ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

17.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗЕМЛЯНОМУ ПОЛОТНУ

 

Земляное полотно является наиболее объемным и сложным по конструкции элементом автомобильной дороги. В зависимости от категории автомобильной дороги и типа дорожной одежды на 1 км требуется от 10 000 до 50 000 кг грунта.

От качества проектирования земляного полотна и дорожной одежды в большей степени зависят строительная стоимость автомо­бильной дороги и эксплуатационные расходы в процессе работы дороги.

Земляное полотно проектируют с учетом категории дороги, типа дорожной одежды, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грун­тов, используемых в земляном полотне, природных условий района строительства. Проектировать земляное полотно необходимо совмест­но с конструкцией дорожной одежды как единое инженерное сооруже­ние. Геометрические элементы земляного полотна и дорожной одежды должны соответствовать расчетной скорости движения и обеспечивать удобное и безопасное движение автомобилей.

Одним из основных требований, предъявляемых к земляному полотну, является обеспечение прочности и устойчивости всех его элементов.

Под прочностью земляного полотна понимается его способность сохранять при действии нагрузки от автомобилей и природных факто­ров приданные ему при строительстве форму и размеры.

Для обеспечения устойчивости земляного полотна его сооружают из пригодных грунтов и предусматривают отвод поверхностных и грунтовых вод.

На конструкцию земляного полотна влияют Местные природные условия. Степень увлажнения земляного полотна зависит от количест­ва выпадающих осадков по месяцам, толщины снегового покрова, температуры воздуха и почвы, степени заносимости дороги снегом.

Исходя из этого проектируют определенную форму земляного полотна для насыпи: при высоте насыпи до 2 -3 м откосы выполняют пологими с коэффициентами заложения 1: 3 или 1: 4; с увеличением высоты форма земляного полотна меняется й откосы выполняют более круты­ми 1: 1, 5.

Для обеспечения снегонезаносимости выемки проектируют раск­рытыми с пологими откосами.

Рельеф местности влияет на характер стока воды, степень увлаж­нения местности около земляного полотна. На открытых участках земляное полотно просыхает быстрее и водно-тепловой режим лучше.

При прохождении дороги через лес, кустарник, на участках высоких насыпей и глубоких выемок просыхание земляного полотна происхо­дит медленее, водно-тепловой режим значительно сложнее. На таких участках

 

 

насыпь необходимо проектировать из устойчивых грунтов с тщательным уплотнением в процессе строительства.

На высоту насыпи и тип укрепления земляного полотна влияют гидрологические условия, которые характеризуются стоком воды по поверхности земли в пределах полосы отвода. В равнинной местности сток затруднен, предусматривают боковые и водоотводные канавы. В пересеченной местности вода стекает быстрее, возникают большие скорости, происходит размыв существующих русл, оврагов, канав.

Конкретно в каждом случае решают вопросы по укреплению земляно­го полотна и проектированию водоотводных сооружений.

При необеспеченном стоке воды увеличивают высоту насыпи над уровнем стояния воды (см. п. 16.4).

При проектировании земляного полотна по косогорным участкам решают вопросы по устойчивости земляного полотна, возможности проектирования в полунасыпи-полувыемке с мероприятиями по укреплению подошвы насыпи или проектирования подпорной стенки.

Правильно построенное земляное полотно служит очень долго и должно сохранять проектное очертание в течение срока службы.

В результате воздействия нагрузок от земляного полотна и движу­щегося транспорта, поверхностных и грунтовых вод могут происхо­дить деформация земляного полотна, потеря правильных геометричес­ких очертаний. Грунт теряет свою несущую способность и обрушается от собственного веса. Причинами деформаций в земляном полотне могут быть: применение непригодных грунтов, повреждение откосов земляного полотна из-за недостаточного укрепления и большой крутизны, образование пучинистых участков, деформация земляного полотна на слабом основании.

Требуемая плотность грунтов в насыпях и в выемках нормируется по коэффициенту уплотнения грунта — отношению плотности скелета dп грунта - конструкции земляного полотна к максимальной плотности скелета dтах этого же грунта при стандартном уплотнении в лаборатор­ных условиях при оптимальной влажности, т. е.

В связи с различными условиями работы грунтов в верхней части земляного полотна, при высоких насыпях в средней и нижней частях коэффициент уплотнения грунта назначают в зависимости от дорож­но-климатической зоны, положения слоя грунта по высоте насыпи и типа покрытия (табл. 17.1).

При проектировании резервов фактический объем требуемого грунта для устройства насыпи

Ориентировочное значение коэффициента относительного уплотнения устанавливают по табл. 17.2 в зависимости от принятого коэффициента уплотнения и вида грунта земляного полотна.

Фактические объемы грунта необходимы для обмера при приемке земляных работ, определения сменной выработки землеройных машин и механизмов.

