В пределах между поперечными сооружениями для укрепления откосов насыпи следует применять способы защиты, учитывающие снижение скорости течения в этих зонах.
9.6 Защитные конструкции из разрыхленных скальных слабовыветривающихся грунтов (несортированной горной массы) могут быть запроектированы в виде защитных берм и уширенных защитных призм.
Основным типом укрепления является конструкция в виде защитной призмы (берм) (рисунок 9.1), которая отсыпается из несортированной горной массы, содержащей не менее 50 % камней расчетного диаметра dk. Толщину защитного слоя следует принимать не менее трех расчетных диаметров, при ширине призмы поверху не менее 1 м. При невозможности по местным условиям одновременной отсыпки ядра насыпи и защитной призмы ширину ее поверху следует назначать не менее 3 м.
Определение dk, приведенного к диаметру шара, производится в зависимости от скорости течения водотока и крутизны откоса (приложение 3). При этом одновременно обосновывается заложение наружного откоса защитной призмы mп на основании технико-экономических расчетов.
На вогнутых участках русла реки, в северных районах, где откосы насыпи могут подвергаться интенсивному воздействию ледохода, следует предусматривать защитную призму шириной поверху не менее 3 м с внешним откосом не круче 1:2.
а и б — соответственно при неразмываемых и размываемых грунтах основания; 1 — несортированная горная масса, содержащая камень расчетной крупности dk, в количестве 50 %; mn — заложение наружного откоса защитной призмы
Рисунок 9.1 — Конструкция укрепления подтопленного откоса насыпи несортированной горной массой в виде защитной призмы
1 — контур защищаемого откоса; 2 — несортированная горная масса, содержащая dk 25 %; hmax — наибольшая высота уступа при размыве
Рисунок 9.2 — Конструкция укрепления подтопленного откоса насыпи несортированной горной массой, отсыпаемой под углом естественного откоса в виде уширенной защитной призмы
При размываемых грунтах основания следует у подошвы насыпи предусматривать упорную призму—рисберму (рисунок 9.1, б), требования к крупности камня в которой такие же, как и для камня защитной призмы на откосе (приложение 3).
Конструкция упорной призмы определяется по расчету.
9.7 Уширенные защитные призмы рекомендуются для защиты откосов от паводковых вод и ледохода на дорогах III и IV категорий при расчетной скорости течения до 4 м/с и высоте насыпей не свыше 10 м (рисунок 9.2). Эта конструкция создается путем пересыпки под углом естественного откоса несортированной горной массы, содержащей обломки расчетного диаметра не менее 25 %.
Эта конструкция рассчитана на последующее частичное ее переформирование под воздействием паводковых вод и ледохода с образованием на откосе самоотмостки из крупного камня. Целесообразность устройства такой конструкции определяется технико-экономическим расчетом.
Определение размеров уширенной защитной призмы l возможно по приложению И.
9.8 Гибкие железобетонные покрытия различной толщины от 5 до 15 см целесообразны при ожидаемых неравномерных осадках откосов насыпей и их заложении не круче 1:2. Они располагаются в границах от расчетных отметок верха крепления до меженного уровня. В зоне меженного горизонта необходимо создание упора в виде каменной призмы, устойчивой на воздействие потока и льда. Покрытия в подводной части берегового склона применяют толщиной 5 см на подложке из геотекстиля [2].
9.9 Защитные стены следует применять для укрепления земляного полотна при расположении его на стесненных участках русла при высоких скоростях течения. Их проектируют с фундаментом, заглубляемым на величину, не меньшую расчетной глубины размыва.
Подпорно-оседающие стены являются бесфундаментной разновидностью продольных берегоукрепительных сооружений. Они состоят из одевающих стен и оседающих массивов (рисунок 9.3). Основным преимуществом этой конструкции по сравнению с защитными стенами является отсутствие фундамента, что резко снижает их стоимость и трудоемкость работ по сооружению [5].
9.10 В северных районах на реках с интенсивным ледоходом рекомендуется проверять берегозащитные сооружения на устойчивость под влиянием ледового воздействия [6, 21, 33].
