Повышение устойчивости откосов земляной полотна
Реконструкция автомобильных дорог
3.68.При реконструкции автомобильных дорог следует соблюдать следующие правила:
Стремиться к максимальному использованию существующей дороги и, по возможности, не допускать тонких присыпок с двух сторон земляного полотна.
Уширение земляного полотна путем присыпок с двух сторон допускается только в случаях использования существующей дорожной одежды и при малых высотах насыпей, устраиваемых с пологими откосами для улучшения обтекания их снеговетровым потоком. В остальных случаях уширение земляного полотна следует предусматривать за счет присыпки с одной стороны, что упрощает земляные работы и обеспечивает более высокое их качество. В целях создания условий для применения дорожных машин (автогрейдеров, катков и т.д.) величину уширения допускается увеличивать по сравнению с требуемым уширением по расчету для данной категории дороги.
При насыпях высотой до 2 м, симметрично уширяемых с двух сторон, когда дорожная одежда располагается на существующем полотне, для досыпки можно применять любые грунты. При том же способе уширения, но при высоте насыпей более 2 м, пригодны только песчаные грунты, а на сухих участках допускаются супеси. Во всех случаях для уширения насыпей следует принимать грунты, имеющие коэффициент фильтрации больший, чем грунт существующего земляного полотна.
На полосе, занимаемой уширением, а также на откосах насыпей и выемок, подлежащих досыпке или срезке, необходимо предусматривать снятие растительного слоя и перемещение его на границу полосы отвода.
Если высота насыпи менее 2 м, то для обеспечения надежного сцепления досыпаемых грунтов с грунтом существующего земляного полотна достаточно предусмотреть разрыхление грунта откосов или нарезку на них борозд глубиной 0,2 — 0,25 м. При более высоких насыпях необходимо предусматривать нарезку на откосах уступов высотой до 1,5 м, придавая им уклон 50%о в сторону дороги, если насыпь сложена из песчаных грунтов, или в полевую сторону, если насыпь сложена из глинистых грунтов.
На косогорных участках (полувыемка-полунасыпь) уширение земляного полотна следует предусматривать, как правило, за счет срезки верхового откоса, что обеспечивает необходимую устойчивость земляного полотна. В случаях когда срезка верхового откоса вызывает чрезмерно большие объемы земляных работ или приводит к нарушению устойчивости откоса, уширение земляного полотна следует предусматривать за счет присыпки к низовому откосу земляного полотна с устройством в необходимых случаях подпорных стенок.
Если в полосе уширения земляного полотна имеются водоотводные канавы, то до начала работ по уширению следует предусматривать послойную засыпку канав с тщательным уплотнением таким же грунтом, какой был удален из них при постройке.
При реконструкции горных дорог вместо уширения существующего земляного полотна может предусматриваться строительство раздельной проезжей части на самостоятельном земляном полотне. При этом должны быть соблюдены требования к плавности сопряжения участков дороги, чтобы положение оси раздельных участков являлось закономерным продолжением смежных участков объединенной дороги.
Во всех случаях способ уширения земляного полотна должен приниматься на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.
При любом способе уширения земляного полотна должно быть обеспечено надежное сопряжение присыпаемого грунта со слежавшимся грунтом существующей насыпи.
При уширении земляного полотна должны предусматриваться мероприятия по благоустройству полосы отвода (засыпка глубоких канав и резервов, декоративное озеленение полосы отвода, ликвидация деревьев, расположенных ближе 5 м от края проезжей части).
При реконструкции автомобильных дорог должно обеспечиваться условие по минимальному возвышению поверхности покрытия над источниками увлажнения и средним многолетним уровнем снегового покрова. Если требуется сравнительно небольшое поднятие земляного полотна (на 20 — 30 см), то при хорошо сохранившейся дорожной одежде и отсутствии пучин можно ограничиться только усилением дорожной одежды. При этом должен быть предусмотрен надежный поверхностный водоотвод от земляного полотна.
3.69. Если на реконструируемых дорогах имеются пучинистые участки с деформациями земляного полотна и дорожных одежд, то в проекте следует предусматривать переустройство таких участков с устранением причин пучинообразования. В этих случаях могут предусматриваться следующие мероприятия:
устранение источников увлажнения земляного полотна путем организации поверхностного водоотвода с придорожной полосы, понижения уровня грунтовых вод или перехвата грунтовых вод, поступающих со стороны косогора;
замена пучинистых грунтов устойчивыми грунтами;
прерывание поднятия воды из увлажненных глубинных слоев грунта путем устройства в земляном полотне водонепроницаемых прослоек или прослоек из дренирующих грунтов;
предохранение земляного полотна от промерзания путем устройства под дорожной одеждой теплоизолирующих прослоек.
