Уширение основной площадки DВ определяют по формуле
DВ = 2m(Sн + Sо), (1)
где m - крутизна откоса балластной призмы, равная 1,5; Sн - осадка тела насыпи; sо - осадка основания насыпи.
При отсыпке насыпей талых и сыпучемерзлых грунтов при
Н Ј 2, Sн = 0, Sэ = (3 - Н) (1 - ), (2)
2 Ј H Ј 3, Sн = (H - 2) (1 - ), Sо = (3 - H) (1 - ), (3)
где rстр, rест - плотность грунтов тела насыпи и естественного основания в строительный период; rэн, rэо - плотность грунтов тела насыпи и естественного основания в эксплуатационный период.
Высота насыпей и глубина выемок
2.32. Высоту насыпей и глубину выемок назначают при проектировании продольного профиля с учетом инженерно-геологических условий, уклонов местности и проектных уклонов пути.
2.33. Запас высоты насыпей, сооружаемых на вечномерзлых термопросадочных грунтах, следует определять по формуле
DН = Н(1 -) + (2 - Н) (1- ), (4)
где Н Ј 2 - высота насыпи, м.
2.34. Для выемок глубиной более 8,5 м и насыпей высотой 0,7 м и более, а также на косогорах и сильнозаносимых участках пути постоянные снегозащитные устройства не предусматриваются.
2.35. Высота насыпей на подходах к мостам и трубам определяется в зависимости от проектных решений, размеров отверстий постоянных мостов и труб, а также водного потока.
Размеры отверстий постоянных мостов и труб, а также высоту пойменных насыпей надлежит определять по расчетному расходу воды в соответствии с уровнем воды при вероятности превышения 2%.
Расчет отверстий мостов и труб со сроком службы до 10 лет производится по расчетному расходу и уровню воды при вероятности превышения 10%.
Для искусственных сооружений, проектируемых на путях промышленных предприятий, где не допускается перерыв движения по условиям технологии производства, вероятность превышения расчетных расходов и уровня воды следует принимать 1%.
2.36. Вероятность превышения расчетных расходов и уровня воды для малых искусственных сооружений, расположенных на планируемых территориях и входящих в состав водоотводной сети, должны соответствовать вероятности превышения, принятой для расчета этой сети.
Вероятность превышения расчетных расходов для подводящих, отводящих и спрямляющих русел должна приниматься с учетом их значения и местных условий от 2 до 10%.
2.37. Отметку бровки насыпи следует определять с учетом толщины засыпки над сводами мостов, принимаемой не менее 0,7 м, а над плитами перекрытия всех типов сооружений должно быть не менее 1 м (для металлических гофрированных труб не менее 1,2 м), считая от поверхности свода или трубы до подошвы рельса.
2.38. Расстояние от высшей точки внутренней поверхности труб до поверхности воды в трубе при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть: в круглых и сводчатых трубах - не менее 1/4 высоты трубы; при высоте их до 3 м - не менее 0,75 м; при высоте трубы более 3 м - не менее 0,5 м; в прямоугольных трубах - не менее 1/6 высоты трубы.
2.39. Полунапорный, а при устройстве обтекаемых входных оголовков и напорный режим для труб допускается при наличии фундаментов и только в расчете на пропуск наибольшего расхода водотока.
Для труб, располагаемых в Северной строительно-климатической зоне, не допускается полунапорный и напорный режим, за исключением случаев расположения труб на скальных грунтах.
2.40. При проектировании плана и продольного профиля линии отверстия и высоту труб в свету следует назначать не менее 1 м, а при длине трубы свыше 20 м - не менее 1,25 м; в районах Северной строительно-климатической зоны - не менее 1,5 м независимо от длины трубы.
На планируемой территории в особых случаях допускается применять круглые трубы отверстием 0,75 м при их длине не более 25 м, прямоугольные трубы отверстием 0,5 м при их длине не более 15 м.
При наличии вблизи искусственных сооружений населенных пунктов или промышленной и другой застройки необходимо проверять расчетом безопасность строений и угодий от подтопления их водой.
2.41. При проектировании переездов и переходов в одном уровне допускается увеличивать отверстие мостов и труб для использования их в качестве пешеходных переходов, скотопрогонов и в случае технико-экономической целесообразности - для пропуска автомобильного транспорта.
2.42. При проектировании насыпей в районах распространения вечной мерзлоты их высоту следует назначать при соблюдении следующих условий:
снегонезаносимости земляного полотна;
возвышения бровки насыпи над уровнем воды расчетной повторяемости, подпора и высоты наката волны на откос на участках подтопления;
сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии на сильнопросадочных, низкотемпературных вечномерзлых грунтах;
возвышения основной площадки над капиллярным поднятием воды в теле насыпи с целью обеспечения динамической устойчивости;
исключения образования пучин на мокрых и обводненных основаниях.
