или упрощенным решениям. При этом упрощенные решения дают запас в отношении конечной осадки (завышают ее величину) по сравнению с уточненными решениями.

4.8. В общем случае конечная величина осадки определяется методом послойного суммирования с использованием зависимости:

для условия одномерной задачи

; (32)

для условий двухмерной задачи

, (33)

где - мощность отдельного слоя; - модуль осадки грунта этого слоя в вертикальном направлении, устанавливаемый по компрессионной кривой при нагрузке, отвечающей нормальному напряжению на уровне середины расчетного слоя и с учетом срока службы дорожной конструкции (см. прил. 7); - то же, в горизонтальном направлении; - коэффициент бокового расширения грунта i-го слоя.

4.9. Для определения расчетного значения модуля осадки необходимо:

установить расчетные напряжения от внешней нагрузки на данном горизонте по формуле

, (34)

где - расчетная нагрузка на поверхности основания; - безразмерный коэффициент, зависящий от относительной глубины расположения рассматриваемого горизонта и определяемый в соответствии с прил. 6;

определить расчетные напряжения от собственного веса толщи на данном горизонте

, (35)

где - средневзвешенный удельный вес толщи, расположенный выше данного горизонта z; определить по компрессионной кривой вида величину модуля осадки при нагрузке ; определить по той же компрессионной кривой модуль осадки при величине р, отвечающей структурной прочности ;

вычислить расчетный модуль осадки как разность

. (36)

4.10. Если осадка насыпи превышает 10% высоты насыпи, то необходимо учитывать в расчете нагрузку от просевшей части насыпи. В этом случае расчет приходится вести методом последовательного приближения. Наиболее удобно этот расчет выполнять графическим способом в следующем порядке:

задавшись величиной нагрузки на поверхности толщи, определяют, пользуясь таблицами и графиками прил. 6, напряжения ( - при одномерной задаче, и - при двухмерной) в расчетных слоях по оси насыпи;

по соответствующим компрессионным кривым находят модули осадки, отвечающие установленным напряжениям в соответствии с п. 4.9;

по формулам п. 4.8 определяют осадки слоев и суммарную осадку;

повторяют расчеты еще для двух-трех значений нагрузки p;

по результатам строят графики осадки отдельных слоев и общей осадки в зависимости от нагрузки на поверхности;

на этом же графике строят прямую, выражающую зависимость нагрузки на поверхности от осадки (по формулам п. 3.8).

Точка пересечения построенных кривых полной осадки и прямой определит расчетную величину полной осадки и нагрузки на поверхности, точки пересечения с кривыми, построенными для отдельных слоев, определяют их частные осадки.

4.11. Если общая мощность слабой толщи не более (где - полуширина насыпи по средней линии), то при расчете осадки изменение по глубине сжимающих напряжений можно не учитывать.

4.12. Для приближенных расчетов при невысоких насыпях (до 5 м) и мощности слабой толщи не более 2b, когда отсутствуют данные непосредственных компрессионных испытаний, можно использовать зависимость

, (37)

где - расчетная высота насыпи; и - удельный вес грунта насыпи над и под уровнем грунтовых вод; - расстояние от поверхности основания до расчетного уровня грунтовых вод; - штамповый модуль деформации слабой толщи, принимаемый приближенно по табл. 3 основного текста; - расчетная мощность слабой толщи.

Величина расчетной мощности слабой толщи принимается в зависимости от отношения фактической мощности Н к полуширине насыпи по средней линии:

Таблица 19

Ориентировочные значения величины осадки, %

-------------------------------------------------------------------------

   Толщина обжимаемого   |               Высота насыпи, м

         слоя, м         |

                         |-----------------------------------------------

                         |         до 3          |        3 - 4

-------------------------+-----------------------+-----------------------

           До 2          |          50           |          60

-------------------------+-----------------------+-----------------------

        От 2 до 4        |          40           |          50

                         |                       |

При слоистой толще или при значительной зависимости модуля деформации от напряжений средний штамповый модуль следует определять по формуле

, (38)

где и - мощность и модуль деформации i-го слоя.

4.13. При расчете осадок насыпей на торфяных болотах, слабая толща которых включает слои жидких образований, не упрочняющиеся при сжатии, величину осадки устанавливают с учетом ликвидации этих слоев в результате отжатия жидких образований.

При этом используют зависимость

, (39)

где - осадка сжимающихся слоев, устанавливаемая указанными выше методами; - сумма мощностей отдавливаемых слоев.

4.14. При проектировании дорог на торфяных болотах I типа глубиной до 4 м в порядке первого приближения величину осадки можно устанавливать по табл. 19.

Прогноз хода осадки во времени

4.15. При мощности активной зоны (где - ширина насыпи по средней линии) прогноз длительности осадки может осуществляться по схеме одномерного сжатия. Прогноз хода осадки во времени целесообразно вести раздельно для двух участков кривой консолидации, называемых участками первичной и вторичной осадок (рис. 10).

4.16. На участке первичной осадки время достижения реальным слоем относительной деформации при нагрузке р осуществляют упрощенным или более точным способом. В первом случае время интенсивной части деформации определяется (на основе неполного объема испытаний слабого грунта) по формуле

, (40)

где - коэффициент консолидации, определяемый непосредственно путем консолидационных испытаний (см. прил. 3); - коэффициент, величина которого зависит от степени консолидации (или от относительной деформации) и определяется по табл. 20;

Таблица 20

Определение коэффициента

-------------------------------------------------------------------------

      U, %      |       К_U        |      U, %      |        К_U

----------------+------------------+----------------+--------------------

       20       |       0,03       |       70       |       0,40

                |                  |                |

       30       |       0,07       |       80       |       0,57

                |                  |                |

       40       |       0,12       |       85       |       0,69

                |                  |                |

       50       |       0,20       |       90       |       0,85

                |                  |                |

       60       |       0,29       |       95       |       1,13

                |                  |                |

(где - относительная деформация образца грунта при расчетной нагрузке, отвечающая завершению первичной осадки); - расчетный путь фильтрации воды, отжимаемой из слоя, принимаемый равным мощности слоя при одностороннем дренировании и половине мощности при двухстороннем дренировании.

4.17. Если в силу геологического строения толщи или различий в напряженном состоянии слоев по глубине слабое основание приходится рассматривать как слоистое, то время практической стабилизации деформации основания в целом определяется в зависимости от расположения и свойств грунтов в отдельных слоях временем стабилизации деформации слоя, для которого значения будут наибольшими.

4.18. Уточненный прогноз первичной осадки осуществляется на основе полного объема испытаний слабого грунта по формуле

, (41)

где - консолидационный параметр, величина которого зависит от расчетной нагрузки р и относительной деформации и определяется по результатам консолидационных испытаний образцов с различными условиями дренирования по формуле (см. прил. 3):

, (42)

где - время достижения заданной относительной деформации при уплотнении под нагрузкой р образца высотой при двухстороннем дренировании ; - то же, образца высотой при одностороннем дренировании.

4.19. На участке вторичной консолидации прогноз осадки во времени осуществляют по формуле

, (43)

где - параметр консолидационной кривой, определяемый экспериментально при полном объеме испытаний, как тангенс угла наклона участка вторичной осадки (см. прил. 3); - время окончания участка первичной осадки при реальном слое, устанавливаемое по формулам п. 4.16 (при ).

4.20. По результатам расчетов строят график осадки основания во времени, анализируя который, выявляют условия соблюдения требований п. 1.8 и решают вопрос о необходимости ускорения осадки (см. разд. 5).

4.21. В случае сложного очертания поперечного сечения насыпи, а также при мощности активной зоны более расчет ведут по условиям двухмерной задачи, используя специальные программы для ЭВМ.

5. Конструктивно-технологические решения
при сооружении земляного полотна на участках залегания слабых грунтов

Общие положения

5.1. При проектировании дороги на участках залегания слабых грунтов по результатам предварительно выполненных прогнозов устойчивости основания, величины и длительности осадки, с учетом особенностей проектируемой дороги, местных условий и технологических возможностей строительной организации прорабатывают несколько конкурентоспособных вариантов, каждый из которых удовлетворяет требованиям обеспечения устойчивости, стабильности и динамической прочности (см. пп. 1.7 - 1.9). Наиболее предпочтительный вариант выбирают путем технико-экономического сравнения.