1 — сборная одевающая стена из блоков; 2 — насыпь (или защищаемый берег);
3 — противовес (наращенный участок оседающего массива); 4 — прокладка из толя; 5 — сборно-монолитный оседающий массив
Рисунок 9.3 — Конструкция сборной подпорнооседающей стены
9.11 Для укрепления следует назначать конструкции, приведенные в альбоме типовых конструкций [28]: каменные наброски различных модификаций; бетонные плиты (при высоте волн до 0,7 м и слабом ледоходе); железобетонные разрезные плиты (при высоте волн до 1,0—1,5 м); железобетонные плиты, омоноличиваемые по контуру и монолитные железобетонные плиты (при волнах высотой до 3 м); железобетонные гибкие покрытия (при волнах до 1,5 м); берегозащитные стены и др. Укрепляемые плитами откосы насыпей должны быть не круче 1:2. Особое внимание при защите от волнобоя уделяется подготовке под плиты —- обратному фильтру, выполняемому по расчету. Для устройства обратного фильтра применяются щебенисто-гравийно-песчаные грунты, а также геотекстильные материалы (приложение К).
В качестве защитных конструкций от волнового воздействия следует рассматривать пляжные откосы, волноломы, волноотбойные стены, буны и др.
9.12 При применении на подтопляемых объектах бетонных и железобетонных укрепительных конструкций в необходимых случаях следует предусматривать защиту их от истирающего воздействия гравийно-галечниковым материалом.
9.13 При наличии больших неиспользуемых территорий и широких возможностей применения гидромеханизации вышеуказанные защитные конструкции в обоснованных технико-экономическими расчетами случаях могут быть заменены пляжными откосами.
Крутизну пляжных откосов следует устанавливать по расчету.
В расчетах следует учитывать кратковременность и периодичность подтопления откосов и реальные условия образования волны на пойме, а также воздействие продольного течения при паводке.
9.14 Снижение воздействия ветровой волны на откос оказывает произрастающая на пойме древесная растительность. Влияние растительности как один из элементов укрепления подтопляемых откосов следует учитывать, если ее высота превышает расчетную глубину воды более чем на 0,7 высоты волны в соответствии с рекомендациями ВСН 206-87.
10 ВЫЕМКИ
Выемки при благоприятных инженерно-геологических условиях
10.1 Конструкцию выемок следует назначать в зависимости от их глубины, вида и свойств грунта, климатических условий района строительства, с учетом способов производства работ. При проектировании выемок следует учитывать потребность грунтов для сооружения смежных насыпей и при недостаточности грунтов — рассматривать варианты расширения выемок под карьеры.
Для типовых решений очертания выемок следует принимать, руководствуясь поперечными профилями, показанными на рисунках 10.1—10.8, крутизну откосов — назначать по таблице 4.4 СНиП 32-01-95.
Для усиления конструкции земляного полотна в выемках и на нулевых местах следует при глинистых грунтах с влажностью WL > 0,23 предусматривать устройство защитного слоя в соответствии с указаниями пп. 5.5—5.8.
10.2 В районах с засушливым климатом, где происходит полное впитывание атмосферных осадков во всякое время года, выемки в дренирующих грунтах и барханных песках допускается проектировать без кюветов (рисунок 10.3). На раздельных пунктах на сильнозаносимых участках в малоподвижных и подвижных песках выемки следует проектировать с кювет-траншеями у подошвы откосов шириной 4 м, глубиной до 0,6 м (рисунок 10.4).
10.3 При проектировании выемок глубиной более 2 м в глинистых грунтах, в мелких и пылеватых песках и в легковыветривающихся скальных грунтах следует предусматривать закюветные полки шириной 1—2 м (рисунок 10.5); при глубине выемок более 6 м в легковыветривающихся скальных грунтах следует предусматривать кювет-траншеи шириной понизу 4 м, глубиной 0,6 м.
Для выемок в районах избыточного увлажнения при указанных грунтах, а также в выемках с крутыми откосами в сухих лессах закюветные полки следует предусматривать при всех высотах откосов.
10.4 При проектировании выемок в сильнонабухающих грунтах, жирных глинах, в глинистых грунтах, характеризуемых влажностью на границе текучести WL > 0,4, в выветрелых слюдяных и слюдистых сланцах, а также в выветрелых и размокаемых тальковых, хлоритовых и глинистых сланцах необходимо разрабатывать индивидуальные решения по защите откосов и замене указанных грунтов под основной площадкой.
При этом решающее значение для обеспечения устойчивости конструкции имеет своевременное (без задержки) выполнение укрепительных работ.
