Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог

Напорные фильтрующие насыпи, имеющие большую водопропускную способность и требующие меньшего расхода камня по сравнению с безнапорными, целесообразно применять в местах пересечения логов.

17.6. Для фильтрующих насыпей следует предусматривать использование камней примерно одинакового размера, крупностью не менее 0,3 м, морозостойких, неразмягчаемых горных пород (см. приложение 1). В проектах необходимо учитывать, что заполнение пустот между камнями в теле фильтрующих насыпей камнями меньших размеров не допускается.

Сверху и с боков фильтрующей части насыпи следует предусматривать устройство изоляции из мха, неразложившегося или слаборазложившегося волокнистого торфа, дерна и других местных материалов толщиной слоя 0,1 м; изоляция укладывается на подготовку из щебня, гравия и камня переменных размеров слоем в 0,3 м. Тело фильтрующей части насыпи должно выступать с обеих сторон земляного полотна в виде берм не менее чем на 0,5 м.

Основание фильтрующей насыпи и русло водотока на 3 м в верхнем и нижнем бьефе должны быть укреплены от размыва в соответствии с расчетной скоростью движения воды через насыпь. При этом растительный слой на участках со слаборазмываемыми грунтами удалять не следует.

Если верх фильтрующей железнодорожной насыпи располагается на уровне бровки полотна, то над фильтрующей частью и на расстоянии 5 м в обе стороны от нее необходимо предусматривать отсыпку балластного слоя из щебня.

17.7. В проекте производства строительных работ следует предусматривать возведение фильтрующих насыпей способом свободной наброски рваного или скатанного камня, а в случаях применения плитного камня — укладку камней горизонтальными рядами с максимальным оставлением пустот.

17.8. Откосы земляного полотна до верха фильтрующей наброски необходимо укреплять одиночным мощением, бетонными или железобетонными плитами на расстоянии 2 м на входе и выходе от боковой грани фильтрующей насыпи.

17.9. С нагорной стороны фильтрующих насыпей при необходимости следует предусматривать илоудерживающие устройства в виде плетня, вала из камня высотой не менее 0,4 м, фашин и т.д., охватывающие полукольцом на расстоянии около 2 м сходное отверстие.

18. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, ВОЗВОДИМОГО В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

18.1. Участки земляного полотна, возводимого в зимнее время, необходимо определять на стадии разработки технического и техно-рабочего проекта и уточнять на стадии разработки рабочих чертежей.

18.2. В проектах необходимо учитывать, что на зимний период целесообразно относить следующие работы:

разработку выемок и карьеров в сухих песках, гравийно-галечных и скальных, предварительно разрыхляемых грунтах, а также возведение насыпей из таких грунтов на основаниях, прочностные, и деформативные свойства которых изменяются незначительно в результате их промерзания и оттаивания;

разработку в глинистых грунтах выемок глубиной более 3 м с перемещением грунта в кавальер или насыпь;

устройство насыпей на болотах;

устройство штолен и глубоких дренажных прорезей;

укрепление откосов насыпей регуляционных сооружений и русл рек каменной отсыпкой, бетонными массивами, плитами и т.п.

В течение зимнего времени не следует предусматривать:

разработку выемок в нескальных грунтах глубиной до 3 м;

возведение насыпей из резервов;

планировку земляного полотна из глинистых грунтов;

устройство неглубоких канав и русл.

18.3. Для насыпей, возводимых в зимнее время, допускается применять без ограничений следующие грунты из выемок или карьеров: скальные, крупнообломочные, крупный или средний песок. Допускаются также глинистые грунты, имеющие влажность не свыше границы раскатывания (для железных дорог) или не более 1,1 от оптимальной влажности (для автомобильных дорог), мелкие и пылеватые неводонасыщенные пески. Глинистые грунты полутвердой консистенции разрешается применять при отсутствии грунтов с меньшей влажностью, причем для верхней части насыпи необходимо использовать только талые грунты.

