Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение Б
Расчет насыпи на устойчивость
Б.1 Устойчивость насыпи обеспечивается ее высотой, при которой ВГММГ будет сохраняться в критический по балансу тепла год не более одного раза в 11 лет на требуемой (допустимой) глубине и осадка насыпи при этом в оттаявшие грунты основания не будет превосходить допустимой величины.
На рисунке Б.1 приведена блок-схема расчета насыпи на устойчивость.
Б.2 Ориентировочные значения допустимой осадки , см, для дорожных одежд:
- капитального типа с цементобетонным покрытием - 2;
- с асфальтобетонным покрытием - 4;
- со сборным цементобетонным покрытием - 10;
- облегченного типа с усовершенствованным покрытием - 6;
- переходного типа - 10;
- низшего типа - 15.
Б.3 При проектировании насыпи по 1-му принципу осадка в процессе эксплуатации дороги не допускается. В этом случае
, (Б.1)
где H - высота насыпи, м;
- глубина сезонного оттаивания конструкции, включающей земляное полотно и дорожную одежду, м.
Б.4 Для конструкции насыпи, состоящей из двух или трех слоев с резко отличающимися теплофизическими характеристиками, глубину сезонного оттаивания каждого слоя рассчитывают по формулам:
верхнего (дорожная одежда)
; (Б.2)
нижнего (материал основания или грунт земляного полотна)
; (Б.3)
нижнего (грунт земляного полотна или основания)
, (Б.4)
где , , - глубина сезонного оттаивания соответственно верхнего и нижних слоев, м;
- нормативная глубина сезонного оттаивания 1-го, 2-го и 3-го слоев, определяемая по СП 25.13330;
- поправочный коэффициент на расчетную влажность материала дорожной, одежды и грунта насыпи, принимается по графикам на картах (рисунки Б.2, Б.3);
- коэффициент, учитывающий интенсивность оттаивания материала дорожной одежды; принимают для песка - 1,0, крупного чистого песка - 1,05, песка с гравием - 1,13, гравия и гальки - 1,21, щебня и дресвы - 1,25, асфальтобетона - 1,30, цементобетона - 1,37.
Б.5 Влажность слоев дорожной одежды и грунта насыпи при определении значения в расчетах принимают близкой к оптимальной, %:
цементобетонное покрытие |
2 |
асфальтобетонное покрытие |
1 |
основание под покрытие: |
|
песчаное |
6 |
щебеночное |
4 |
из гравийно-галечникового и щебенистого грунта |
5 |
из песка: |
|
мелкого и среднего |
8 |
пылеватого |
10 |
из супеси |
12 |
из суглинка |
15 |
из глины |
20 |
С учетом формул (Б.2) - (Б.4) глубину сезонного оттаивания конструкции насыпи определяют по методу эквивалентных слоев:
при двух слоях:
; (Б.5)
при трех слоях:
, (Б.6)
Б.6 При проектировании насыпи по 2-му принципу высоту насыпи вычисляют по формуле
(Б.7)
где - мощность деятельного (сезоннооттаивающего) слоя, устанавливаемая по данным изысканий или расчетом по формулам (Б.4) - (Б.6) при естественной влажности грунта, м;
e - относительная осадка грунта основания после его оттаивания под нагрузкой доли единицы, определяемая согласно СП 25.13330;
- строительная осадка, зависящая от сезона производства земляных работ, м, определяется согласно приложению В.
При наличии в основании насыпи глинистых грунтов с крупнообломочными включениями относительную осадку, определенную по графикам, корректируют с помощью коэффициента (таблица Б.1).
При сливающейся мерзлоте расчетную относительную осадку при оттаивании под насыпью органических грунтов принимают:
для торфяных грунтов: | |
лесотопяная залежь |
0,40; |
топяная залежь |
0,45; |
ненарушенного мохо-торфяного покрова, включая почвенный слой |
0,30; |
теплоизолирующих слоев из торфа и мха |
0,35. |
Таблица Б.1
Наименование грунтов |
Коэффициент, учитывающий содержание крупных фракций, % |
|
25-35 |
35-50 |
|
Супесь: |
|
|
легкая |
1,0 |
0,5 |
тяжелая пылеватая |
0,8 |
0,6 |
Суглинок: |
|
|
легкий |
0,8 |
0,6 |
тяжелый |
0,8 |
0,55 |
Глина |
0,8 |
0,55 |
Б.7 Если предусмотрено предварительное оттаивание и осушение грунтов основания, то высоту насыпи вычисляют по формуле
(Б.8)
где - глубина предварительного оттаивания грунтов основания до возведения земляного полотна, м;
- осадка грунтов основания после предварительного оттаивания под действием собственного веса, м;
, (Б. 9)
где - коэффициент оттаивания грунтов; определяют экспериментально или принимают по Б.7;
- коэффициент уплотнения грунтов основания, ; определяют экспериментально или принимают по таблице Б.2 настоящего приложения;
- плотность талого грунта, .
Таблица Б.2
Грунт |
, |
|
Глина, суглинок тяжелый пылеватый |
0,05-0,08 |
0,07-0,12 |
Суглинок легкий, легкий пылеватый |
0,03-0,05 |
0,06-,09# |
Суглинок с включением гравия |
0,01-,03# |
0,03-0,05 |
Супесь пылеватая, легкая |
0,02-0,04 |
0,04-0,06 |
Песок пылеватый |
0,01-0,02 |
0,02-0,03 |
Значения коэффициентов и для торфов определяют по рисунку Б.8.#
Б.8 При использовании геотекстиля в конструкциях насыпей их высоту, полученную по формулам (Б.1), (Б.7), умножают на коэффициент , учитывающий охлаждающее влияние геотекстильной прослойки на глубину оттаивания принятой конструкции насыпи.
Б.9 Высоту насыпей H, м, проектируемых с теплоизолирующим слоем из искусственных материалов в основании, вычисляют по формуле
, (Б.10)
где - нормативная глубина сезонного оттаивания грунта насыпи, м; определяется по СП 25.13330.
h - толщина теплоизолирующего слоя, м;
, - коэффициенты теплопроводности соответственно теплоизоляционного материала и грунта насыпи, определяют по СП 25.13330;
С, - удельная теплоемкость соответственно теплоизоляционного материала и грунта насыпи, , определяемая согласно СП 25.13330;
1,5 - коэффициент, м.
Пример 1. Автомобильную дорогу в районе пос. Ямбург ( дорожно-климатическая подзона) проектируют по 1-му принципу. Грунт в основании насыпи - тяжелый суглинок влажностью 40% и с числом пластичности . Предусмотрено возведение насыпи из мелкозернистого песка. Покрытие дороги - сборное из железобетонных плит типа ПАГ-14 толщиной 14 см, укладываемых на укрепленное цементом песчаное основание толщиной 16 см. Требуется определить высоту насыпи.
Расчет ведут по формуле (Б.1).
Поскольку насыпь состоит из трех слоев, то определяют глубину оттаивания каждого слоя:
- верхнего (покрытие) - по формуле (Б.2), где м (по рисунку Б.2); поправочный коэффициент на влажность (2%) ; :
м;
- нижнего (укрепленное песчаное основание) - по формуле (Б.3), где м (по рисунку Б.2); поправочный коэффициент на влажность (6%) :
м;
- нижнего (мелкозернистый песок насыпи) - по формуле (Б.4), где м (по рисунку Б.4);# поправочный коэффициент на влажность (8%) песчаного грунта, подстилаемого глинистым, :
м.
По формуле (Б.6) для трехслойной конструкции
м.
Если учесть, что толщина дорожной одежды - 0,3 м, то земляное полотно следует отсыпать на высоту
Н = 2,28 - 0,30 = 1,98 м.
Пример 2. Исходные данные те же, что и в примере 1.
Насыпь проектируют по 2-му принципу с прослойкой геотекстиля в нижней части. Насыпь возводят в летний период. Требуется определить высоту насыпи.
Расчет ведут по формуле (Б.7).
Показатель м. Так как нет данных изысканий, определяют мощность деятельного (сезоннооттаивающего) слоя м, поправочный коэффициент на влажность (40%) ;
получаем: м.
Допустимая осадка сборного цементобетонного покрытия (Б.2) м. Относительная осадка при оттаивании глинистых грунтов основания при W = 40% и по графику (рисунок Б.2) е = 0,07.
Строительная осадка согласно расчетам по формуле (Б.7) составляет м.
Тогда высоту насыпи H, м, вычисляют следующим образом:
м.
Высоту насыпи с учетом слоя геотекстиля H, м, вычисляют следующим образом:
м.
Если учесть, что толщина дорожной одежды 0,3 м, то земляное полотно следует отсыпать на высоту
Н = 1,76 - 0,30 = 1,46 м.
Пример 3. Автомобильную дорогу в районе г. Салехарда проектируют с асфальтобетонным покрытием. По данным изысканий, супесчаный грунт основания имеет влажность 18%, а, по данным лабораторных испытаний, , .
После снятия мохорастительного покрова с дорожной полосы и устройства водоотводных канав за год до начала основных работ влажность супесчаного грунта основания в результате осушения снизилась до 16%.
Дорожная одежда включает двухслойный асфальтобетон толщиной 10 см на щебеночном основании толщиной 15 см, подстилаемом слоем гравийно-песчаной смеси толщиной 15 см. Земляное полотно предусмотрено отсыпать из крупнозернистого песка. Требуется определить высоту насыпи, которую вычисляют по формуле (Б.8).
Поскольку насыпь состоит из трех слоев, то определяют глубину оттаивания каждого слоя:
- верхнего (покрытие) - по формуле (Б.2), где м (по рисунку Б.1), поправочный коэффициент на влажность (1%) ; :
м;
- нижнего (основание) - по формуле (Б.3), где м (по рисунку Б.2), поправочный коэффициент на влажность (5%) :
м;
- нижнего (грунт земляного полотна) - по формуле (Б.4), где м (по рисунку Б.4 поправочный коэффициент на влажность (8%) песчаного грунта, подстилаемого глинистым, :
м.
Определяют глубину предварительного оттаивания грунта основания до возведения земляного полотна по рисунку Б.3, поправочный коэффициент на влажность (16%) :
м.
По формуле (Б.6) для трехслойной конструкции
м.
Допустимая осадка м (см. подраздел Б.2).
Относительная осадка е = 0,05 по графику (рисунок Б.7)# при влажности 16% и .
Осадку грунтов S, после предварительного оттаивания вычисляют по формуле (Б.9), определив по Б.7 коэффициенты , и (; ):
м.
Высота насыпи
м.
Учитывая, что толщина дорожной одежды - 0,4 м, высота земляного полотна будет равна
Н = 1,56 - 0,40 = 1,16 м.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.