Минимальную высоту насыпи назначают: на непросадочных и малопросадочных грунтах основания I и II категории термопросадочности из условия возвышения основной площадки выше капиллярного поднятия на 0,3 - 0,5 м; на просадочных и сильнопросадочных грунтах III - IV категории термопросадочности из условия сохранения естественного положения или повышения верхней границы вечной мерзлоты над насыпью; на участках повышенной снегозаносимости из условия возвышения бровки земляного полотна над поверхностью снежного покрова на 0,5 м, считая по замерам в марте-апреле над наивысшими элементами рельефа (ландшафтами) или кустарником, расположенными на расстоянии до 30 м от оси земляного полота; на участках подтопления - из условия возвышения бровки откоса на 0,5 м над расчетной высотой наката волны на откос.
Насыпи на сухом и прочном основании
2.43. Конструкции земляного железнодорожного полотна (насыпей) на сухом и прочном основании из глинистых грунтов проектируются высотой до 6 м с откосами по расчету, а более 6 м - с применением программы для автоматизированного расчета устойчивого поперечного профиля насыпей согласно прил. 2 (рис. 4).
2.44. Проектирование насыпей на прочном и устойчивом основании следует производить по типовым поперечным профилям:
при поперечном уклоне косогора не более 1:3, высотой насыпи до 12 м, сооружаемых из крупнообломочных, дренирующих и глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции (рис. 5);
при высоте насыпи до 6 м из глинистых тугопластичных грунтов (рис. 4, а);
при высоте насыпи до 20 м из камня (рис. 4, б).
Рис. 4. Конструкции насыпей
а - высотой до 6 м из глинистых тугопластичных грунтов; б - то же, высотой более 6 м; нижняя часть насыпи с пологими откосами; Н - высота насыпи
По типовым конструкциям проектируются насыпи на болотах: I - II типа глубиной до 4 м, II типа глубиной 4-6 м; при поперечном уклоне дна болота I типа - не более 1:10, II типа - 1:15, III типа - 1:20.
Насыпи на естественном основании из засоленных грунтов и в районах подвижных песков назначаются по индивидуальным проектам.
Для насыпей типовых конструкций используется грунт из карьеров, резервов, выемок, а также металлургический шлак.
2.45. Состав работ по подготовке оснований насыпей зависит от высоты насыпи, поперечного уклона местности, грунтов основания и включает: удаление дерна под насыпями высотой до 0,5 м - на равнинных участках местности и на косогорах крутизной до 1:10; под насыпями высотой до 1 м - на косогорах крутизной до 1:10 до 1:5; рыхление поверхности основания насыпей высотой более 1 м на косогорах крутизной от 1:10 до 1:5; удаление дерна и нарезка уступов шириной от 2 до 4 м, высотой до 2 м - на косогорах крутизной от 1:5 до 1:3 независимо от высоты насыпи (рис. 5).
Рис. 5. Конструкции насыпей
а - из крупнообломочных; б - дренирующих грунтов на косогорных участках крутизной от 1:5 до 1:3; 1 - нагорная канава; 2 - грунт насыпи; 3 - уступы на склоне
Подготовка основания не предусматривается для насыпей на косогорах, сложенных дренирующими грунтами и не имеющих растительного покрова. Необходимость подготовки основания насыпей, размещаемых на косогорах, сложенных скальными породами, следует устанавливать в зависимости от местных условий.
Уступам, в основании насыпей на косогорах следует давать уклон в низовую сторону 0,01-0,02. Стенки уступов при высоте насыпи до 1 м можно назначать вертикальными, а до 2 м - с уклоном 1:0,5.
Насыпи индивидуального проектирования
2.46. Конструкции земляного полотна индивидуального проектирования применяются при сложных инженерно-геологических условиях оснований и грунтов, из которых оно возводится, а поперечный профиль должен быть проверен расчетом по программам автоматизированного проектирования, приведенным в прил. 6.