 

17.2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ. РАСПОЛОЖЕНИЕ ГРУНТОВ В ЗЕМЛЯНОМ ПОЛОТНЕ

 

 

Существует две классификации грунтов, применяемых для устройства земляного полотна: дорожная, которая характеризует грунты в зависимости от содержания в них количества песчаных и пылеватых частиц, по числу пластичности и содержанию фракций; по трудности разработки грунтов дорожными землеройными машинами, отчего зависит производительность механизмов.

По содержанию твердых частиц и характеру связи между ними грунты бывают: с пластичной связью между зернами - глинистые связные и малосвязные (табл. 17.3); без связи между зернами - щебеночные (крупнообломочные) и пески; с жесткой связью между зернами - полускальные и скальные.

Теоретически все грунты могут использоваться в дорожном строительстве. Однако для отдельных грунтов предусматривают некоторые конструктивные и технологические мероприятия по улучшению их свойств.

Крупнообломочные и песчаные грунты являются хорошим мате­риалом для всех слоев земляного полотна, особенно при слабых основаниях, на болотистых участках.

Для возведения земляного полотна не допускается применять: глинистые грунты, находящиеся в текучем состоянии, обладающие низкой прочностью; лессы, лессовые и лессовидные - разновидность глинистых пылеватых грунтов с повышенной пористостью, превыщающей 40 % (при увлажнении быстро размокают и проседают, легко размываются); мергели - переходную породу от известняка к глинам (при увлажнении набухают и размокают); сланцевые глины - плотные, слоистые (в воде быстро разрушаются, плохо уплотняются); торф - органо-минеральную массу, содержащую более 60 % растительных остатков (сильно сжимается); черноземы - грунты, содержащие гумус и разложившиеся растительные остатки (при увлажнении сильно набухают и теряют прочность); засоленные грунты - содержащие водорастворимые соли в количестве более 8 % при хлоридном и более 5 % при сульфатном засолении.

Супесь легкая - лучший грунт для устройства земляного полотна, плотно и легко укатывается, быстро просыхает; супесь пылеватая - малосвязный пучинистый грунт с высоким капиллярным поднятием воды, в водонасыщенном состоянии почти целиком утрачивает несу­щую способность, хорошо обрабатывается вяжущими материалами, малопригоден для строительства земляного полотна. Супесь пылева­тая тяжелая - типичный пучинистый грунт, легко переходит в плы­вунное состояние, хорошо разрабатывается, применяется редко в дорожном строительстве.

Суглинок легкий - связный грунт, подвержен процессам пучинообразования; суглинок легкий пылеватый - более подвержен капиллярному поднятию воды и более склонен к пучению, малопригоден для строительства земляного полотна; суглинок тяжелый пылеватый – мало пригоден для строительства земляного полотна; суглинок тяжелый - связный плотный грунт с малой водопроницаемостью, применяется как добавка к песчаным грунтам.

Глинистые грунты подвержены процессам набухания и усадки, очень трудны в разработке, практически водонепроницаемые. Глина песчанистая пригодна дл я строительства земляного полотна, глина пылеватая - малопригодна, глина жирная - непригодна.

В случае сооружения насыпи из неоднородных грунтов в нижнюю часть земляного полотна укладывают более глинистые грунты, а верхние слои устраивают из пригодных для дорожных работ супесей и суглинков. Пылеватые грунты в земляном полотне не применяют.

В последние годы в дорожном строительстве применяют грунты искусственного происхождения: отходы обогатительных фабрик, терриконы шахт, отходы ТЭЦ, формовочные земли. Применение этих грунтов освобождает полезные площади, занимаемые отвалами.

Земляное полотно в таких случаях проектируют по индивидуальным проектам с обеспечением водно-теплового режима и водоотвода.

Поверхностям слоев водонепроницаемых грунтов необходимо придавать двухскатный поперечный профиль от оси дороги с 'уклоном 20“ 40 %о.

Запрещается бессистемная отсыпка различных по свойству грунтов, так как это способствует образованию водонасыщенных линз и увлажненных наклонных поверхностей, по которым возможно оползание грунта. Разнородные грунты отсыпают горизонтальными слоями, отсыпка насыпи в виде замкнутого ядра из одного грунта не рекомендуется. При реконструкции земляного полотна не разрешается уширение насыпи из дренирующего грунта водонепроницаемым грунтом.

При устройстве выемки в неоднородном грунте необходимо предусматривать мероприятия для выпуска воды из водонепроницаемых грунтов или понижения уровня воды.

Грунты по трудности разработки землеройными машинами в естественном состоянии делятся на четыре группы, согласно Сборнику Е2, ЕНиР ’’Земляные работы”: I - легкоразрабатываемые, U - средней трудности разработки; III - тяжелые для разработки, IV - особо тяжелые для разработки.

 

 

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: