Страница 5: Методические рекомендации по разработке выемок в глинистых грунтах влажностью выше оптимальной и использованию этих грунтов для возведения насыпей автомобильных дорог (33049)

Строят график зависимости K = f (W) (см. рис. 5.1) при различных значениях крутизны откоса mi насыпи высотой Н. Если для расчетного значения mi (при данной влажности грунта в выемке) не соблюдается условие К = Ктр, то следует запроектировать армирующие прослойки. Для этой цели на оси абсцисс этого же графика устанавливают значение влажности, которому соответствует при рассмотренных условиях значение К1 = Ктр. По графику зависимости сцепления и угла внутреннего трения от влажности (см. рис. 5.1, б) находят расчетные значения Стр и tg тр, которые соответствуют требуемому коэффициенту общей устойчивости откосов проверяемой конструкции насыпи.

Далее общую мощность армирующих прослоек hi в теле насыпи высотой Н и крутизной mi устанавливают по рис. 6.1 или по формулам:

где tg гр, Сгр, tg тр, Стр - расчетные и требуемые значения прочностных характеристик грунта при К = Ктр;

tg n, Сп - расчетные значения прочностных характеристик грунта прослоек;

(см. рис. 6.1)

Рис. 6.1. Зависимость суммарной толщины прослоек hi

от параметра  для насыпей различной высоты:

1-20 м; 2-15 м; 3-12 м; 4-10 м; 5-8 м; 6-6 м; 7-4 м

При устройстве слоев из супесчаных грунтов последовательно выполняют расчет по обеим формулам - (6.2) и (6.3), а в качестве расчетных принимают большие значения hi. При использовании для прослоек песчаных грунтов для расчетов применяют формулу (6.3).

6.8. После определения расчетной суммарной толщины грунтовых армирующих прослоек устанавливают толщину отдельных слоев и их рациональное расположение в теле насыпи, используя метод КЦПС для многослойного откоса. При этом целесообразно применять ЭВМ и программы Союздорнии. Первоначальную толщину прослоек назначают 0,5-1,5 м, а расстояние между ними - 1-2 м.

Рациональное расположение прослоек в теле насыпи устанавливают на основе комплексных расчетов устойчивости, учитывая при этом изменение крутизны откоса и наличие берм.

Целесообразно назначать армирующие прослойки в нижней части насыпи. Толщина такой прослойки может быть определена следующим образом. На основе оценки общей устойчивости насыпи строится график зависимости коэффициента устойчивости от ее высоты при заданных допустимой влажности грунта и крутизне откоса. По графику определяют такую расчетную высоту Нр, при которой для указанных условий обеспечивается требование К = Ктр. Разность между расчетной и фактической высотой насыпи дает требуемую толщину прослойки в основании, которую располагают на 0,5-1 м выше уровня земли.

6.9. В целях усиления армирующих песчаных или супесчаных прослоек, а также исключения перемешивания их с грунтами повышенной влажности земляного полотна насыпи - тяжелыми суглинками и глинами - при коэффициенте их увлажнения 1,2 и более прослойки целесообразно устраивать в сочетании с геотекстильными элементами. Геотекстильный материал размещают в основании грунтовых прослоек.

6.10. При назначении армирующих грунтовых прослоек и размещении их в активной зоне насыпи следует учитывать снижение общей величины осадки за счет уменьшения толщины расчетного слоя в активной зоне на толщину прослойки (см. разд. 5).

6.11. Прослойки из песчаных и супесчаных грунтов могут выполнять только технологические функции обеспечивать проезд построечного транспорта, предупреждать колееобразование и другие деформации от землеройно-транспортных машин. Толщину прослоек из суглинков тяжелых и глин при допустимых коэффициентах увлажнения назначают соответственно 0,5 и 0,3 м при условии их армирования геотекстильным материалом.

6.12. Необходимость устройства берм устанавливают расчетом по общей методике (см. разд. 5). Расчетом обосновывают также расположение берм по высоте насыпи, их ширину и крутизну откосов разделяемых частей насыпи. Как правило, бермы целесообразно назначать в ее нижней, контрфорсной части в зависимости от рабочей отметки земляного полотна (рис. 6.2).

При применении ЭВМ для массовых расчетов устойчивости получают зависимости Кi = f (b) или Кi = f (Zi) при заданных Н0 и mi, где b и Zi - ширина бермы и горизонт ее расположения в конструкции; Н0 и mi - высота и крутизна откоса между бермами. Для Кi = Ктр определяют рациональную конфигурацию насыпи и допустимый коэффициент увлажнения.

При сооружении насыпи из глинистых грунтов дочетвертичного возраста расположение берм назначают также исходя из обеспечения местной устойчивости частей откосов между ними.

Рис. 6.2. Конструкция насыпи с бермами: 1 - растительный грунт (0,15 м);

2 - засев трав по слою растительного грунта толщиной 0,15 м; 3 - снимаемый растительный грунт

6.13. Для обеспечения местной устойчивости откосов насыпей их поверхность должна быть укреплена. В качестве основного способа укрепления следует использовать гидропосев трав по растительному грунту толщиной не менее 0,2 м. При использовании глинистых грунтов дочетвертичного возраста следует устраивать защитные слои из непучинистых грунтов во II дорожно-климатической зоне и неусадочных - в III. Защитный слой устраивают толщиной от 0,3 до 1 м (в последнем случае для жирных глин дочетвертичного возраста). Для уменьшения толщины защитного слоя он может быть армирован геотекстильным материалом.

Укрепление гидропосевом трав в этом случае назначают по поверхности защитного слоя.

7. Особенности технологии и организации работ

7.1. При разработке технологии сооружения земляного полотна и выборе, комплектов машин для рассматриваемых условий, наряду с требованиями основных нормативных документов по дорожному строительству, необходимо учитывать: наличие в источнике получения грунтов на различных горизонтах с различной степенью влажности от оптимальной до предельной, т.е. переувлажненных, удаляемых в большинстве случаев в кавальер; период разработки выемки и сооружения насыпи (сезон, условия работы в самом сезоне). При разработке технологии также устанавливают последовательность осуществления организационных, конструктивных и технологических мероприятий и опытным путем определяют эффективность предлагаемых в проекте технологий для фактических условий производства работ.

7.2. Организация разработки выемок из грунтов повышенной влажности и укладки их в насыпь должна включать два взаимоувязанных, но самостоятельных (с точки зрения технологии и механизации этих работ) процесса: сооружение земляного полотна и выполнение комплекса мероприятий, обеспечивающих его устойчивость и стабильность.

7.3. Выбор и назначение комплектов машин для выполнения основных земляных работ необходимо осуществлять на основе оптимизации плана перемещения грунта повышенной влажности, а также переувлажненного из выемок в насыпи или кавальеры с учетом: дорожно-климатической зоны строительства; сезона производства земляных работ; вида, состава и состояния грунта; необходимости выполнения специальных работ по его мелиорации; объемов земляных работ и характера их распределения по линейным и сосредоточенным объектам на конкретном участке строительства.

7.4. В проектах производства работ при использовании глинистых грунтов повышенной влажности с числом пластичности более 12 следует учитывать неизбежное снижение производительности землеройно-транспортных машин и возможности достижения норм плотности уплотняющей техникой в соответствии с табл. 7.1-7.3.

Таблица 7.1

х) Производительность машин указана в долях производительности при коэффициенте увлажнения грунта Kw = 1.

Таблица 7.2