Приложение 2 (обязательное). Указания по расчетам и конструированию земляного полотна

Приложение 2
Обязательное

Указания по расчетам и конструированию земляного полотна

1. При индивидуальном проектировании земляного полотна оптимизация размеров и типов конструктивных элементов, обеспечивающих прочность основной площадки, устойчивость откосов, допустимые размеры осадок, сохранение заданной геометрии сооружения, производится на основании расчетов и выбирается на основании сравнения альтернативных строительных и эксплуатационных мероприятий по их обеспечению.

Методы расчетов принимаются по данным опыта проектирования и рекомендации научных исследований. Строительные и эксплуатационные мероприятия назначаются по ведомственным нормативным документам и методическим рекомендациям и могут включать технические (армирование, укрепление грунтов, защитные элементы) и технологические решения (регламенты отсыпки и разработки грунтов, уплотнение, сезонность работ).

2. Требования к уплотнению грунтов.

Требуемую в земляном полотне для песчаных и глинистых грунтов минимальную плотность сухого грунта следует определять по формуле:

(),

где - максимальная плотность сухого грунта, , определяемая по методу стандартного уплотнения (ГОСТ 22733-77);

K - минимальный коэффициент уплотнения, принимаемый по табл. П.2.1.

Таблица П.2.1

Вид земляного полотна		Глубина расположения слоя от основной площадки в м, для линий		Коэффициент K для линий***
		I, II категорий и дополнительных главных путей	III-IV категорий	I, II категорий и дополнительных главных путей	III-IV категорий
насыпь	Верхняя часть	до 1.0	до 0.5	0.98; 0.95*	0.95; 0.92
	Нижняя часть	более 1.0	более 0.5	0.95; 0.92*	0.95**, 0.90
Выемки, основания насыпей высотой до 0.5 м		0.5	0.5	0.98; 0.95*	0.95; 0.92

______________________________

* Для насыпей из однородных песков.

** На участках с сильно пересеченным рельефом, на участках периодического подтопления насыпей, а также в пределах участков длиной до 100 м на подходах к мостам.

*** Для подъездных путей минимальное значение коэффициента уплотнения устанавливается равным 0.90 по всей высоте насыпи.

При этом необходимо проверять пригодность грунта карьера (резерва) по условиям его влажности.

Для скоростных и особогрузонапряженных линий коэффициент уплотнения назначается для верхнего полуметрового слоя под основной площадкой 1.03, для нижележащих 0.98-1.0.

Уменьшение коэффициента уплотнения по сравнению с нормами, приведенными в таблице, допускается в случаях невозможности или нецелесообразности их достижения (при наличии грунтов повышенной влажности или грунтов малой влажности в засушливых зонах).

3. Расчет устойчивости земляного полотна.

Оценку общей устойчивости земляного полотна (насыпей и откосов выемок) рекомендуется осуществлять по первому предельному состоянию - несущей способности (по условиям предельного равновесия).

Устойчивость откосов должна быть проверена по возможным поверхностям сдвига (круглоцилиндрической или по другим, в том числе ломаным поверхностям) с нахождением наиболее опасной призмы обрушения, характеризуемой минимальным отношением обобщенных предельных реактивных сил сопротивления к активным сдвигающим силам.

Критерием устойчивости земляных массивов является соблюдение (для наиболее опасной призмы обрушения) неравенства:

, (2.1)

где - коэффициент сочетания нагрузок, учитывающий уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок;

Т - расчетное значение обобщенной активной сдвигающей силы;

- коэффициент условий работы;

- коэффициент надежности по назначению сооружения (коэффициент ответственности сооружения);

R - расчетное значение обобщенной силы предельного сопротивления сдвигу, определенное с учетом коэффициента надежности по грунтам (коэффициента безопасности по грунтам).

Расчетные значения Т и R определяются с учетом коэффициента надежности по нагрузке (коэффициента перегрузки). Учет коэффициента надежности по нагрузке осуществляется путем умножения на него всех действующих сил (в том числе веса призмы обрушения или ее отсеков). Сейсмические нагрузки следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке , равным единице.

Значение коэффициента принимается при расчете устойчивости откосов выемок равным 1.1, а при расчете устойчивости насыпей 1.15.

В тех случаях, когда ухудшение устойчивости может произойти за счет уменьшения действующих сил, следует принимать .

Значения коэффициента надежности по грунтам () устанавливаются в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83, а также ГОСТ 20522-75.

Учет коэффициента надежности по грунтам осуществляется путем деления нормативных значений прочностных характеристик грунтов (удельного сцепления, угла внутреннего трения) на величину коэффициента надежности, устанавливаемую в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности, принимаемой .

Численные значения коэффициентов , , приведены в таблицах П.2.2-П.2.4.

Таблица П.2.2

Категория линий	Скоростные и особогрузонапряженные	I и II категорий	III категории	IV категории
Значение	1.25	1.20	1.15	1.10

Таблица П.2.3

Сочетание нагрузок	Основное	Особое (сейсмика)	Строительного периода
Значение	1.00	0.90	0.95

Таблица П.2.4

Методы расчета	Удовлетворяющие условиям равновесия	Упрощенные
Значение	1.00	0.95

При поиске наиболее опасной призмы обрушения за критерий устойчивости может быть принята зависимость для оценки коэффициента устойчивости () в следующем виде:

(2.2)

Полученные расчетом значения коэффициента устойчивости при соответствующем сочетании нагрузок не должны превышать величины более чем на 10% и его численное значение должны быть не менее чем 1.05*.

Для оценки воздействия землетрясений в районах с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов, расчеты устойчивости откосов следует выполнять по выражению (2.1) с учетом величины сейсмической силы, прикладываемой к призме обрушения (или ее отсекам), определяемой по выражению:

, (2.3.)

где: - коэффициент сейсмичности (равный 0.025; 0.05; 0.10 соответственно для интенсивности расчетного сейсмического воздействия 7, 8 и 9 баллов);

G - вес призмы обрушения (или ее отсеков) с учетом влияния коэффициента надежности по нагрузке.

Угол наклона вектора сейсмичности силы к горизонту принимается наиневыгоднейшим для устойчивости - обычно параллельно поверхности смещения призмы (или ее отсеков).

Устойчивость откосов можно считать обеспеченной, если условия, определяемые формулой (2.1), удовлетворяются, в противном случае принимается решение о перепроектировке очертаний земляного полотна, устройстве берм, контрбанкетов и т.д. либо о стратегии восстановления его при землетрясении.

______________________________

* При расчетах насыпей, сооружаемых из мелких и пылеватых песков и супесей с высоким уровнем динамического воздействия (скорости более 120 км/ч, 8-ми осный подвижной состав) величина должна быть не менее 1.25.