8.7 Насыпи высотой 3 м и более на болотах I типа следует проектировать в соответствии с поперечными профилями, приведенными на рисунке 8.3 с использованием торфа в качестве естественного основания насыпи. При больших высотах насыпей и глубинах болот насыпи могут быть запроектированы с бермами с учетом технико-экономического обоснования.
При этом обязательной является проверка расчетом упругой осадки насыпей.
В случае превышения допустимого значения упругой осадки (см. п. 8.3) следует предусматривать усиление конструкции — увеличение толщины насыпи* за счет увеличения ее высоты или частичной замены торфа в основании насыпи грунтом.
_______
* Толщина насыпи определяется по оси пути и включает в себя: высоту насыпи над поверхностью болота, глубину траншеи выторфовывания и осадку торфа под насыпью.
8.8 Проверку непревышения допустимых упругих осадок следует проводить и при частичном выторфовании при высоте насыпи менее 3 м, если отношение толщины насыпи к толщине обжатого торфа в основании менее 3:1 на дорогах I—III категорий и менее 2:1 на дорогах IV категории и подъездных путях.
Методика расчета представлена в методических рекомендациях [12].
8.9 При оставлении торфа в основании насыпей (полном или частичном) объем земляных работ по возведению насыпей следует определять с учетом осадки насыпи вследствие сжимаемости торфа в ее основании.
Ориентировочно осадку основания насыпей высотой до 4 м на болоте глубиной до 4 м можно определять по нормам, приведенным в таблице 8.1.
Величину осадки у краев траншей выторфовывания S при проектировании насыпей из пылеватых песков и легких супесей (см. рисунок 8.2) допускается принимать равной 20 % толщины обжимаемого слоя торфа.
Осадку насыпей при любом сочетании их высоты и мощности слоев торфа в основании приближенно можно определить расчетом в соответствии с рекомендациями приложения Е.
На стадии технико-экономических исследований для предварительных расчетов при сравнении вариантов трасс, определении оптимального сочетания глубины выторфовывания и высоты насыпи над поверхностью болота можно также применять номограммы, приведенные в приложении Е.
а—из дренирующих грунтов; бив — из мелких и пылеватых песков, песчанистых супесей; 1:m — крутизна откосов траншеи выторфовывания (от 1:0 до 1:0,5)
Рисунок 8.1 — Поперечные профили насыпей высотой до 3 м с предварительным выторфовыванием на болотах 1 типа глубиной до 2 м при поперечном уклоне основания не круче 1:10
а — из дренирующих грунтов; б—из мелких и пылеватых песков, песчанистых супесей; 1 :m — крутизна откосов траншеи выторфовывания (от 1:0 до 1:0,5); /)„ — глубина траншеи выторфовывания; S — осадка насыпи
Рисунок 8.2 — Поперечные профили насыпей высотой от 2 до 3 м с частичным выторфовыванием на болотах I типа глубиной от 2 до 4 м при поперечном уклоне минерального дна болота не круче 1:10
а—из дренирующих грунтов; б — из мелких и пылеватых песков, песчанистых супесей
Рисунок 8.3 — Поперечные профили насыпей высотой более 3 м на болотах I типа глубиной до 4 м при поперечном уклоне минерального дна болота не круче 1:10
Таблица 8.1
|
Толщина обжимаемого слоя торфа, м |
Осадка S, % толщины обжимаемого слоя торфа под насыпями высотой |
|
|
|
< 3 м при частичном выторфовывании |
от 3 до 4 м на естественном основании |
|
2 От 2 до 4 |
40 35 |
50 40 |
Насыпи на болотах I—II, II и III типов
8.10 Насыпи из дренирующих грунтов на болотах I—II, II типов глубиной до 3 м следует проектировать с расчетом полного удаления торфа устойчивой консистенции и посадки насыпи на минеральное дно болота, применительно к поперечным профилям, приведенным на рисунке 8.4, а.
Глубину канав-торфоприемников следует назначать равной толщине растительно-корневого покрова, но не менее 1 м.
При использовании для сооружения насыпей на болотах I—II и II типов мелких и пылеватых песков и песчанистых супесей следует предусматривать полное удаление торфа в основании (рисунок 8.4, б).
Вырезается растительно-корневой покров, после чего разрыхляются нижележащие слои и удаляется всплывающий торф за пределы траншеи выторфовывания. Нижняя часть насыпи (ниже поверхности болота) сооружается путем отсыпки грунта в воду. При такой технологии взамен торфоприемников с двух сторон насыпи нарезаются водоотводные канавы. Указанные работы рекомендуется выполнять в зимнее время.