Таблица 21

Конструктивно-технологические решения при сооружении
земляного полотна на слабом основании

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 Мероп- |                                                       Группа решений

 риятия |

        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        |                А                 |                                Б                                |           В

        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        |                                                   Назначение мероприятий

        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        |      повышение устойчивости      |  сокращение времени достижения безопасной интенсивности осадки  |   уменьшение влияния

        |                                  |-----------------------------------------------------------------|     динамического

        |                                  | снижение величины конечной |     ускорение процесса осадки      |  воздействия нагрузки

        |                                  |           осадки           |                                    |

        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        |                                                    Результат мероприятий

        |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        |уменьшение|  улучшение  |увеличе- |уменьше-|улучшение|уменьшение | снижение |увеличение | улучшение |  снижение   |повышение

        | нагрузки |  характера  |   ние   |  ние   |характера| мощности  |сжимаемос-|уплотняющей|  условий  |напряжений от|динамичес-

        |          |напряженного |сопротив-|нагрузки|напряжен-| сжимаемой |ти грунта | нагрузки  | удаления  |транспортной |   кой

        |          |  состояния  |ляемости |        |но-дефор-|   толщи   |          |           |  поровой  |  нагрузки   |устойчиво-

        |          |    толщи    | сдвигу  |        |мативного| (активной |          |           |  воды из  |             |   сти

        |          |             |         |        |состояния|   зоны)   |          |           |сжимаемого |             |основания

        |          |             |         |        |  толщи  |           |          |           |   слоя    |             |  насыпи

        |          |             |         |        |         |           |          |           |           |             |

--------+----------+-------------+---------+--------+---------+-----------+----------+-----------+-----------+-------------+-----------

 Техно- |    -     |      -      |Предвари-|   -    |    -    |     -     |Предвари- | Временная |Отсос воды |      -      |    -

 логиче-|          |             | тельная |        |         |           | тельное  |пригрузка; |из толщи в |             |

  ские  |          |             |консоли- |        |         |           | осушение | временное | процессе  |             |

        |          |             | дация;  |        |         |           | дорожной |водопониже-|консолида- |             |

        |          |             |промора- |        |         |           |  полосы  |    ние    |    ции    |             |

        |          |             | живание |        |         |           |          |           |           |             |

        |          |             |оснований|        |         |           |          |           |           |             |

        |          |             | (для I  |        |         |           |          |           |           |             |

        |          |             |  зоны)  |        |         |           |          |           |           |             |

--------+----------+-------------+---------+--------+---------+-----------+----------+-----------+-----------+-------------+-----------

 Конст- | Снижение | Уположение  |Грунтовые|Снижение|Грунтовые| Частичная |Грунтовые |           |Вертикаль- | Увеличение  |Грунтовые

 руктив-|  высоты  |  откосов;   |  сваи;  | высоты |  сваи;  |  замена   |сваи-дрены|           |ные дрены; |   высоты    |  сваи в

   ные  | насыпи;  |   боковые   |вертика- |насыпи; |распреде-|  слабых   | ; замена |           | дренажные |   насыпи;   |основании

        |насыпи из |пригрузочные |  льные  | насыпи | ляющая  |  грунтов  |  слабых  |           | прорези;  | увеличение  | насыпи;

        |  легких  |   бермы;    | дрены;  |   из   |  плита  |           | грунтов  |           | частичное |   толщины   |вертикаль-

        |материалов|  грунтовые  |дренажные| легких |(настил) |           |          |           | удаление  |  дорожной   |   ные

        | ; замена |    сваи;    |прорези; |материа-|    в    |           |          |           |  слабого  |   одежды;   |сваи-дрены

        |грунтовой | уменьшение  | замена  |  лов;  |основании|           |          |           |  грунта;  | армирование | ; полная

        |  насыпи  |  мощности   | слабых  | насыпи | насыпи  |           |          |           |устройство |   насыпи;   |   или

        |специаль- |слабой толщи;| грунтов |на сваях|         |           |          |           |фильтрующих|распределяю- |частичная

        |   ными   |распределяю- |         |        |         |           |          |           | прослоек  |  щая плита  |  замена

        |пустотными|  щая плита  |         |        |         |           |          |           |           | (настил) в  | слабого

        |конструк- | (настил) в  |         |        |         |           |          |           |           |  основании  |  грунта

        |  циями;  |  основании  |         |        |         |           |          |           |           |   насыпи    |

        |насыпи на |   насыпи    |         |        |         |           |          |           |           |             |

        |  сваях   |             |         |        |         |           |          |           |           |             |

        |          |             |         |        |         |           |          |           |           |             |

5.2. Принципиальной основой выбора технических решений является выявление факторов, представляющих наибольшую опасность для работы дорожной конструкции в данном конкретном случае, и установление мероприятий, нейтрализующих эти факторы или снижающих их влияние (табл. 21).

5.3. Целью различных конструктивных решений и технологических мероприятий может быть: повышение устойчивости основания насыпи (группа А); ускорение достижения допустимой интенсивности осадки (группа Б); исключение недопустимых упругих колебаний (группа В). Некоторые мероприятия имеют комплексный характер и могут выполнять одновременно несколько назначений.

5.4. При предварительном отборе вариантов в первую очередь рассматривают соблюдение требования устойчивости основания.

Для типа I оснований (по устойчивости) могут применяться решения групп Б и В. Для оснований II типа применяют решения групп А (возможно только технологические), Б и В. Для оснований III типа применяют решения групп А, Б и В.

Примечание. При использовании метода временной пригрузки тип основания по устойчивости следует уточнять с учетом увеличения высоты насыпи на толщину пригрузочного слоя.

5.5. По результатам прогноза протекания осадки во времени определяют целесообразность применения мероприятий группы Б, которые становятся необходимыми при невыполнении условия п. 1.8.

5.6. По данным проверки прочности дорожной конструкции на динамическое воздействие транспортных средств в случаях, если толщина насыпи меньше величин, установленных табл. 1, назначают конструктивные мероприятия группы В.

Конструктивно-технологические решения, предусматривающие использование в основании слабых грунтов

5.7. Независимо от наличия и вида мероприятий, направленных на повышение устойчивости, стабильности и прочности, при определении толщины насыпи, возведенной на слабом грунте, следует учитывать погружение ее подошвы, т.е. осадку. Схема конструкции земляного полотна, возведенного на поверхности слабой толщи, показана на рис. 11.

5.8. При определении требуемого объема грунта для возведения насыпи сечение погруженной части принимают в виде трапеции с высотой, равной расчетной величине осадки, и меньшим основанием, равным ширине земляного полотна поверху (см. рис. 11), т.е.

.

Ориентировочно объем земляных работ может быть определен в соответствии с прил. 8.

5.9. Если дополнительными мероприятиями не предусмотрено каких-либо изменений, крутизну откосов насыпи и боковые водоотводные канавы принимают по общим правилам проектирования земляного полотна в обычных условиях.

5.10. Для насыпей, сооружаемых на слабых грунтах, следует, как правило, применять дренирующие грунты. Недренирующие грунты допускается использовать для дорог с облегченными, переходными и низшими типами покрытий при условии обеспечения устойчивости и прочности конструкции.

Для дорог с переходными и низшими типами покрытий, а также сборными покрытиями при стадийном строительстве на переходах через торфяные болота допускается использовать в нижней части насыпи торф с показателем волокнистости не менее 50% и влажностью не более 800%. Верхнюю часть насыпи при этом устраивают из минерального грунта (рис. 12). Толщина верхнего слоя от границы торфяной части до низа одежды для различных грунтов насыпи устанавливается расчетом и должна составлять не менее, м:

 песок, супесь легкая пылеватая                              0,7

 песок пылеватый, супесь легкая                              1,2

 супесь пылеватая и тяжелая пылеватая, суглинки, глины       1,6

При проектировании насыпи необходимо учитывать сжатие торфяного слоя от давления вышележащей конструкции.

5.11. При строительстве дороги на мокрых солончаках допускается применение для насыпей солончаковых грунтов при глубине уровня грунтовых вод не менее 0,5 - 0,6 м от поверхности. При этом коэффициент переувлажнения грунтов, используемых для насыпи, должен быть не выше допустимого по СНиП 2.05.02-85.

Переувлажненные грунты, предназначенные для применения в земляном полотне, могут подсушиваться или обезвоживаться химическими добавками в соответствии с указаниями СНиП 3.06.03-85 (при соответствующем технико-экономическом обосновании).

Крутизна откосов насыпей из солончаковых грунтов должна быть не более 1:3.

5.12. В случаях, когда требование стабильности не обеспечивается в установленные сроки строительства, при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается стадийный метод строительства с открытием временной эксплуатации до окончательного устройства покрытия.

Для стадийного строительства из капитальных типов наиболее пригодно покрытие из сборных железобетонных плит на песчаном подстилающем слое. Омоноличивание с устранением возникших неровностей путем перекладки части плит с планировкой поверхности основания производят после фактического окончания консолидации основания. При использовании черных или щебеночных покрытий движение открывают по нижнему щебеночному или гравийному слою. Верхний слой покрытия устраивают после фактического окончания консолидации слабого основания, планировки и очистки поверхности подстилающего слоя.

Временная пригрузка

5.13. Наиболее простым и достаточно эффективным методом ускорения осадки насыпей на основании I типа является метод обжатия слабого слоя с помощью временной пригрузки. При увеличении давления на основание осадка заданной величины может быть достигнута за более короткий срок. Возможные варианты временной пригрузки показаны на рис. 13.

5.14. Пригрузку в виде дополнительного слоя насыпи на всю ширину земляного полотна (см. рис. 13, а) устраивают на дорогах с усовершенствованными покрытиями. Толщину пригрузочного слоя принимают 0,2 - 1% от проектной толщины насыпи в зависимости от несущей способности основания и требуемого срока ускорения осадки (обычно 1 - 2 м). Уплотнение грунта в пригрузочном слое предусматривают только при необходимости обеспечения временного проезда. После окончания расчетного срока консолидации пригрузочный слой снимают и грунт перемещают на следующие участки дороги или используют в других элементах конструкции в соответствии с проектом.

5.15. Для дорог всех категорий, когда одежда устраивается после окончания консолидации основания и других видов пригрузки не предусмотрено, в целях предупреждения дополнительной осадки от приращения давления за счет одежды рекомендуется применять эквивалентный пригрузочный слой (см. рис. 13, б). Толщина эквивалентного слоя может быть принята равной толщине одежды с коэффициентом 1,5. Грунт пригрузочного слоя снимают непосредственно перед устройством одежды.

5.16. При предварительной оценке целесообразности применения временной пригрузки вместо замены грунта в основании следует учитывать необходимость соблюдения условия

, (44)

где - требуемая по расчету толщина пригрузочного слоя; - средняя стоимость удаления 1 слабого грунта; - средняя стоимость 1 насыпного грунта (в деле); - средняя стоимость удаления 1 грунта пригрузки; Н - мощность слабого слоя; 2b - ширина земляного полотна понизу; В - ширина земляного полотна поверху.

5.17. Расчет временной пригрузки сводится к определению требуемой толщины пригрузочного слоя, обеспечивающего достижение полной расчетной осадки насыпи принятых размеров в заданный срок.

Для расчета необходимо иметь следующие исходные данные:

консолидационные и компрессионные характеристики грунтов слабой толщи;

данные о геологическом строении и мощности слабой толщи;

схему отжатия воды из толщи при ее уплотнении нагрузкой (одностороннее или двустороннее);

показатели сопротивляемости сдвигу грунтов слабой толщи.

5.18. Требуемая величина временной пригрузки, обеспечивающая возможность достижения реальным слоем заданной осадки за требуемое время , устанавливается по формуле

, (45)

где и - консолидационные параметры, устанавливаемые в соответствии с прил. 3 и 7; - расчетная (проектная) нагрузка насыпи на основание.

5.19. Толщина слоя временной пригрузки устанавливается по формуле

, (46)

где - средневзвешенный удельный вес грунта пригрузки.

5.20. Ориентировочно величину требуемой временной пригрузки можно определить на основе решения теории фильтрационной консолидации по формуле

, (47)

где - коэффициент консолидации, определяемый опытным путем при испытаниях на консолидацию.

5.21. Для обеспечения устойчивости основания необходимо соблюдать условие: суммарная величина проектной нагрузки и требуемой временной пригрузки не должна превышать величину безопасной нагрузки

. (48)

Если это условие нарушено, то временную пригрузку следует прикладывать по частям (как в методе предварительной консолидации) (см. п. 5.36) или принимать дополнительно специальные конструктивные меры по повышению устойчивости основания.

Возможность сохранения устойчивости основания только путем ограничения режима отсыпки временной пригрузки имеется при условии

, (49)

где - безопасная нагрузка, вычисленная по условию быстрой отсыпки слоя временной пригрузки применительно к степени консолидации основания, достигнутой к моменту приложения временной пригрузки; - безопасная нагрузка при медленной отсыпке слоя временной пригрузки.

При этом, если , то режим отсыпки самой насыпи не ограничивается, устанавливаются только время начала и режим отсыпки временной пригрузки. Если , то временная пригрузка может быть осуществлена лишь с принятием специальных конструктивных мер по обеспечению устойчивости основания (уположение откосов, устройство боковых берм, свай и т.д.). Пример расчета величины временной пригрузки приведен в прил. 9.

Вертикальное дренирование

5.22. Вертикальные дрены устраивают в слабых водонасыщенных грунтах с целью ускорения консолидации основания за счет сокращения пути фильтрации воды, отжимаемой из слабой толщи при консолидации. Вертикальные дрены способствуют ускорению уплотнения слабого грунта с соответствующим повышением его сопротивляемости сдвигу, поэтому их можно устраивать также в целях повышения устойчивости основания (рис. 14).

5.23. Вертикальные дрены эффективны в водонасыщенных органических и минеральных сильносжимаемых грунтах мощностью не менее 4 м с коэффициентом фильтрации не менее м/сут. Устраивать вертикальные дрены в плотных глинистых грунтах, а также в малоразложившемся неуплотненном слое торфа нецелесообразно. Эффективность дрен повышается в случаях, когда дренируемая толща имеет более высокую горизонтальную проницаемость, например вследствие наличия прослоек дренирующего грунта.

5.24. Вертикальные дрены, как правило, следует совмещать с временной пригрузкой, обеспечивающей необходимый гидравлический градиент для полного сжатия заданной нагрузкой.

Толщина пригрузочного слоя (при обеспеченной устойчивости основания) в этом случае определяется требованием создания напора в поровой воде, величина которого по всей дренируемой толще в любой момент расчетного времени консолидации должна быть выше начального градиента фильтрации грунта

, (50)

где D - эффективный диаметр дренирования (принимается равным расстоянию между дренами); - удельный вес воды в порах; - начальный градиент фильтрации грунта с учетом уплотнения весом насыпи (при отсутствии лабораторных данных принимают для торфа = 2; для ила и глины = 5); - нагрузка вы# основание от насыпи проектного сечения; - удельный вес грунта, используемого для пригрузки.

5.25. Вертикальные дрены выполняют в виде скважин, заполняемых песком. Диаметр скважин должен быть от 40 до 60 см с учетом технических параметров применяемого оборудования. Для заполнения вертикальных дрен применяют песок с коэффициентом фильтрации 6 м/сут.

Эффективность вертикальных дрен значительно повышается при добавке к материалу заполнения 5 - 18% (по массе) извести. При применении вертикальных дрен насыпь или ее нижнюю часть толщиной не менее 50 см следует устраивать из дренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут.

В зависимости от водопроницаемости грунта и требуемого срока стабилизации осадки расстояние между дренами изменяется от 2 до 4,5 м.

5.26. Предварительную оценку влияния дрен на срок стабилизации осадки можно провести по формуле

, (51)

где и - сроки стабилизации осадки для слабого слоя соответственно без дрен и с дренами; - расчетный путь фильтрации воды, отжимаемой из уплотняемого слоя при отсутствии дрен, принимаемый равным фактической мощности слабой толщи (при ее одностороннем дренировании) или половине этой мощности (при двухстороннем дренировании); l - расстояние между дренами.

В случае отсутствия песчаного материала в нижней части насыпи с не менее 3 м/сут следует применять прослой из геотекстиля.

5.27. При индивидуальном проектировании земляного полотна с вертикальными дренами расстояние между ними определяют расчетом исходя из заданного срока достижения полной осадки.

Для расчета оснований с вертикальными дренами необходимы следующие исходные данные:

результаты компрессионных и консолидационных испытаний грунтов слабой толщи;

расчетная мощность слабого слоя (с учетом условий односторонней или двусторонней фильтрации);

расчетные величины нагрузки и полной осадки слабой толщи.

Требуемая степень консолидации и срок ее достижения задаются с учетом капитальности дорожной одежды (см. п. 1.8) и установленного проектом организации строительства срока окончания отсыпки земляного полотна.

5.28. Расчет основания с вертикальными дренами выполняется в виде проверки правильности предварительно назначенного расстояния между дренами. Степень консолидации основания (отношение его осадки, достигнутой за время Т, к полной осадке от проектной нагрузки) с вертикальными дренами определяют по формуле

, (52)

где - степень консолидации основания без дрен при вертикальной фильтрации воды из основания; - то же, при горизонтальной фильтрации к дренам.

Величины и устанавливают по графикам (рис. 15). Величину фактора времени, необходимую для определения (см. рис. 15, а), рассчитывают по формуле

, (53)

где - коэффициент консолидации для вертикальной фильтрации; - расчетный путь вертикальной фильтрации, равный полной толщине сжимаемого слоя Н, если нижележащий слой состоит из недренирующих грунтов и Н/2 - при подстилающем слое из дренирующего грунта; Т - требуемый срок консолидации.

Фактор времени, необходимый для определения (см. рис. 15, б), определяют по формуле

, (54)

где - коэффициент консолидации грунта при горизонтальной фильтрации; l - расстояние между дренами.

При расчете дрен можно также использовать номограмму (рис. 16).

Если при назначенном расстоянии между дренами не может быть достигнуто требуемое сокращение срока консолидации, то шаг дрен уменьшают и расчет повторяют. Пример расчета основания с вертикальными дренами приведен в прил. 10.

5.29. В случаях значительной мощности слабой толщи (10 м и более), когда невозможно устроить вертикальные дрены доходящими до подстилающих их плотных грунтов, допускается устройство висячих дрен. Расчет висячих дрен выполняют по Методическим рекомендациям по проектированию и технологии сооружения вертикальных песчаных дрен и песчаных свай при возведении земляного полотна на слабых грунтах (СОЮЗДОРНИИ. - М., 1974. - 57 с).

5.30. Для устройства вертикальных дрен используют самоходный агрегат типа ВВПС 20/11 или ВВПС 32/19. Может также применяться комплект оборудования с краном или экскаватором в качестве ведущей машины. Рабочим органом служит труба с самораскрывающимся наконечником и отверстием для загрузки (лидер). Если при вдавливании лидера происходит значительное уплотнение грунта по периферии дрены и уплотнение резко уменьшает проницаемость грунта, то дрены следует устраивать выбуриванием скважин. Более высокую производительность имеет оборудование для погружения обсадной трубы гидроподмывом с удалением из нее грунта по принципу Эрлифта.

Для вертикального дренирования слабых водонасыщенных грунтов могут применяться ленточные дрены в виде полос из геотекстильного материала. Ширина полос не менее 100 мм, толщина с учетом бокового обжатия слабым грунтом не менее 5 мм, минимальная водопроницаемость вдоль полотна в обжатом состоянии 50 м/сут, шаг дрен принимают в пределах 1 - 2 м по расчету. Расчет проводят с учетом особенностей слабого грунта, заданных сроков строительства и характеристик геотекстильного материала.

Для вертикальных дрен можно использовать специальные ленты из многослойного картона или пластмассы с продольными капиллярами. Картон пропитывается антисептирующим составом. Специальная технология предусматривает транспортирование картонных полос в рулонах, погружение с помощью лидера кинжального типа и обрезание ленты на уровне поверхности.

5.31. Упрощенной разновидностью вертикального дренирования являются продольные дренажные прорези. Их устройство целесообразно при мощности слабого слоя до 4 м и возможности сохранения в слабом грунте вертикальных откосов в течение времени, необходимого для заполнения прорези дренирующим грунтом.

Расстояние между дренажными прорезями ориентировочно назначают в пределах 1,5 - 3 м и проверяют расчетом. Ширина прорезей назначается в зависимости от параметров рабочего органа применяемого оборудования и составляет обычно 0,6 - 1 м.

Для заполнения прорезей используют песок, с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут.

Расчет дренажных прорезей выполняют по аналогии с расчетом вертикальных дрен (см. пп. 5.27 - 5.29), но для определения степени консолидации при горизонтальной фильтрации используют графики, приведенные на рис. 17, где величина дана в зависимости от величины для различных значений (где l - расстояние между боковыми поверхностями прорезей).

Частичное удаление слабого грунта

5.32. Удаление верхней части слабой толщи с заполнением траншеи дренирующим грунтом дает комплексный эффект повышения прочности и ускорения достижения стабильности основания.

Частичное удаление слабого грунта из основания насыпи целесообразно в случаях:

необходимости жесткого ограничения отметки проезжей части, когда соблюдение условия прочности требует устройства массивной насыпи определенной толщины;

если 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. 18.

Расчет конструкции с частичным удалением слабого грунта проводят общими методами, описанными в разд. 1, 3, 4 исходя из требований устойчивости, стабилизации осадки и прочности.

При расчете устойчивости необходимо учитывать заглубление подошвы насыпи относительно поверхности грунта.

Расчет глубины замены слабого грунта из условия ускорения осадки выполняют по формуле

, (55)

где Н - полная толщина сжимаемого слоя; - требуемый срок достижения осадки допускаемой интенсивности; - расчетный срок достижения полной осадки без замены слабого грунта (см. прил. 3 и 7).

Предварительное осушение слабой толщи

5.33. Существенное улучшение свойств водонасыщенных органических грунтов, в том числе сокращение величины и длительности осадки, повышение несущей способности и проходимости в период строительства достигаются предпостроечным осушением открытыми канавами. Обязательным условием эффективности осушения является достаточное время действия и обеспечение непрерывного стока воды из канавы.

Как правило, сооружения для предпостроечного осушения дорожной полосы в период эксплуатации дороги должны служить водоотводными сооружениями.

Осушение дорожной полосы следует выполнять не позднее, чем за год до строительства дорожной одежды (при стадийном строительстве земляное полотно можно устраивать одновременно с осушением). При необходимости повышения проходимости болотных залежей в зоне производства работ их осушение выполняют за 1 - 2 года до начала строительства.

5.34. Осушительные канавы устраивают симметрично по обеим сторонам земляного полотна на расстоянии 2 - 3 м от подошвы насыпи с максимально возможной по условиям стока и производства работ глубиной.

Продольный уклон по дну осушительных канав должен быть не менее 5 (в начальных участках длиной до 200 м - 3). Крутизна откосов осушительных канав составляет от 1:0,25 для малоразложившихся торфов до 1:1 - для слабых органо-минеральных и минеральных грунтов.

Метод предварительной консолидации

5.35. Наиболее простым и достаточно эффективным методом повышения устойчивости насыпи на слабом основании является метод постепенного загружения (предварительной консолидации).

Постепенное загружение применяется на основаниях II типа, а также на основаниях I типа при использовании временной пригрузки в случаях, когда устойчивость слабой толщи в природном состоянии недостаточна для восприятия прикладываемой нагрузки.

Принцип метода постепенного загружения заключается в назначении определенного режима возведения насыпи, соответствующего повышения прочности грунта слабого слоя при уплотнении его давлением насыпи. Требуемый режим возведения насыпи определяется исходя из условия , которое должно соблюдаться в любой момент сооружения насыпи.

Схема метода предварительной консолидации показана на рис. 19. Существенное значение в данном случае имеет упрочняемость слабого грунта при уплотнении; применение метода постепенного загружения будет тем эффективнее, чем интенсивнее упрочняется слабый грунт. В этом отношении наиболее благоприятными являются торфяные грунты. Грунты типа иольдиевых глин упрочняются мало, в связи с чем применение рассматриваемого метода при таких грунтах оказывается малооправданным.

5.36. Расчет режима постепенного загружения производят на основе учета взаимосвязи показателей влажности, прочности и осадки слабой толщи. При этом расчетную влажность толщи, соответствующую той или иной величине осадки , устанавливают по формуле

, (56)

где и - соответственно начальная и конечная (т.е. эквивалентная заданной нагрузке) влажность грунта; - осадка за любой отрезок времени; - расчетная (полная) осадка при данной нагрузке.

Примечание. Формула применима при .

Расчет следует выполнять графо-аналитическим методом в следующем порядке:

задавшись тремя-четырьмя значениями осадки и зная расчетную (конечную) осадку , вычисляют значения расчетной влажности, отвечающие этим осадкам, по приведенной формуле;

по экспериментальным расчетным кривым и определяют значения и для полученных значений влажности;

при найденных и вычисляют значения по выражению (14) и строят зависимость ;

полученную кривую заменяют некоторой ступенчатой линией, отображающей реальный характер процесса отсыпки насыпи; ступенчатую линию проводят таким образом, чтобы ее абсциссы не отличались более чем на 10% от абсцисс заменяемых криволинейных участков (что обеспечит примерное постоянство фактической нагрузки). Построенная линия представляет собой допустимый режим отсыпки, представленный в функции от осадки;

определяют расчетные значения вертикальных сжимающих напряжений в слое при принятых ступенях нагрузки на поверхности и строят консолидационные кривые для этих ступеней в виде зависимости осадки основания от времени при различных нагрузках на поверхности;

используя график реального режима отсыпки и построенные графики консолидации, строят график осадки во времени с учетом режима нагружения. График дает возможность получить искомую зависимость режима нагружения в зависимости от времени. Эту зависимость можно перестроить непосредственно в технологический график зависимости толщины насыпного слоя от времени.

При расчете метода предварительной консолидации ее величина определяется без детального учета вторичной консолидации (пример расчета приведен в прил. 11).

При слоистой толще расчет осложняется, однако принцип сохраняется такой же. Здесь необходимо только учитывать, что на разных этапах консолидации опасным может быть не один и тот же слой.

5.37. Для упрощения практических расчетов целесообразно выполнять их в обратном порядке: задавшись режимом нагружения, наиболее реальным для конкретных условий производства работ, проверяют возможность его осуществления, определив величины безопасной нагрузки на несколько моментов времени и сравнив ее с фактической нагрузкой в эти моменты. Если безопасная нагрузка окажется в какой-либо момент меньше действующей, то необходимо изменить режим отсыпки и вновь выполнить проверку.

Величины ступеней нагружения следует принимать кратными толщинам слоев, принимаемым по условиям технологии послойного уплотнения насыпи.

Устройство боковых пригрузочных призм (берм)

5.38. При наличии достаточной полосы отвода и небольшом расстоянии перевозки грунта эффективным способом обеспечения устойчивости основания являются боковые пригрузочные призмы (бермы).

Для устройства пригрузочных призм пригодны любые грунты за исключением переувлажненных. Ширина призм для удобства планировочных работ должна быть не менее 4 м. Поверхность призм должна иметь поперечный уклон (рис. 20).

При проектировании боковых пригрузочных призм расчетом определяют их высоту и ширину.

5.39. Эффективность боковых пригрузочных призм определяется возможностью повышения безопасной нагрузки. При достаточно большой ширине призм их можно рассматривать как бесконечную боковую пригрузку, при наличии которой безопасная нагрузка определяется выражением

(57)

где - величина функции , отвечающая самой опасной точке в основании, расположенной на горизонте ; - величина боковой пригрузки.

Эффект применения боковой пригрузки можно рассматривать как снижение расчетной величины действующей нагрузки

. (58)

Требуемая толщина пригрузочных призм определяется выражением

, (59)

где р - проектная нагрузка на основание насыпи; - безопасная нагрузка для проектируемой насыпи без боковых пригрузочных призм; - средневзвешенный удельный вес грунта пригрузочных призм.

Толщина пригрузочных призм ограничивается условием обеспечения устойчивости основания под нагрузкой от самих призм. Допускаемая нагрузка от боковых призм на основание ориентировочно может быть определена по формуле

, (60)

где - функция угла внутреннего трения грунта; с - сцепление грунта.

. (61)

Отсюда максимальная толщина призм

. (62)

Необходимая ширина пригрузочных призм устанавливается из условия активного воздействия в точках и зонах, в которых напряженное состояние от веса самой насыпи оказывается наиболее опасным по условию нарушения прочности.

При мощности слабой толщи ширина призмы должна быть не менее

. (63)

При соответственно имеем

, (64)

где - полуширина проектной насыпи (без пригрузочных призм) по средней линии.

Величина устанавливается по выражению

. (65)

Значения угла видимости определяются из выражения

. (66)

Для графического определения угла видимости строится зависимость - левая часть выражения (66). Затем на ту же сетку координат наносят прямую (; ), представляющую собой правую часть выражения (66). Абсцисса первой от начала координат точки пересечения построенных функций определит искомое значение угла (пример расчета пригрузочных призм дан в прил. 12).

