Приложение 2. Прогноз осадки и оценка устойчивости основания насыпи

Приложение 2

Прогноз осадки и оценка устойчивости основания насыпи

Конечная осадка основания насыпи устанавливается методом послойного суммирования по формуле

, (1)

где - модуль осадки слоя сжимаемой толщи при расчетной величине действующих на него вертикальных нормальных напряжений от веса насыпи, определяемый по компрессионной кривой; - мощность слоя; - число расчетных слоев.

При наличии в болотной толще отдавливающихся слоев конечная осадка, вычисляемая по приведенной формуле, увеличивается на суммарную мощность этих слоев.

Упрощенный прогноз хода осадки во времени осуществляется на основе эмпирических графиков, представленных на рис. П.2.1.

За завершение интенсивной части осадки на первой стадии строительства следует принимать момент достижения интенсивности нарастания осадки во времени за предшествующий месяц, равной 7 см/мес, на второй стадии - 2 см/мес. При этом необходимо добавлять время зимнего периода, когда консолидация исключается.

Приближенно допускается принимать время достижения 80% консолидации равным 17 месяцам, а 90% - 24 месяцам.

При высоте насыпи более 2,5 м, а также при глубине болота более 9 м или при наличии в болотной толще слабых грунтов, не предусмотренных типизацией, вместо типа болота устанавливается тип основания по устойчивости путем определения коэффициента безопасности при быстрой отсыпке () и при медленной отсыпке () по формуле.

, (2)

, (3)

где - расчетная величина полной сопротивляемости сдвигу грунта основания в его природном состоянии, определяемая в полевых условиях с помощью прибора лопастного типа (крыльчатки); - расчетная величина полной сопротивляемости сдвигу грунта основания в состоянии полного уплотнения под расчетной нагрузкой от веса насыпи, определяемая в лаборатории по специальной методике, - параметр, определяемый по табл. П.2.1; - расчетная осадка; - удельный вес грунта насыпи, - то же с учетом взвешивания; - высота насыпи.

Таблица П.2.1

Относительная глубина слоя с минимальной сопротивляемостью сдвигу в долях от полуширины насыпи по подошве	А_о
0,1	8,70
0,2	5,72
0,3	4,88
0,4	4,56
0,6	4,35
0,8	4,26

Для торфов допускается ориентировочно принимать

, МПа, (4)

где - абсолютная влажность торфа при заданной степени консолидации

Тип основания устанавливают по табл. П.2.2

Таблица П.2.2

Тип оснований	Показатель	Характеристика	Требуемые мероприя- тия по обеспечению устойчивости
I II III	н К "=1 б н К "1 б к К "=1 б к К "1 б	Устойчивость обеспечена при любой интенсивности возведения насыпи Устойчивость обеспечива- ется только при замедлен- ном темпе возведения насыпи Устойчивость не обеспе- чена ни при каком режиме возведения насыпи	Не требуется Определить допусти- мый режим возведения насыпи и обеспечить его соблюдение Изменить конструкцию насыпи или усилить основание

Определение сроков устройства дорожной одежды для насыпей, сооружаемых на сжимающемся основании

Упрощенная методика

1. Сроки устройства дорожной одежды для насыпей, сооружаемых на слабых грунтах, должны назначаться с таким расчетом, чтобы последующая осадка основания не оказывала существенного влияния на транспортно-эксплуатационные характеристики дороги в течение заданного межремонтного срока.

2. Приближенно может назначаться по одному из следующих вариантов:

, (5)

где - время достижения 80 или 90% осадки основания (80% - для дорожных одежд переходного, 90% - капитального типов).

Допускается для насыпей, отсыпаемых в зимнее время, в условиях нефтегазоносных районов Западной Сибири (для 80%) = 17 мес; (для 90%) = 24 мес.

, (6)

где - время достижения допустимой интенсивности осадки (т.е. интенсивности, при которой за время не возникает существенных неровностей покрытия; = 7 см/мес - на первой и = 2 см/мес на второй стадии строительства).

Методика определения с учетом изменения ровности покрытия

1. Уточненный способ определения включает прогноз изменения ровности покрытия за счет неравномерной осадки основания насыпи в процессе эксплуатации за период .

2. Ровность покрытия оценивается глубиной неровности при заданной длине (рис. П.2.2, б и П.2.3, б).

3. Порядок прогноза изменения ровности следующий.

3.1. В качестве исходной информации необходимо иметь:

продольный профиль дна болота (или профиль поверхности малосжимаемой толщи, подстилающей сжимаемый слой);

характеристику сжимаемости грунта сжимаемой толщи (например, компрессионный модуль деформации );

значение проектной высоты насыпи на любом поперечнике;

величину удельного веса грунта насыпи .

Примечание. Точность прогноза будет зависеть от детальности получения профиля дна болота. Максимальная точность достигается при получения сплошного профиля дна, что может быть обеспечено при применении геофизических методов.

3.2. Ориентировочно назначают и задаются межремонтным сроком . Допускается при неоговоренных в задании сроках принимать:

= 7 лет - для дорог I-В - II-В категорий;

= 9 лет - для дорог III-В категорий;

= 10 лет - для дорог IV-В - V-В категорий.

3.3. Руководствуясь профилем дна болота и проектным продольным профилем земляного полотна, намечают, как показано на рис. П.2.4, расчетные участки (каждый из них состоит из двух смежных отрезков), дли которых сочетание длины и глубины неровности может оказаться самым неблагоприятным с точки зрения допустимых соотношений длин и глубин, определяемых по графику, рис. П.2.2, а и П.2.3, а. В качестве первого приближения можно предположить, что к наиболее неблагоприятным следует относить неровности, для которых ( и - уклон левого и правого участка неровности).

3.4. Для выбранных расчетных участков определяют (в соответствии со схемой, приведенной на рис. П.2.5):

1) конечные осадки поперечников, относящихся к этому участку, по формуле:

, (7)

где - мощность сжимаемого слоя;

2) конечные неравномерные осадки основания:

;

(8)

;

3) неравномерные осадки, соответствующие времени проведения ремонта покрытия:

;

(9)

;

4) неравномерные осадки, соответствующие времени устройства дорожной одежды:

;

(10)

,

где , - коэффициенты времени, определяемые известными методами прогноза консолидации;

5) расчетные неравномерные осадки за время эксплуатации до ремонта покрытия:

;

(11)

;

6) расчетные длины левого и правого участков неровности на поверхности сжимаемого слоя (, ), которые равны соответствующим участкам неровности минерального основания.

3.5. Принимая за расчетную длину неровности, последовательно каждый из участков , проверяют по графику рис. П.2.2, а и П.2.3, а соответствие условию:

, (12)

где - допустимая глубина неровности на поверхности основания.

В случае, если условие (8) соблюдается, расчет заканчивают.

Если условие не соблюдается, проводят корректировку исходных данных:

1) меняют (увеличивают) время строительства покрытия;

2) меняют (увеличивают) толщину насыпи.

Расчет повторяют до выполнения условия (12).

В случае невозможности дальнейшего увеличения времени строительства покрытия или же толщины насыпи в качестве мер по обеспечению требуемой ровности поверхности покрытия во время эксплуатации можно предусмотреть:

1) устройство обратной неровности на поверхности земляного полотна;

2) изменение сроков ремонта покрытия из условия достижения допустимых деформаций земляного полотна.