18.4. В проектах организации и производства работ необходимо учитывать специфику выполнения земляных работ в зимнее время и устанавливать следующие требования:

насыпи из всех грунтов необходимо возводить горизонтальными слоями на полную ширину поперечного сечения с уплотнением каждого слоя;

толщину отсыпаемого слоя насыпи назначать по результатам пробного уплотнения в зависимости от интенсивности отсыпки, температуры воздуха, дальности транспортировки грунта, типа и мощности уплотняющих машин;

уплотнение производить тяжелыми машинами (машинами трамбующего действия, решетчатыми катками и др.), независимо от способа отсыпки и высоты насыпи;

количество мерзлого грунта ограничивать, не допуская его содержания свыше 30% общего объема грунта, укладываемого в насыпь;

укладку в насыпь комьев мерзлого грунта не допускать, если их линейные размеры превышают 0,2 м или две трети толщины уплотняемого слоя;

мерзлый грунт в насыпи размещать равномерно, не допуская его укладку в виде гнезд и концентрацию мерзлых комьев в откосной части насыпи;

планировку насыпи следует выполнять только после полного оттаивания грунта;

верхнюю часть насыпей, а также слой грунта над верхом водопропускных труб на высоту не менее 1 м отсыпать только талым, глинистым или дренирующим грунтом;

для насыпей за задними гранями устоев и конусов насыпей у мостов применять только талый дренирующий грунт;

насыпи на поймах рек в пределах затопления, а также регуляционные земляные сооружения возводить в зимнее время только из скальных и крупнообломочных грунтов, а также крупного и средней крупности песков;

насыпи на затопляемых поймах должны быть отсыпаны до начала половодья на высоту не менее 0,5 м выше отметки ожидаемого горизонта высоких вод, с учетом высоты волны, а также выполнены предусмотренные проектом укрепления откосов;

необходимо вести журнал работ, проводить наблюдения за состоянием насыпи как во время производства работ, так и в весенне-летний период, до полного оттаивания грунта;

высота насыпей, возводимых в зимнее время, не должна превышать величин, приведенных в табл. 40.

Таблица 40

Климат района

Среднегодовая температура воздуха в град

Наибольшая высота насыпи из глинистых грунтов в м

1. Суровый

ниже ‑2

2,5

2. Холодный

От ‑2 до +1

3,5

3. Умеренный

От +1 до +5

4,5

4. Теплый

более +5

Без ограничения

Примечание. Температуру воздуха среднюю за год следует принимать по данным главы СНиП «Строительная климатология и геофизика».

18.5. При необходимости возведения в зимнее время насыпей или слоев мощностью более величин, указанных в табл. 40, следует предусматривать использование дренирующих грунтов, а при их отсутствии — разрабатывать индивидуальный проект насыпи из глинистого грунта. В последнем случае необходимо:

в качестве объектов для производства работ в зимнее время назначать насыпи на прочном основании (см. п. 2.24);

для железнодорожных насыпей предусматривать соответствующие запасы по высоте насыпи или ширине по верху;

предусматривать положение откосов или устройство берм, назначаемых по расчету;

проектировать верхнюю часть насыпей па высоту 1 м из талого грунта с отсыпкой этого слоя в теплое время года и уплотнением до установленных норм (см. п. 2.19), а при необходимости укладки пути в зимнее время — верхнюю часть насыпи толщиной не менее 0,8 м возводить из дренирующих грунтов.

18.6. Для железнодорожных насыпей, возводимых на полную высоту из глинистых грунтов при отрицательной температуре, необходимо предусматривать запас на осадку: до 5% высоты насыпи в районах с суровым и холодным климатом (см. табл. 40) и до 3% в районах с умеренным климатом.

19. ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО ДОРОГ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

19.1. Земляное полотно следует проектировать в соответствии с положениями разделов 1 — 8 и 11 — 18 настоящих Указаний с учетом свойств вечномерзлых грунтов, оттаивающих в основании насыпей и выемок или в откосах выемок и водоотводных канав, и наличия мерзлотных процессов (бугров пучения, термокарста, солифлюкции, наледей).