При проектировании насыпей на болотах всех типов, сооружаемых способом гидромеханизации, следует рассматривать варианты конструкции насыпи с пляжными откосами. Высоту пляжного откоса в месте сопряжения его с откосом насыпи следует принимать равной 1 м над основанием насыпи.
8.11 Насыпи на болотах III типа глубиной до 4 м следует проектировать, предусматривая использование минерального дна болота в качестве основания земляного полотна, с учетом предварительного удаления торфяной корки (рисунок 8.5) или без удаления. В последнем случае толщина насыпи с учетом ее части, расположенной ниже уровня болота, должна быть не менее 3 м над поверхностью торфяной корки, при этом следует вдоль подошвы откоса насыпи предусматривать устройство прорезов на всю толщину растительного слоя.
Осадку насыпи за счет сжатия торфяной корки можно определить по нормам, приведенным в таблице 8.1.
Крутизну откосов насыпей выше поверхности болота следует назначать по нормам, приведенным в таблице 4.3 СНиП 32-01-95 и таблице 8.2 с учетом угла естественного откоса под водой.
Таблица 8.2
|
Вид грунта |
Крутизна откосов ниже уровня болота |
|
Песок мелкий и пылеватый |
1:3 |
|
Песок гравелистый, крупный и средней крупности |
1:1,75 |
|
Крупнообломочные грунты (галечниковый, гравийный, щебенистый, дресвяный) |
1:1,5 |
|
Примечание — При гидронамыве насыпей крутизна откосов устанавливается проектом. |
8.12 При проектировании насыпей на болотах с сохранением торфа в основании могут быть применены конструктивно-технологические мероприятия, направленные на обеспечение устойчивости насыпи, стабильности грунтов основания, снижение значения общих и упругих осадок и т.д.
Основными из этих мероприятий являются:
— устройство берм или уположенных откосов;
а — из дренирующих грунтов; б — из мелких и пылеватых песков, песчанистых супесей; 1 — торфоприемник, 2 — вспомогательная линия для определения ширины траншеи выторфовывания
Рисунок 8.4 — Поперечные профили насыпей на болотах II типа глубиной до 3 м при поперечном уклоне основания не круче 1:15
1 — торфяная корка
Рисунок 8.5 — Поперечный профиль насыпи на болотах III типа глубиной до 4 м при поперечном уклоне основания не круче 1:20
— устройство в основании вертикальных грунтовых свай или свай из других материалов, в том числе конструкций ростверкового типа;
— устройство настилов под насыпью или армирование самой насыпи, в том числе геотекстильными материалами;
— устройство дренажных прорезей или вертикальных дрен;
— увеличение высоты насыпи или глубины выторфовывания;
— мероприятия для предотвращения сползания насыпи при наклонном дне болота (выравнивание дна, устройство упорных каменных призм и др.);
— использование геотекстильных материалов, укладываемых непосредственно на поверхность болота или на выравнивающий слой грунта (для перераспределения нагрузки, выравнивания осадки и предупреждения локального продавливания насыпного грунта в основание).
8.13 Проектирование насыпей из местных глинистых грунтов должно выполняться в соответствии с требованиями п. 8.4 при крутизне откосов в нижней части насыпи не круче 1:2, с устройством защитного слоя под балластной призмой (см. п. 5.5). При расчетах устойчивости насыпи следует учитывать снижение прочностных характеристик грунтов, вызываемое особенностями условий производства земляных работ.
8.14 На дорогах высокой грузонапряженности, высокоскоростных, а также при ускоренных темпах строительства для создания равнопрочного по протяжению земляного полотна на болоте I типа и смежных с ним участках рекомендуется рассматривать варианты проектирования насыпей высотой до 2 м на болотах I типа глубиной до 3 м с полным удалением торфа в основании.
8.15 При проектировании насыпей на болотах с оставлением торфа в основании обязательна: проверка непревышения допустимого значения упругих осадок грунтов основания насыпи, а также интенсивности осадок [12].
Для таких объектов необходимо предусматривать испытание готового земляного полотна пробными нагрузками (приложение Ж).
9 НАСЫПИ В УСЛОВИЯХ ПОДТОПЛЕНИЙ
9.1 Насыпи на участках подтопления следует проектировать с учетом постоянного или периодического воздействия водных масс водотоков или водоемов, которое проявляется в виде обводнения грунта тела насыпей, размывающего воздействия, вызываемого течением водного потока или волнением, разрушения и загромождения откосов земляного полотна льдом.
9.2 На прижимных участках трассы, где размещение земляного полотна ограничено с одной стороны крутыми (как правило, скальными) косогорами, а с другой — водотоками (и водоемами), в большинстве случаев не имеющими прибрежных террас по технико-экономическим соображениям, предпочтительно проектирование земляного полотна прислоненными насыпями.
На прижимных участках следует проверять достаточность возвышения бровки земляного полотна (установленной в соответствии с указаниями п. 9.3) на условиях заторных и зажорных явлений.
9.3 Бровка земляного полотна на подходах к водопропускным сооружениям через водотоки в пределах их разлива, при расположении железнодорожных линий вдоль водотоков, озер, морей, водохранилищ, а также бровка оградительных и водораздельных дамб должны возвышаться над наивысшим уровнем воды при пропуске наибольшего паводка с учетом подпора, наката волны на откос, ветрового нагона, приливных и ледовых явлений не менее чем на 0,5 м, а бровка незатопляемых регуляционных сооружений и берм — не менее чем на 0,25 м.
Наивысший расчетный уровень воды следует определять по СНиП 2.01.14-83 исходя из вероятности превышения:
— на скоростных, особогрузонапряженных линиях и линиях I—III категорий общей сети — 1:300 (0,33%);
— на линиях IV категории общей сети — 1:100 (1 %);
— на подъездных путях IV категории — 1:50 (2 %).
На подъездных путях, где по технологическим причинам не допускается перерыв движения, в обоснованных случаях вероятность превышения наивысшего расчетного уровня воды следует принимать равной 1:100 (1 %).
Подпор следует определять с учетом возможного размыва русла под мостом, но не более чем на 50 % полного размыва.
Высоту ветрового нагона и высоту наката волн следует определять по СНиП 2.06.04-82* для обеспеченностей указанных выше расчетных уровней воды.
Для малых мостов и труб расход допускается определять с учетом аккумуляции воды перед сооружением.
9.4 Откосы и подошвы насыпей и берм на подходах к мостам и трубам, откосы регуляционных сооружений и конусов мостов в пределах подтопления должны быть укреплены от воздействия льда, волны и течения воды.
Границы отдельных частей крепления и их тип (мощность) следует рассчитывать по эпюрам волновых нагрузок (СНиП 2.06.04-82*) исходя из обеспеченности расчетного шторма. При расчетах мощности крепления на волновые воздействия обеспеченность расчетной высоты волны принимается 5 % в системе расчетного шторма обеспеченности 4 % (1 раз в 25 лет).
Верх крепления доводится до бровки откоса, если ее отметка определена из гидрологических условий водотока по п. 9.3 или до той же отметки на откосе при более высокой насыпи. В конструкциях крепления следует предусматривать меры, исключающие затекание воды под крепление с вышерасположенной части откоса.
Тип и мощность крепления определяют по условиям, соответствующим расчетным расходам воды. Вероятности превышения расходов и соответствующих им уровней воды на пике паводков, при которых действуют указанные факторы, следует принимать в зависимости от категорий дорог:
на линиях III и более высоких категорий и на всех линиях, не допускающих по технологическим причинам перерыва движения, —1:100 (1 %);
на линиях IV категории 1:50 (2 %).
Пример расчета волнового воздействия, выполненный в соответствии с требованиями СНиП 2.06.04-82*, ВСН 206-87, НИМП-72 приведен в приложении П.
Для защиты подтопляемых насыпей от размывов могут применяться конструкции пассивного и активного типа (пляжные откосы, бермы, дамбы).
В соответствии с условиями эксплуатации и действующими нагрузками назначаются способы защиты подтопляемых откосов насыпей в соответствии с рекомендациями настоящего документа и альбома типовых конструкций [22].
9.5 Для защиты откосов от размывающего воздействия при расчетной скорости течения водотока до 4—5 м/с наиболее целесообразно использовать разрыхленные слабовыветривающиеся скальные грунты особенно в горных районах. При отсутствии такого материала, а также при скорости течения свыше 4—5 м/с следует проектировать в качестве защиты инженерные конструкции (сборные и монолитные железобетонные плитные покрытия, жесткие и гибкие покрытия, защитные и подпорно-оседающие стены, сборные железобетонные ряжи, береговые ограждения и др.).
Для снижения размывающего воздействия потока на земляное полотно при высокой скорости течения предусматривают устройство поперечных сооружений (бун, шпор, полузапруд и др.). Целесообразность применения их и порядок размещения на объекте, а также необходимость срезки противоположного берега рекомендуется проверять моделированием речного потока.