Снижение веса насыпи

5.40. В целях уменьшения нагрузки на недостаточно устойчивое основание при соответствующем технико-экономическом обосновании можно устраивать насыпь из материалов с плотностью меньше, чем у обычного грунта.

Наиболее пригодными для этой цели являются шлаки, искусственные гранулированные материалы (аглопорит, керамзит), золошлаковые смеси - отходы тепловых электростанций и т.п.

Для временных сельскохозяйственных и промышленных дорог с переходными и низшими покрытиями можно использовать опилки.

Конструирование и расчет насыпей из негрунтовых материалов выполняются по общим правилам, изложенным выше. Насыпи из опилок и других органических материалов независимо от конструкции дорожной одежды должны быть полностью (включая откосы) закрыты слоем минерального грунта толщиной 20 - 30 см.

Применение геотекстильных материалов

5.41. При строительстве автомобильных дорог на участках залегания слабых грунтов прослойки из геотекстиля целесообразно укладывать для следующих целей:

приближения сроков устройства покрытия за счет ускорения осадки насыпи и снижения ее неравномерности;

повышения устойчивости насыпи;

устройства временных дорог, подъездов и площадок;

улучшения условий отсыпки и уплотнения насыпи;

разделения слоев различных грунтов в теле насыпи;

устройства вертикальных ленточных дрен.

Прослойка из геотекстиля в дорожной конструкции выполняет роль:

фильтра, препятствующего перемешиванию слоев несвязных и связных грунтов между собой при динамических воздействиях и задерживающего взвешенные в воде грунтовые частицы;

дрены, способствующей отводу воды из окружающего грунта с малым коэффициентом фильтрации, снижению порового давления и повышению плотности и прочности грунта;

армирующего элемента, перераспределяющего возникающие в грунтовом массиве напряжения и частично воспринимающего растягивающие напряжения.

5.42. При проектировании дорожных конструкций с прослойками из геотекстиля необходимо учитывать, что они одновременно могут выполнять несколько функций. Так, прослойка в основании насыпи может быть применена как технологическая мера - для улучшения условий проезда построечного транспорта и уплотнения грунта в нижней части насыпи, одновременно выполнять роль дрены, способствующей ускорению осадки слабого грунта в основании насыпи, и армирующего элемента, повышающего устойчивость насыпи.

5.43. Сроки консолидации насыпей и устройства покрытий постоянных дорог могут быть ускорены с помощью прослойки из геотекстиля, предназначенной для:

снижения порового давления в любом слое путем ускоренного отвода воды из основания;

улучшения условий сброса отжатой из основания воды в поперечном направлении за пределами насыпи;

перераспределения осадки по поперечному сечению насыпи с уменьшением ее по оси;

уменьшения неравномерности осадок основания насыпи, связанной с переменной глубиной болота;

вывода воды из тела насыпи, сооружаемой из переувлажненного грунта.

Одновременно с этим прослойка из геотекстиля может улучшать условия отсыпки и уплотнения насыпи.

Толщина прослойки из геотекстиля, используемой в качестве дрены, под расчетной нагрузкой от вышележащих слоев должна быть не меньше 2 мм. В большинстве случаев этому условию удовлетворяют геотекстиль толщиной в ненагруженном состоянии не менее 3,5 - 4 мм. Толщину геотекстиля под расчетной нагрузкой устанавливают предварительно путем лабораторных испытаний геотекстиля на сжимаемость.

5.44. Дренирующую прослойку следует укладывать на тщательно спланированную поверхность. При отсыпке слоя поверх прослойки должны быть приняты меры, исключающие местное обжатие геотекстиля при укатке насыпи или движении построечного транспорта и резкое уменьшение толщины прослойки, особенно под колеями, что может вызвать нарушение процесса дренирования.

Количество воды Q, которое может отвести прослойка из геотекстиля, определяют по формуле

, (67)

где - коэффициент фильтрации геотекстиля в продольном направлении, уплотненного нагрузкой от веса насыпи р; d - толщина материала в ненагруженном состоянии; I - гидравлический градиент; - относительная осадка материала под действием нагрузки р.

При использовании в роли самостоятельной дрены, устраиваемой в теле насыпи из слабодренирующих грунтов, полотна геотекстиля укладывают в виде сплошных прослоек, располагаемых в один или несколько рядов по всей ширине насыпи с поперечным уклоном и выводом краев прослоек на откос.

5.45. При использовании для ускорения осадки основания дренирующие прослойки из геотекстиля укладывают непосредственно на естественный слабый грунт на ширину подошвы насыпи с запасом по 0,5 м в каждую сторону (рис. 21). Полотна сшивают между собой либо укладывают внахлестку с перекрытием соседних полотен на величину

, (68)

где S - расчетная осадка, см.

Сварка или склеивание полотен не допускаются.

Конструкцию с дренирующей прослойкой из геотекстиля рекомендуется применять в случае, если насыпь или ее нижняя часть отсыпаны из грунта с коэффициентом фильтрации менее 1 м/сут.

Прослойка из геотекстиля в этом случае может также выполнять роль фильтра, предотвращающего заиление песка в нижней части насыпи и обеспечивающего сохранение его фильтрационной способности на протяжении всего периода консолидации.

При использовании прослойки из геотекстиля для ускорения и снижения неравномерности осадки основания расчетную степень консолидации основания , при достижении которой разрешается устраивать покрытие, можно снизить на величину понижающего коэффициента по сравнению с требуемой нормами величиной в соответствии с условием

. (69)

Для дорог не выше III категории, на которых нижняя часть насыпи отсыпана из песчаного грунта с коэффициентом фильтрации менее 1 м/сут, допускается принимать ; для дорог I и II категорий величину определяют специальным расчетом.

5.46. Для ускорения и снижения неравномерности осадки насыпи на болоте, сооружаемой в зимнее время на мерзлом слое торфа, целесообразно применять конструкцию (рис. 22) с устройством по обеим сторонам насыпи прорезей шириной не менее 10 см на глубину мерзлого слоя с перекрытием прорезей геотекстильными полотнами и последующей теплоизоляцией снегом. В этом случае достигается уплотнение основания насыпи в зимний период, не дожидаясь оттаивания. Одновременно исключаются неравномерные осадки насыпи и повышается ее устойчивость. Влияние мерзлой корки на устойчивость учитывается условно как боковая пригрузка бермы, высота которой равна тройной толщине мерзлого слоя торфа. Требуемая степень консолидации торфяного основания до устройства покрытия при толщине мерзлой корки от 0,5 до 1 м и величине осадки до 2 м может быть уменьшена на 10%.

5.47. Армирующие прослойки в основании насыпей повышают устойчивость последних за счет увеличения жесткости нижней части насыпи и соответствующего снижения напряжений в основании. Прослойки укладывают в одном или двух уровнях, причем нижнюю прослойку укладывают непосредственно на естественное основание, а вторую на 50 - 100 см выше. В некоторых случаях обе прослойки объединяют в одну конструкцию - обойму, плотно охватывающую нижний слой насыпи. Различают замкнутую и разомкнутую обоймы (рис. 23). Разомкнутая обойма представляет собой однослойное армирование основания насыпи с усиленной анкеровкой полотен и двойным армированием откосных частей.

Конструкция насыпи с обоймой эффективна при условии тщательного выполнения - высококачественного уплотнения грунта и плотного прилегания геотекстиля к грунту. При устройстве обоймы необходимо обеспечить равнопрочность полотна в поперечном направлении по всей ширине обоймы, что может быть достигнуто при поперечной раскатке рулонов геотекстиля с соединением полотен сшивкой или склеиванием.

5.48. Армирующий эффект прослойки из геотекстиля, предназначенной для повышения устойчивости откосов, учитывается увеличением коэффициента запаса устойчивости путем введения дополнительного удерживающего усилия, возникающего при перерезании прослойки геотекстиля поверхностью скольжения

, (70)

где - удерживающие силы без учета прослойки; n - количество прослоек, перерезаемых поверхностью скольжения; - прочность 1 см ширины полосы геотекстиля; - сдвигающие силы.

Армирующий эффект прослойки проявляется только при защемлении ее в грунте (при исключении проскальзывания). Для этого полотно должно быть защемлено в грунте на длину , определяемую из условия

, (71)

где - удельный вес насыпного грунта; - глубина заложения прослойки от верха насыпи; - угол внутреннего трения насыпного грунта. Если прослойка уложена на контакте двух видов грунта, то в расчет принимают полусумму их углов внутреннего трения; g - ускорение свободного падения.

При устройстве армирующих прослоек должны быть обеспечены сплошность и равнопрочность полотна на ширине дороги в пределах защемленной полосы, т.е. не должно быть ослабляющих прослойку стыков полотен.

5.49. При необходимости сооружения насыпей, в которых верхняя часть отсыпана из песка, а нижняя - из торфа (см. рис. 21, б) или местного переувлажненного суглинка, при устройстве подстилающих или морозозащитных слоев на переувлажненном глинистом грунте, т.е. в случаях, когда зернистый материал должен быть уложен на грунт с низкой несущей способностью, на границе зернистого слоя с подстилающим грунтом целесообразно устраивать прослойку из геотекстиля. Прослойка исключает вдавливание зернистого материала в слабый грунт, их взаимное перемешивание и потери песка в процессе отсыпки и уплотнения слоя. Толщина зернистого слоя при укладке геотекстиля может быть уменьшена на 20 - 25% при условии, что такое уменьшение допустимо по остальным условиям работы дорожной конструкции (устойчивость к пучению, динамическим воздействиям, снегозаносимости).

Наличие прослойки в основании зернистого слоя положительно сказывается на возможности уплотнения зернистого материала на слабом грунте. При обеспечении режима укатки с увеличением массы катков по мере уплотнения от легких до средних, коэффициент уплотнения зернистого материала может быть доведен до 0,92 - 0,95.

Категорически запрещается применять тяжелые катки, что может привести к выпору грунта и разрыву геотекстиля. Подбор массы катка и режима укатки следует вести методом пробной укатки.

5.50. Геотекстиль целесообразно использовать при устройстве временных автомобильных дорог, подъездов, площадок, построечных дорог с низшими типами покрытий, а также постоянных дорог с пиком интенсивности в период строительства или в начале эксплуатации, проектируемых как временные дороги. В конструкциях временных дорог на слабых грунтах геотекстиль служит в качестве прослойки, укладываемой на границе между насыпным дренирующим (песком, щебнем, песчано-гравийной смесью) и подстилающим грунтом. Применение геотекстиля способствует улучшению условий движения транспортных средств вследствие снижения колееобразования при заданной толщине насыпного слоя, приводит к снижению толщины слоя зернистых материалов, отказу от применения в основании насыпи хворостяной выстилки, лежневого настила или от укладки сборных покрытий из инвентарных деревянных щитов. Прослойки из геотекстиля рекомендуется устраивать при строительстве временных дорог на основаниях, сложенных слабыми минеральными, органо-минеральными и органическими грунтами (торфами).

Конструкции насыпей с прослойками из геотекстиля предусматривают их укладку в основание или тело насыпи, а также под насыпь, поверх лежневого настила. Соответственно различают три типа конструкции насыпей (рис. 24). Тип насыпи назначается в зависимости от строительного типа основания и физико-механических свойств слабого и насыпного грунтов; Минимальную толщину насыпного слоя в конструкциях I - II типа, обеспечивающую проезд транспорта, определяют специальным расчетом. Ориентировочно толщину насыпного слоя принимают по табл. 22.

Указанные в табл. 22 толщины рекомендуются для иглопробивных геотекстилей (типа дорнит) с условным модулем деформации 50 - 100 Н/см. Меньшие значения толщин принимают для насыпей из песчано-гравийных смесей оптимального состава, большие - для насыпей из мелких непылеватых песков.

Интенсивность движения условно приводят к расчетной нагрузке Н-10 в соответствии с табл. 23.

Таблица 22

Ориентировочные значения толщины насыпи с прослойкой из геотекстиля

-------------------------------------------------------------------------

       Среднемесячная       | Требуемая толщина насыпи с прослойкой из

  интенсивность движения в  |  геотекстиля, см, обеспечивающая проезд

     одном направлении,     |    транспорта на основании, сложенном

      автомобиль/сутки      |

                            |--------------------------------------------

                            |осушенным| маловлаж-|глинистым|заторфован-

                            | торфом  |ным торфом| грунтом |  ным или

                            |         |          |(омега_е | глинистым

                            |         |          |  < 0,9  |  грунтом

                            |         |          |омега_т) | (омега_е >

                            |         |          |         |0,9 омега_т)

----------------------------+---------+----------+---------+-------------

 Одиночные автомобили       | 40 - 60 | 50 - 70  | 25 - 40 |  40 - 60

                            |         |          |         |

 До 50*                     | 50 - 80 | 60 - 90  | 40 - 60 |  50 - 80

                            |         |          |         |

 Св. 50*                    | 60 - 90 | 70 - 100 | 50 - 80 |  60 - 90

                            |         |          |         |

 Сверхтяжелые       нагрузки| 60 - 80 | 60 - 90  | 40 - 60 |  60 - 90

 (разовый проезд)           |         |          |         |

                            |         |          |         |

* Общая продолжительность периодов эксплуатации дороги с указанной интенсивностью не должна превышать одного года.

Таблица 23

Коэффициент приведения к расчетной нагрузке

-------------------------------------------------------------------------

 Марка автомобиля | Коэффициент | Расчетные характеристики  автомобилей

                  |приведения к |----------------------------------------

                  |нагрузке Н-10|  диаметр   |  удельное   |  диаметр

                  |             | отпечатка  |давление, МПа| колеса, см

                  |             | колеса, см |             |

------------------+-------------+------------+-------------+-------------

 ЗИЛ-130          |     0,2     |     30     |     0,5     |   102,5

                  |             |            |             |

 ЗИЛ-555          |     0,2     |     28     |    0,53     |   102,5

                  |             |            |             |

 КРАЗ-256Б        |      2      |     46     |    0,55     |   114,6

                  |             |            |             |

 Урал 377         |     1,5     |     28     |    0,13     |   114,6

                  |             |            |             |

 МАЗ-503А         |      1      |     30     |    0,72     |   114,6

                  |             |            |             |

 КамАЗ-53202      |     1,5     |     26     |    0,50     |   102,5

                  |             |            |             |

5.51. На участках болот глубиной до 4 м, сложенных плотным торфом и относящихся к I строительному типу, а также на слабых глинистых и заторфованных грунтах устраивают насыпь I типа (см. рис. 24).

Применение конструкции I типа на торфяных болотах целесообразно при условии

, (72)

где - толщина насыпного слоя по условию проезда; - осадка подошвы насыпи за период службы дороги t; - глубина поверхностных вод на участках подтопления*(2); - резервное возвышение бровки насыпи над горизонтом подтопления или над поверхностью земли на неподтопляемых участках, принимаемое равным 0,2 м.

Осадку основания на заданный период времени в случае, когда уровень воды совпадает с поверхностью земли, вычисляют по формуле

, (73)

где g - ускорение свободного падения; - плотность насыпного грунта; - степень консолидации основания за время службы дороги, t; ориентировочно принимают по табл. 24; - модуль деформации слабого грунта под нагрузкой от веса насыпи; принимают по табл. 25; - расчетная мощность слабого слоя, принимаемая равной фактической, но не более половины ширины насыпи понизу.

Таблица 24

Ориентировочные значения степени консолидации основания
за время службы дороги

-------------------------------------------------------------------------

      t, мес     |      1      |      3      |     6      |     12

-----------------+-------------+-------------+------------+--------------

       U_t       |     0,4     |     0,5     |    0,6     |     0,8

                 |             |             |            |

Таблица 25

Модуль деформации торфа

-------------------------------------------------------------------------

    Характеристика торфа    |Влажность торфа,| Модуль деформации торфа,

                            |       %        |  МПа, при нагрузке, МПа

                            |                |---------------------------

                            |                |    0,015    |    0,05

----------------------------+----------------+-------------+-------------

 Очень влажный              |   900 - 1200   |0,09 - 0,065 |0,20 - 0,18

                            |                |             |

 Средней влажности          |   600 - 900    | 0,12 - 0,09 | 0,25 - 0,2

                            |                |             |

 Маловлажный                |   300 - 600    | 0,18 - 0,12 |0,50 - 0,25

                            |                |             |

 Осушенный (уплотненный)    |     < 300      |   >= 0,18   |   >= 0,5

                            |                |             |

При определении степени консолидации из срока службы дороги исключается время, когда основание находится в промерзшем состоянии. При наличии слоистых оснований осадку основания рассчитывают исходя из средневзвешенного модуля деформации слабой толщи , определяемого из выражения

, (74)

где - мощность отдельного слоя с модулем деформации .

Целесообразность сооружения насыпи I типа толщиной больше следует обосновывать технико-экономическим расчетом.

В конструкциях насыпей I типа (прежде всего на однопутных дорогах) при использовании прослойки из геотекстиля с условным модулем деформации св. 100 Н/см и относительной деформацией при разрыве до 50% рекомендуется предусматривать боковую анкеровку прослойки и присоединять материал к жестким продольным упорам. В качестве жесткого упора можно использовать круглый лес или специальные элементы. В насыпях с жесткими упорами необходима равнопрочность конструкции в поперечном направлении, в том числе в стыках полотен и соединении прослоек с упором. Частично работу жестких упоров можно компенсировать повторным заведением концов полотна в тело насыпи по типу разомкнутой обоймы при условии плотного контакта заведенных концов с грунтом.

При устройстве насыпей I типа геотекстиль укладывают непосредственно на слабый грунт, соединяя полотна путем сшивки, сварки, склейки или укладывая их внахлестку. В последнем случае величина нахлеста принимается по формуле (68), но не менее 20 см для насыпей на основании из минеральных или органоминеральных (заторфованных) грунтов и 30 - 40 см для насыпей на торфяном основании.

При наличии поверхностных вод или плохом состоянии естественной поверхности земли (пни, колеи, лужи) необходимо отсыпать выравнивающий рабочий слой из местного грунта толщиной 20 - 30 см, но не менее глубины подтопления, по которому затем укладывают геотекстиль (см. рис. 24, тип I). Толщину насыпного слоя поверх прослойки из геотекстиля в этом случае можно снизить по сравнению с приведенной в табл. 22 на 30% толщины рабочего слоя при глубине подтопления до 20 см.

На болотах преимущественно II типа, а также на участках глубоких болот I типа, сложенных торфами малой или средней влажности, когда не обеспечено условие (см. формулу 72), устраивают насыпи II типа, которые позволяют уменьшить расход песчаных грунтов, приблизить прослойку из геотекстиля к поверхности проезжей части и ввести тем самым ее в зону действия напряжений от колеса автомобиля. Нижнюю часть насыпи отсыпают из местного торфяного грунта с обязательным его уплотнением (промятием).