19.2. Земляное полотно в пределах участков с прочным основанием (см. п. 2.24) следует проектировать независимо от глубины, характера залегания и температуры вечномерзлых грунтов.

19.3. Величину осадок земляного полотна, время, необходимое для консолидации основания, а также мероприятия по обеспечению прочности и устойчивости земляного полотна на недостаточно прочном и слабом основаниях, в том числе в пределах участков с наличием подземных льдов, следует устанавливать по результатам расчетов.

В целях сокращения величины осадок целесообразно в проектах предусматривать: обоснованное назначение конструкции и высоты насыпей; инженерную подготовку оснований; соответствующую организацию строительных работ по возведению земляного полотна, при которой растительно-моховой покров не нарушается.

19.4. Минимальную высоту насыпей следует назначать с учетом предохранения земляного полотна от снежных и песчаных заносов (см. п. 3.12), а на участках с сырым и мокрым основанием — дополнительно от деформации, связанных с морозным пучением грунтов, по нормам табл. 18.

Высоту насыпей на слабом основании, в том числе в пределах участков с наличием подземных льдов, необходимо назначать по результатам расчетов с учетом опыта проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна дорог в аналогичных мерзлотно-грунтовых условиях.

19.5. Для насыпей на слабом и просадочном основаниях, в том числе на марях и болотах, в районах активного развития термокарста и на участках с наличием подземного льда, следует применять преимущественно скальные, крупнообломочные и песчаные грунты.

19.6. Устойчивость и прочность основания насыпей высотой до 1,0 м и основной площадки выемок на участках с глинистыми грунтами, приобретающими при оттаивании мягкопластичную, текучепластичную или текучую консистенцию, рекомендуется обеспечивать заменой глинистого грунта основания дренирующим грунтом.

Толщина слоя замены грунта определяется расчетом в зависимости от расчетных нагрузок, прочностных характеристик грунта основания, с учетом необходимости предохранения земляного полотна от неравномерного пучения при замерзании нижележащих слоев грунта.

19.7. Водоотводные устройства на участках с прочным и недостаточно прочным основанием следует проектировать согласно пп. 12.1 — 12.5 настоящих Указаний. На участках со слабым и просадочным основанием для отвода поверхностных вод следует проектировать водоотводные канавы с продольным уклоном не менее 0,004 и размещать их на расстоянии 5 — 10 м от подошвы насыпей. Если в пределах мари не может быть обеспечен продольный уклон канавы более 0,004, то водоотводные канавы можно не предусматривать, а насыпи проектировать из дренирующих грунтов. На участках с наличием грунтовых вод водоотводные устройства следует проектировать в комплексе с противоналедными устройствами.

19.8. Противоналедные устройства необходимо предусматривать на участках действующих наледей, а также в местах возможного появления их в период строительства и проектировать в соответствии со специальными Указаниями.

ПРИЛОЖЕНИЕ I

Подразделение скальных пород по степени выветриваемости

Груп­па пород

Степень вы­ветриваемос­ти

Наименование пород

Трещино­ватость

1

Сабовывет­ривающиеся

Глубинные и излившиеся магмати­ческие породы, за исключением по­рфировидных и крупнозернистых пород с размером отдельных зерен от 5 до 10 мм. Некоторые метамор­фические породы — кварциты, яшмы, мраморы, гнейсы рогово-об­манковые, магматиты, эклогиты, роговики, скарны, спилозиты.