2.47. Индивидуальному проектированию подлежат:
насыпи высотой более 12 м из крупнообломочных и глинистых твердых и полутвердых грунтов;
насыпи высотой более 6 м из глинистых тугопластичных грунтов;
насыпи высотой более 20 м из скальных материалов;
насыпи в пределах болот I и III типа глубиной более 4 м и болот II типа глубиной более 3 м;
насыпи, сооружаемые на болотах I типа при поперечном уклоне дна круче 1:10, II типа - 1:15, III типа - 1:20, а также в пределах болот с торфом различной консистенции, не поддающихся классификации;
насыпи в пределах участков со слабыми естественными основаниями, в том числе в местах размещения водопропускных сооружений, а также при выходе ключей в пределах основания; на участках временного подтопления, а также на участках пересечения водоемов и водотоков; на косогорах круче 1:5, сложенных скальными породами;
выемки в нескальных грунтах глубиной более 12 м и в скальных более 16 м при благоприятных инженерно-геологических условиях;
выемки глубиной менее 16 м в скальных породах при неблагоприятных инженерно-геологических условиях, в том числе при залегании пластов горных пород с уклоном более 1:3 в сторону полотна;
выемки в глинистых переувлажненных грунтах с коэффициентом консистенции более 0,5;
выемки, пересекающие водоносные горизонты;
выемки глубиной более 6 м в глинистых пылеватых грунтах в районах с избыточным увлажнением, а также в глинистых грунтах, резко снижающих прочность и устойчивость в откосах при воздействии климатических факторов;
насыпи, полунасыпи и выемки, проектируемые на участках развития оползней, осыпей, каменных россыпей (курумов), снежных лавин, селей и отвалов горных предприятий, а также карстовых воронок, провалов, наледей на склонах, подземного льда, в случае залегания в основании земляного полотна сильнонабухающих, просадочных и засоленных грунтов;
если земляное полотно (насыпи) сооружается методами гидромеханизации или взрывным способом.
2.48. В районах распространения вечномерзлых грунтов индивидуальному проектированию подлежат участки: производства земляных работ с использованием твердомерзлых песчаных грунтов (см. прил. 5); способом гидромеханизации; периодического подтопления и пересечения трассой водотоков; на косогорах крутизной до 1:3, сложенных грунтами III и IV категории термопросадочности, подверженных солифлюкционным процессам и оврагообразованию, из скальных, крупнообломочных и песчаных сыпучемерзлых грунтов III и IV категории термопросадочности; близкого залегания подземных вод; выемок, проектируемых в грунтах III и IV категории термопросадочности; выемок с переносом снега объемом более 200 м на 1 м пути; трасс, пересекающих бугры пучения; пересечения трассой дороги нефтегазопроводов, дорог и других сооружений.
Уплотнение грунтов в насыпи
2.49. В проектах земляного полотна следует предусматривать работы по уплотнению насыпей, сооружаемых из всех видов грунтов, кроме слабовыветривающихся скальных. Для верхней части насыпи, возводимой из скальных слабовыветривающихся грунтов, следует применять щебень.
Уплотнение скальных грунтов в насыпях из легковыветривающихся грунтов (аргиллитов, алевролитов, глинистых сланцев и т.п.), а также крупнообломочных грунтов, в том числе с глинистым заполнителем, производится: необходимым числом проходов уплотняющихся катков, определяемых по данным предварительного пробного уплотнения; ограничением толщины отсыпаемых слоев и размеров отдельных камней.
2.50. Необходимо предусматривать в проекте, насыпей запас высоты на осадку грунтов за счет их уплотнения в эксплуатационный период согласно табл. 9.
Таблица 9
|
Грунты насыпей и условия их уплотнения |
(Запас высоты насыпи от проектной, % |
|
Насыпи из скальных и крупнообломочных грунтов при послойной отсыпке с применением уплотняющих машин |
3 |
|
Насыпи из песчаных и глинистых грунтов, возводимые с коэффициентом уплотнения 0,9 |
1 - 2,5 |
|
Насыпи из глинистых переувлажненных грунтов |
2 - 3 |
|
Насыпи, отсыпаемые из скальных и галечно-гравийных грунтов в зимнее время |
8 - 10 |
|
Примечание. Большие значения относятся к насыпям, сооружаемым в сроки до 6 мес из грунтов с влажностью, близкой к предельно допустимой. |
2.51. Требуемую плотность песчаных и глинистых грунтов в теле насыпи , г/см3, определяют по формуле
= Ку rdmax, (5)
где rdmax - максимальная плотность грунта при оптимальной влажности, определяемая по методу стандартного уплотнения; Ку - минимальный коэффициент уплотнения, принимаемый 0,9 по всей высоте насыпи.
2.52. Уменьшение коэффициента уплотнения песчаных и глинистых грунтов по сравнению с нормативным допускается для насыпей в случаях, когда невозможно достижение этих значений по физическим свойствам грунтов с малой влажностью, в том числе сухих барханных песков или переувлажненных глинистых грунтов.
Уменьшение значения коэффициента уплотнения следует принимать на основе данных стандартного уплотнения, а также предусматривать дополнительные меры, обеспечивающие общую устойчивость земляного полотна и прочность его основной площадки с обоснованием решений технико-экономическими расчетами.