В насыпях II типа геотекстиль помещают на границе между нижней торфяной и верхней минеральной частями насыпи. Полотна геотекстиля укладывают внахлестку, с величиной перекрытия не менее 0,2 м.

5.52. На болотах II-III типа, заполненных сильносжимаемым слаборазложившимся торфом, и на болотах сплавинного типа устраивают насыпи III типа. Распределение напряжений от временной нагрузки достигается устройством основания из лежневого настила или фашинной (хворостяной) выстилки с засыпкой песчаным грунтом толщиной 0,6 - 0,7 м. Для повышения эксплуатационной надежности конструкции поверх лежневого настила или выстилки укладывают прослойку из геотекстиля, исключающую утечку песка сквозь щели в настиле.

Временное понижение грунтовых вод

5.53. В индивидуальных случаях существенного ускорения осадки на ответственных объектах можно добиться путем временного понижения уровня грунтовых вод. Наибольший эффект этот метод дает в комплексе с временной пригрузкой. Снижение уровня грунтовых вод в слабой толще обеспечивает временное увеличение нагрузки на нижние слои толщи за счет исключения взвешивания верхних слоев (см. п. 3.8), а также способствует ускорению консолидации за счет обеспечения дополнительного градиента фильтрации.

Временное понижение уровня грунтовых вод производят иглофильтрами и другим специализированным оборудованием, предназначенным для глубокого осушения.

Грунтовые сваи

5.54. Для повышения устойчивости и снижения осадки слабого основания могут устраиваться песчаные сваи. Эффект от работы песчаных свай проявляется за счет восприятия ими части нормальных напряжений от веса насыпи с разгрузкой и боковым обжатием слабого грунта в межсвайном пространстве. При заполнении дренирующим грунтом песчаные сваи одновременно выполняют функцию вертикальных дрен.

В грунтах, обладающих структурной прочностью (иольдиевые глины и т.п.), применение песчаных свай особенно эффективно, поскольку они позволяют ограничить напряжения в слабом грунте величиной структурной прочности, резко уменьшить осадку и повысить устойчивость основания насыпи.

Песчаные сваи могут быть опертыми, доходящими до подстилающих слабую толщу прочных пород, и висячими, не достигающими подстилающих слоев. Висячие песчаные сваи устраивают при большой мощности слабого слоя, когда устройство опертых свай оказывается технически сложным.

Коэффициент фильтрации песчаного грунта, используемого для устройства грунтовых свай, должен быть 1 - 3 м/сут, содержание пылеватых частиц не более 5%.

Песчаные сваи устраивают специальным оборудованием с обсадными трубами (лидер) диаметром 0,4 - 0,8 м, аналогичным оборудованию для устройства вертикальных дрен. В плане сваи располагают по квадратной или ромбической сетке.

5.55. Если грунтовые сваи предназначаются для обеспечения устойчивости (прочности) основания насыпи, то расчетом определяется минимальная величина сближения свай m (отношение диаметра свай d к расстоянию между сваями в свету l), при которой соблюдается условие , где - коэффициент запаса.

При мощности слабой толщи не более ширины насыпи по подошве расчет может осуществляться по упрощенной расчетной схеме (рис. 25). При этом вычисляют по формуле

, (75)

где - сцепление слабого грунта при расчетной плотности - влажности; - угол внутреннего трения слабого грунта при расчетной плотности - влажности; - вертикальные напряжения в грунте межсвайного пространства; - горизонтальные напряжения от бокового обжатия слабого грунта сваями в ходе осадки основания; р' - предварительное обжатие слабого грунта, возникающее при внедрении свай.

Величину р' определяют по компрессионной кривой как напряжение, необходимое для уменьшения коэффициента пористости грунта в природном залегании до величины , отвечающей пористости грунта, уплотненного в результате внедрения свай, и определяемой из выражения

. (76)

Вертикальные и горизонтальные напряжения в основании со сваями определяют по таблицам*(3). Значения переменных и даны в таблицах*(3) в долях от давления на основание без свай и в зависимости от величины коэффициента бокового давления материала сваи и коэффициента поперечной деформации слабого грунта .

Коэффициент бокового давления материала свай принимают для песка крупного - 0,33; средней крупности - 0,34; мелкого и пылеватого - 0,36. При известном угле внутреннего трения

. (77)

Коэффициент поперечной деформации можно определить, принимая величину коэффициента бокового давления для торфа = 0,761.

, (78)

для глинистого грунта пластичной консистенции = (0,3 - 0,4), текучей консистенции = (0,4 - 0,45).

В случае возможного нарушения устойчивости основания с песчаными сваями в форме сдвига по фиксированной поверхности скольжения сопротивляемость грунта сдвигу S определяют по формуле

, (79)

где и - давление от насыпи на сваю и слабый грунт; и - угол внутреннего трения и сцепление грунта, образующего сваю; m - сближение свай. Пример расчета насыпи с песчаными сваями дан в прил. 14.

5.56. Грунтовые сваи могут предназначаться для уменьшения осадки основания. В этом случае подбирается сближение свай, обеспечивающее снижение осадки до заданной величины.

Уменьшение осадки основания учитывается также при применении грунтовых свай для обеспечения устойчивости.

При мощности слабой толщи не более ширины насыпи по подошве осадку вычисляют по схеме компрессионного сжатия, принимая за расчетное значение вертикальных нормальных напряжений давление, передаваемое на слабый грунт , уменьшенное на величину давления предварительного обжатия слабого грунта внедрением свай р.

Дорожные конструкции с заменой слабого грунта в основаниях

5.57. При соответственном технико-экономическом обосновании могут применяться способы устройства земляного полотна, при которых слабый грунт не используется в качестве основания, а заменяется искусственным основанием в виде насыпи из привозного грунта или иной конструкции. Как правило, конструкции с удалением слабого грунта предусматривают в случаях, когда предварительные расчеты показывают невозможность или высокую технологическую сложность выполнения хотя бы одного из основных требований к земляному полотну, возводимому на слабом грунте (см. п. 1.7). Экономически удаление слабого грунта может оправдываться при сравнительно малой мощности слоя и небольшом протяжении участка, возможности полезного использования удаленного грунта, высокой стоимости мероприятий по обеспечению устойчивости, прочности и стабильности.

5.58. При проектировании конструкции земляного полотна с заменой в основании слабого грунта следует проводить технико-экономическое обоснование принятого способа производства строительных работ.

При замене слабых грунтов конструкция нижней части земляного полотна в значительной мере зависит от технологии удаления слабого грунта, поэтому в проекте следует рассматривать и сравнивать варианты конструктивно-технологических решений. В практике дорожного строительства применяют механические, взрывные и гидромеханические способы удаления слабого грунта, а также способ погружения с выдавливанием слабого слоя весом насыпи с предварительным рыхлением или без него. Выбор варианта удаления грунта производится путем технико-экономического сравнения.

5.59. Проектное сечение траншеи при удалении слабого грунта определяется необходимостью обеспечения устойчивости и стабильности краевых частей насыпи при минимальном объеме работ. Ширину траншеи по дну для дорог с усовершенствованными капитальными покрытиями принимают равной ширине земляного полотна с учетом заложения откосов, для дорог с переходными и низшими типами - равной ширине земляного полотна поверху (рис. 26). Крутизну откосов в траншее следует назначать по расчету устойчивости при требуемом коэффициенте запаса, равном единице. Для предварительного подсчета объемов работ заложение откосов в траншее следует принимать для торфа малой и средней степени разложения (0,25 - 0,5) Н; для других слабых грунтов нетекучей консистенции (0,5 - 1,25) Н.

При взрывном или гидромеханическом удалении слабого грунта крутизна откосов траншеи определяется технологией производства работ, но не должна быть больше приведенной.

5.60. При определении потребного объема привозного грунта следует учитывать изменение сечения траншеи от активного давления насыпи.

Коэффициент увеличения объема заполнения для грунтов различных типов составляет:

 торф влажностью до 600%               1,15

 то же, св. 600%                       1,25

 органо-минеральный грунт              1,2

 минеральный слабый грунт              1,15

При посадке насыпи на кровлю более прочного подстилающего пласта методом выдавливания крутизну откосов погруженной части можно принимать равной углу естественного откоса грунта насыпи.

5.61. При поперечном уклоне кровли пластов, подстилающих слабую толщу, более 1:10 во избежание возникновения деформаций сдвига выполняют следующие конструктивные мероприятия:

если подстилающий слой представлен песком или супесью, устраивают упорную траншею или призму из глыбового грунта с низовой стороны (рис. 27, а, б);

если подстилающий слой сложен глинистыми грунтами, осуществляют сплошное выравнивание дна траншеи (см. рис. 27, в).

Для насыпи из песчаного грунта сплошное выравнивание допускается заменять ступенчатым.

5.62. Грунт, извлеченный из траншеи, укладывают в банкеты непосредственно за водоотводными канавами (рис. 28, а). Торф высокой волокнистости допускается использовать для уполаживания откосов земляного полотна на высоту насыпи до отметки низа дорожной одежды (см. рис. 28, б). Вывозка торфа и органо-минеральных грунтов допускается в случае использования в других сооружениях или для целей сельского хозяйства.

На осушенных болотах банкеты из торфа во избежание возгорания закрывают слоем минерального грунта толщиной 20 - 30 см.

5.63. При использовании метода выдавливания слабого слоя из-под насыпи толщина насыпного слоя, обеспечивающая выдавливание слабого грунта, ориентировочно может быть определена по формуле

, (80)

однако во всех случаях она не должна быть менее

, (81)

где - величина сопротивляемости грунта сдвигу, определяемая крыльчаткой; - полуширина насыпи по средней линии; - удельный вес грунта насыпи; H - мощность слабого слоя.

В случае технической сложности или нецелесообразности единовременного возведения насыпи требуемой толщины применяют механическое или взрывное рыхление, либо гидроразмыв слоя. В этом случае в расчет по формулам (80 и 81) вводят для разрыхленного грунта.

5.64. Поэтапное погружение насыпи, отсыпаемой сначала на меньшую ширину, но большей высоты (метод перегрузки) допускается при условии, если после посадки средней части образовавшиеся по сторонам продольные валы выпирания будут перед расширением насыпи удалены или разрыхлены (рис. 29).

5.65. При наличии в составе слабой толщи более прочных слоев у поверхности (например, при мощном дерновом покрове, а также при частичном осушении торфяных болот) для облегчения выдавливания применяют торфоприемники. Глубина торфоприемников должна быть равна толщине верхнего прочного слоя, а ширина - не менее половины мощности слоя, подлежащего выдавливанию (рис. 30).

При использовании торфоприемников верхний дерново-растительный слой не выдавливается и следует учитывать его сохранение в основании насыпи.

5.66. Использование свайных оснований исключает восприятие слабым грунтом нагрузки от дорожной конструкции и транспорта.

Эстакады устраивают из сборных железобетонных элементов по правилам проектирования мостовых сооружений. Влияние слабого слоя на устойчивость опор и их несущую способность учитывать не следует. Рациональную величину пролетов свайных эстакад определяют в зависимости от мощности слабого слоя.

Ориентировочно можно считать, что при толще слабого слоя до 5 м наиболее экономичны простые свайные опоры и пролетные строения длиной 6 м, при глубине до 8 м - свайные опоры и пролетные строения длиной до 18 м, при большей глубине - опоры из свай-оболочек и унифицированных пролетных строений длиной 24 м и более.

5.67. При проектировании железобетонных опор в торфяных болотах следует учитывать агрессивность болотной воды. Агрессивность слабой или средней степени, как правило, общекислотного и углекислотного характера, вызывает коррозию типа И.

Общая кислотность болотной воды может изменяться от рН = 7 для низинных болот до рН = 3 для болот атмосферного питания. Защитные меры принимают в соответствии с действующими указаниями по антикоррозионной защите строительных конструкций.

5.68. Для оснований I и II типов при затруднении удаления грунта или других осложняющих факторах (например, значительном уклоне) можно применять конструкции земляного полотна в виде насыпи на свайном ростверке (рис. 31).

По оголовкам железобетонных свай на уровне поверхности грунта укладывают квадратные наголовники в виде плит, перекрывающих не менее половины расстояния между сваями. Свободное расстояние между плитами-наголовниками в плане должно быть не более 1, а толщина вышележащего насыпного слоя - не менее 2 м. Надежность конструкции повышается при укладке в нижней части насыпи армирующей прослойки из синтетических волокнистых материалов.

Сваи ростверковой конструкции рассчитывают на нагрузку от насыпи, дорожной одежды и эквивалентную транспортную нагрузку.

Для ориентировочных расчетов конструкций насыпи земляного полотна, перечисленных в разд. 5, могут быть использованы номограммы. Методики расчета даны в прил. 15.

6. Контрольные наблюдения в процессе строительства

6.1. При сооружении земляного полотна на слабых грунтах, кроме обусловленного общими нормативными документами контроля качества строительства, необходимы специальные наблюдения за деформациями основания. Большинство конструктивных решений предусматривают определенный технологический режим возведения земляного полотна, который невозможно правильно осуществить без систематических наблюдений, поэтому мероприятия по наблюдению за деформациями земляного полотна в период строительства до момента сдачи объекта в эксплуатацию должны быть включены в строительную смету.

6.2. Основными задачами наблюдений являются контроль за величиной осадки и затухание ее во времени, фиксирование возможных горизонтальных смещений, выявление образования бугров выпирания. Основные наблюдения выполняются силами производственной лаборатории.

Дополнительно проектом организации строительства по специальным методикам могут быть установлены наблюдения за изменением порового давления, послойными осадками толщи, изменением гидрологического режима, упругими прогибами покрытия, а также длительными осадками в период эксплуатации дороги.

6.3. Наблюдения за вертикальными перемещениями выполняют по осадочным маркам. Простейшая конструкция марки состоит из квадратной стальной плиты толщиной 4 - 6 мм размером не менее 0,5 X 0,5 м с приваренными с нижней стороны по центру заостренным штырем длиной 30 см для фиксирования и с верхней стороны мерной штанги из трубы диаметром 50 мм (рис. 32). Длина мерной штанги принимается равной проектной толщине насыпного слоя в целях предохранения от повреждения при возведении насыпи. Ее можно составлять из отдельных соединяемых резьбой или сваркой элементов длиной по 30 - 40 см.

Плиту закладывают на поверхности слабой толщи непосредственно перед отсыпкой первого слоя насыпи. Вертикальная отметка плиты фиксируется нивелированием с установкой рейки на обрез мерной штанги.

Поперечники для наблюдения за осадкой назначают в самом глубоком месте и далее через каждые 50 м.

Осадочные марки устанавливают по три на каждом поперечнике - осевую и две боковые - в 1 м от бровки насыпи.

6.4. Наблюдения за горизонтальными перемещениями и возможным выпором ведут по боковым маркам, установленным в одном створе, а также по дополнительным, установленным на каждом наблюдательном поперечнике на расстоянии 3 - 5 м от подошвы насыпи. Замеры горизонтальных смещений ведутся с помощью теодолитной съемки или измерений отклонения от створа мерной лентой.

6.5. Наблюдения за осадкой и горизонтальными смещениями ведутся в период возведения насыпи ежедневно, первые три месяца после полного возведения насыпи - еженедельно, в дальнейшем - до сдачи дороги в эксплуатацию - 2 раза в месяц.

При обнаружении резкого увеличения осадки или смещений в плане отсыпку насыпи немедленно прекращают для выявления причин деформаций. В случае фиксирования симптомов потери устойчивости основания назначают мероприятия по ликвидации опасного состояния и предупреждения дальнейшего развития деформации.

6.6. При наличии четырех-пяти измерений осадки в первый месяц после возведения насыпи дальнейшую осадку можно прогнозировать по формуле

, (82)

где - полная расчетная осадка, определяемая компрессионными испытаниями; t - время с начала загружения; - параметр, характеризующий интенсивность затухания осадки.

Для использования формулы (82) график консолидации строят в координатах t и t/S (рис. 33), что дает возможность спрямить кривую осадки в виде уравнения , по которой не трудно найти величину параметра , где b - отрезок, отсекаемый графиком на оси t/S. Тангенс угла наклона графика есть величина, обратная стабилизированной осадке .

6.7. В случаях, если данные наблюдений существенно отличаются от расчетного прогноза протекания осадки, в рабочем проекте следует уточнить расчетные характеристики (коэффициенты консолидации и сжимаемости) путем обратного пересчета по фактическим данным.

6.8. В процессе возведения насыпи на слабом грунте необходимо систематически контролировать толщину насыпного слоя, определяющую величину нагрузки на основание в заданный момент времени. Для этой цели можно использовать те же осадочные марки с наращиваемыми штангами, на которых должна быть нанесена разметка. Контроль может быть осуществлен также с помощью легкого динамического зонда или путем бурения зондировочных скважин.

------------------------------

*(1) Определение Остр изложено в прил. 3.

*(2) К подтопляемым относятся участки, на которых в период движения по дороге возможно стояние поверхностных вод св. 3 сут.

*(3) Методические рекомендации по проектированию и технологии сооружения вертикальных песчаных дрен и песчаных свай при возведении земляного полотна на слабых грунтах/СОЮЗДОРНИИ. - М., 1974. - 57 с.

*(4) При определении ботанического состава торфа, кроме того, следует пользоваться классификацией видов торфа и торфяных залежей, а также соответствующими атласами и руководствами.

Опечатки к пособию по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах
(К СНиП 2.05.02-88) СОЮЗДОРНИИ МИНТРАНССТРОЯ СССР

Стра- ница	Строка	Напечатано	Следует читать
48 60 73 144 159 163 172 172 175 178	Формула (25) 6-я снизу 5-я снизу 3-я снизу 16-я сверху 4-я сверху 6-я сверху Формула (3) 21-я сверху Формула (8)	2,3 A a (lg тэта/тэта U) 0 l 0 [e - 1] 0,2 - 1% (m = c/cos фи/p ; 0 дельта = 0,028; р = 4 H x 2 x 9,8 = 0 1350,4 мин гамма = 2 т/м3 н = 0,062/2 х 9,8 = фи = 10 - 0/6 х 2,8 приблизи- кон тельно = -8Т /F(n) f(z) н г интеграл e 0	2,3 A a (lg тэта/тэта )U 0 l 0 [e - 1] 0,2 - 1 (m = c cos фи)/p ; 0 сигма = 0,028; р = 4 x 2 x 9,8 = 0 1360,4 ч гамма = 2 х 9,8 т/м3 н = 0,062/(2 х 9,8) = фи = [(10 - 0)/6 ] х 2,8 кон приблизительно = [-8Т /F(n)] f(z) н г интеграл e 0