Некоторые осадочные породы—песчаники, брекчии и конгломераты с очень прочной и стойкой цемента­цией (кремнистой, опаловой, желе­зистой, карбонатной), плотные опоки, доломиты, мелкомикрозер­нистые известняки с размером от­дельных зерен до 1 мм

Слабая и средняя трещино­ватость с наличием структу­рных бло­ков разме­рами более 0,3 м

2

Легковывет­ривающиеся неразмягчае­мые

Все породы 1-й группы при наличии структурных блоков размером ме­нее 0,3 м; крупнозернистые и пор­фировидные глубинные и изливши­еся породы; хлоритовые, тальковые, амфиболитовые и другие кристал­лические сланцы, филлитовые и глинистые сланцы; мергель с приме­сью глины до 50%; неразмягчаемые породы 3-й группы

Для пород 1-й группы — с разме­рами бло­ков менее 0,3 м; для других по­род — не­зависимо от трещи­новатости

3

Легковывет­ривающиеся, в том числе размягчае­мые

Мергель с содержанием глины от 50 до 70%, мергелистая глина с содер­жанием глины от 70 до 90%; мерге­листые, глинистые, глинисто-гипсо­вые и глинисто-мергелистые конг­ломераты, брекчии и туфобрекчии; глинистые и глинисто-гипсовые пе­счаники, туфы и туффиты, аргил­литы, алевролиты, трепел, мел и мелоподобные породы

Независи­мо от тре­щиноватости

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Метод стандартного уплотнения грунтов в лабораторных условиях

Таблица 41

Основные параметры приборов и способы

Прибор конструкции

уплотнения

Союздорнии

ЦНИИС

Диаметр цилиндра или кольца в мм для размещения образцов уплотняемого грунта

100

70

Высота цилиндра или кольца в мм

127

52

Вес груза в кг

2,5

2,5

Вес вертикальной стойки со штампом в кг

1,3 — 1,4

1,9

Высота падения груза в мм

300

300

Количество слоев, на которые разделяется образец грунта при уплотнении ударами груза

3

1

Количество ударов на каждый слой при уплотнении:

песков и супесей

25

20

пылеватых супесей, суглинков, глин

40

20

жирных глин

50

—

Целью стандартного уплотнения является определение практически максимальной плотности g_{ск.макс} и оптимальной влажности W_o грунта, при которой достигается максимальная плотность.

В качестве стандартного принят метод уплотнения образцов грунта с использованием приборов Союздорнии или ЦНИИС (рис. 41 и 42, табл. 41).

Прибор Союздорнии следует применять для испытания грунтов с содержанием до 5% частиц размером более 5 мм, прибор ЦНИИС — для ускоренного испытания грунтов с содержанием до 5% частиц размером более 2 мм.

Образец исследуемого грунта уплотняют 4 — 6 раз при систематически увеличиваемой влажности. Уплотнение целесообразно начинать при влажности несколько большей, чем влажность грунта в воздушно-сухом состоянии, но отличающейся не менее чем на 8 — 10 от оптимальной, ориентировочно равной: для песков — 8 — 13%; супесей — 9 — 15%; суглинков — 12 — 22%; глин — 16 — 26%.

Количество воды Q, необходимое для получения требуемой влажности грунта, определяют по формуле

Рис. 41. Схема прибора Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов

1 — подстаканник; 2 — разъемный цилиндр; 3 — верхний стакан; 4 — стойка с уплотнителем; 5 — груз; 6 — ограничительное кольцо; 7 — зажимное кольцо; 8 — зажимной винт

Рис. 42. Схема прибора ЦНИИС для стандартного уплотнения грунта

1 — подстаканник; 2 — металлическая пластина; 3 — кольцо; 4 — зажим; 5 — насадка; 6 — штамп; 7 — гиря; 8 — стержень; 9 — ограничительное кольцо

Q = P (W_тр - W_н) 0,01, (14)

где Р — вес грунта, подлежащего уплотнению, в г;

W_тр, W_н — влажность, соответственно требуемая и начальная, в %.

Опыты по уплотнению выполняют в следующем порядке. Вначале берут образец грунта в воздушно-сухом состоянии, размельчают и просеивают через сито с отверстиями 5 мм (для прибора Союздорнии) или 2 мм (для прибора ЦНИИС). Грунт, прошедший через сито, увлажняют до требуемой влажности, перемешивают, закладывают в цилиндр или кольцо прибора и уплотняют.