Выбор противопучинных мероприятий должен производиться на основе технико-экономического анализа их эффективности.
Во всех случаях противопучинные мероприятия должны сопровождаться укреплением обочин, исключающим просачивание через них воды в основание дорожной одежды.
3.70. При проектировании реконструкции автомобильных дорог нередко приходится решать вопросы, связанные с укреплением сохраняемых откосов земляного полотна и повышением их устойчивости.
Поверхностные деформации откосов следует засыпать грунтом земляного полотна. Для этого необходимо предусматривать нарезку на откосе борозд с учетом глубины сплыва и укладку грунта горизонтальными слоями с тщательным уплотнением.
В местах выхода на откосы выклинивающихся родников необходимо предусматривать устройство трубчатой дрены диаметром 0,15 м с обратным фильтром из чистого морозостойкого щебня или гравия с отводом воды в понижения местности. С этой целью предусматривают подрезку откоса снизу с устройством полки шириной 1 — 3 м (в зависимости от глубины выемки) и после устройства дрены засыпку ее морозо- и водоустойчивым грунтом (рис. 104, а).
Для повышения устойчивости верхней части откоса глубокой выемки следует предусматривать устройство перехватывающего дренажа глубиной до 3 м на расстоянии не менее 5 м от ее бровки (рис. 104, б).
В случаях полного нарушения устойчивости откосов выемок решения по их укреплению следует принимать индивидуально после подробных инженерно-геологических обследований.
В целях повышения устойчивости откосов, сложенных из легко выветривающихся грунтов, следует предусматривать устройство с низовой стороны упорной призмы из галечника, гравия или гравелистого песка (рис. 104, в).
Рис. 104. Мероприятия по повышению устойчивости откосов земляного полотна автомобильных дорог
а — устройство полки; б — сооружение заоткосного дренажа; в — устройства упорной призмы; 1 — кювет; 2 — откос в водоносном слое; 3 — полка; 4 — водоносный слой; 5 — суглинок; 6 — депрессионная кривая; 7 — водоупорный слой; 8 — трубчатый дренаж; 9 — сплав увлажненного откоса; 10 — надоткосный дренаж; 11 — упорная призма
После проведения указанных мероприятий по повышению устойчивости откосов следует предусматривать укрепление поверхности откосов посевом трав, грунтом, обработанным битумной эмульсией, сборными бетонными элементами и другими средствами и сооружениями.
Земляное полотно включает следующие элементы:
верхнюю часть земляного полотна (рабочий слой) — часть полотна, располагающегося в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части;
основание насыпи — массив грунта в условиях естественного залегания, располагающийся ниже насыпного слоя, а при низких насыпях — и ниже границы рабочего слоя;
основание выемки — массив грунта ниже границы рабочего слоя;
устройства для поверхностного водоотвода;
то же, для понижения или отвода грунтовых вод (дренаж);
поддерживающие и защитные геотехнические устройства, предназначенные для защиты земляного полотна от опасных геологических процессов (эрозии, абразии, селей, лавин, оползневых явлений, термокарста, солифлюкции и т.п.).
Дата добавления: 2016-02-09 ; просмотров: 2667 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Повышение устойчивости откосов земляной полотна
Для проверки устойчивости откосов производятся специальные расчеты. В проектных организациях для расчетов устойчивости откосов земляного полотна используют электронные вычислительные машины.
Устойчивость откосов зависит от высоты насыпи, крутизны откосов и рода грунта или точнее от физических характеристик грунта. К этим характеристикам относятся объемный вес, сцепление и трение между частицами грунта. В свою очередь эти характеристики тесно связаны с влажностью грунта: в сухом грунте они лучше, а во влажном хуже. Вот почему так важно обеспечивать надежный отвод воды. Нужно, чтобы вода нигде не застаивалась, ибо сильно- и долгосмачиваемый грунт теряет свою устойчивость.
Для того чтобы повысить устойчивость высоких насыпей, их откосам придают ломаное очертание; после каждого перелома устраивают все более пологий откос. Например, если верхняя часть насыпи имеет откос крутизной 1:1,5, то ниже принимают крутизну 1:1,75, а иногда 1:2. При таких пологих откосах получается очень широкое основание насыпи. Нередко бывает выгоднее сделать насыпи берменную присыпку из грунта или возвести подпорную стену для поддержания более крутого откоса.
При возведении насыпи на косогоре в зависимости от поперечного уклона косогора рекомендуют различные по сложности меры для придания ей устойчивости. Если уклон находится в пределах 1:10 — 1:5, то ограничиваются перед отсыпкой насыпи снятием с основания дерна и вспашкой грунта. При уклоне 1:5 — 1:3 основание насыпи устраивают в виде уступов. При уклоне круче 1:3, помимо уступов, сооружают подпорные стены, контрбанкеты, контрфорсы.
Подпорные стены могут иметь различную форму. Для их устройства используют местные материалы. Контрбанкет отсыпают из камня, щебня, гравия, песка, а при затруднениях с этими материалами — даже из местного грунта. Контрфорсы (рис. 1.6) — отдельные массивы из бетона или камня, врезанные в откос, поддерживают не только тот грунт, который расположен над ними, но и грунт, находящийся между ними, за счет трения грунта о стенки контрфорсов. Возможно исполнение контрфорсов в виде контрфорснодренажных прорезей, которые еще и осушают грунт.
Если потеря устойчивости откосов связана с повышенной влажностью грунтов, то принимают меры для осушения этих грунтов или их укрепления.
Насыпи на поймах рек¹ устраивают так, чтобы бровка их была выше самого высокого уровня воды (с учетом подггора и высоты набегающих волн) не менее чем на 0,5 м.
Учитывая, что при насыщении водой насыпь может стать менее устойчивой, чем в сухом состоянии, откосы ее делают более пологими, чем обычно, а при необходимости устраивают и берменные присыпки. Кроме того, для защиты насыпи от размыва ее откосы покрывают одеждами. Важную роль в защите пойменных насыпей от размыва играют регуляционные сооружения: дамбы, траверсы, буны, запруды.
Если мосты или трубы, к которым примыкает пойменная насыпь, не справляются с пропуском воды, то возможен или размыв насыпи, или переливание воды через путь со всеми вытекающими последствиями.
Чтобы не допустить засорения и загромождения труб и малых мостов (стогами сена или соломы, корчагами, деревьями), перед ними устраивают ограждения в виде частокола из свай. Осенью отверстия этих искусственных сооружений прикрывают щитами для предупреждения заноса их снегом.
Насыпи на засоленных грунтах требуют следующих профилактических мер. Если основание насыпи не обводняется грунтовыми водами или оно располагается выше высоты подъема таких вод по капиллярам, то при постройке насыпи срезают засоленный грунт в ее основании. При близкорасположенных грунтовых водах грунт срезают не только под основанием насыпи, но и в зоне берм и водоотводов. При этом в случае использования для возведения насыпи глинистых грунтов нижнюю часть насыпи отсыпают из песка на высоту около 1 м. Эта дренирующая постройка играет роль капиллярного прерывателя.
Насыпи на болотах устраивают с учетом типа болота. Различают три типа болот: 1 тип — болота, заполненные торфом устойчивой консистенции (такой торф может сжиматься, но не выдавливаться); 2 тип — болота, заполненные торфом неустойчивой консистенции; 3 тип — болота, заполненные илом и болотной водой («бузой») и покрытые торфяной коркой (сплавиной).
На болотах 1 типа возможно либо полное выторфовывание, либо частичное выторфовывание, либо обжатие торфа (без предварительного выторфовывания²) при устройстве насыпи. Если применяются глинистые грунты, то в нижней части насыпи делают капиллярный прерыватель из песчаного грунта. Водоотводные канавы устраивают с минимальной глубиной и с шириной по дну 0,8 м. Высота Н насыпи над поверхностью болота зависит от глубины выторфовывания. Так, при V = 2,0 м Н = 1,2 — 1,5 м; при V = 1,5 м Н = 1,6 — 2,0 м; при V = 1,0 м Н = 2,1 — 2,5 м.
На болотах 2 типа (рис. 1.7) насыпи опускают на минеральное дно болота; вместо канав устраивают торфоприемники прямоугольного сечения.
На болотах 3 типа насыпи тоже, как правило, опускают на минеральное дно. Для их возведения используют дренирующий грунт. Продольные откосы делают положе (1:1,75 — 1:2, лишь для насыпей из камня и щебня 1:1,5). В прежнее время на болотах при мощной сплавине насыпи возводились на сланях, т. е. на настилах из бревен. Возможно применение песчаных свай. Допустимая (наибольшая) поперечная крутизна минерального дна болота, т. е. в направлении, перпендикулярном оси пути (чтобы не было сползания по наклонной поверхности), принимается для болот 1, 2 и 3 типов соответственно 1:10, 1:15, 1:20. Если поперечная крутизна минерального дна болота превышает допустимую, то насыпи проектируют по индивидуальным проектам. При текущем надзоре за насыпями на болотах главное внимание должно быть уделено содержанию канав (ликвидации застоев воды).
—————————
¹ Поймами рек называются площади берегов, которые затопляются водой в период весенних паводков.
² В этом случае у подошвы откосов насыпи в торфе делают продольные прорези.