Рисунок 10.1 — Поперечный профиль выемки глубиной (высотой верхового откоса) до 12 м в крупнообломочных, крупнообломочных с песчаным заполнителем и песчаных дренирующих грунтах
а — в глинистых грунтах твердых и полутвердых, характеризуемых WL . 0,23, и в крупнообломочных грунтах с глинистым заполнителем; б—то же, при глинистых грунтах, характеризуемых WL > 0,23; h3 — толщина защитного слоя
Рисунок 10.2 — Поперечный профиль выемки глубиной (высотой верхового откоса) до 12 м
Рисунок 10.3 — Поперечный профиль выемки в районах с засушливым климатом в дренирующих грунтах, в малоподвижных и неподвижных песках
Рисунок 10.4 — Поперечный профиль выемки в песках на сильнозаносимых участках с кювет-траншеями
Рисунок 10.5 — Поперечный профиль выемки глубиной до 12 м в мелких и пылеватых песках, в глинистых грунтах с WL 0,23 и в легковыветривающихся скальных
Примечание — Ширина закюветной полки при высоте откоса от 2 до 6 м —1 м, при высоте откоса от 6 до 12м — 2м
h3 — толщина слоя замены глинистого грунта дренирующим
Рисунок 10.6— Поперечный профиль выемки глубиной (высотой верхового откоса) до 12 м в глинистых тугопластичных грунтах (0,25 < IL < 0,50)
а — с железобетонным лотком; б — с лотком и дренажем мелкого заложения; h3 — толщина слоя замены глинистого грунта дренирующим; 1 — водоотводный лоток; 2 — дренаж мелкого заложения
Рисунок 10.7 — Поперечный профиль выемки глубиной (высотой верхового откоса) до 12 м в глинистых тугопластичных грунтах с врезной подушкой
Рисунок 10.8 — Поперечный профиль выемки глубиной (высотой верхового откоса) до 12 м в сухих лессах засушливых районов
Выемки в глинистых грунтах повышенной влажности и переувлажненных
10.5 Крутизна откосов выемок в глинистых грунтах повышенной влажности (тугопластичных 0,25 < IL 0,5) назначается по таблице 4.4 СНиП 32-01-95. Конструкция выемок, прорезающих массивы переувлажненных глинистых грунтов (мягкопластичных IL>0,5), определяется по индивидуальному проекту с проверкой расчетом общей и местной устойчивости.
10.6 При замене грунта в основной площадке на нулевых местах и в выемках, разрабатываемых в глинистых грунтах повышенной влажности и переувлажненных, толщина защитного слоя, устраиваемого из дренирующих грунтов под балластной призмой, устанавливается расчетом по рекомендациям методических указаний [9—11] и приложения В.
10.7 Замена глинистых грунтов на основной площадке в выемке дренирующими может быть осуществлена не только путем устройства накладных, но и врезных конструкций защитного слоя (рисунки 10.6, 10.7).
При врезной конструкции защитного слоя (рисунок 10.7) в качестве водоотвода могут быть использованы: железобетонные лотки, двухъярусные лотки, лотки в комбинации с дренажами неглубокого (или глубокого) заложения.
Выемки в скальных грунтах
10.8 Проектирование откосов скальных выемок (полувыемок) должно основываться на оценке их общей и местной устойчивости в соответствии с расчетными схемами, отражающими специфику рассматриваемого объекта, учитывающими наличие и направление поверхностей ослабления — трещин — по отношению к откосу, характер заполнения трещин, прочность грунтов, их блочность и интенсивность выветривания во времени (приложение А).
Благоприятно ориентированными по отношению к откосу являются поверхности ослабления, расположенные горизонтально, запрокинутые, секущие откос вкрест, вертикальные.
10.9 При наличии материалов инженерно-геологического обследования (включающих диаграммы трещиноватости, характеристики блочности и прочности массива) откосы выемок в скальных слабовыветривающихся массивных грунтах (приложение А) с благоприятным расположением поверхностей ослабления, выдержанным по длине проектируемого откоса, и блочностью более 0,5 м, допускается проектировать с использованием групповых поперечных профилей (рисунок 10.9).
Откосы выемок в скальных слабовыветривающихся трещиноватых грунтах при аналогичном благоприятном расположении поверхностей ослабления и блочности 0,3—0,5 м можно проектировать по групповым поперечным профилям при их заложении 1:0,5 до высоты 15м.
10.10 Прорезные выемки в слабовыветривающихся скальных грунтах следует проектировать применительно к поперечным профилям, приведенным на рисунке 10.9.
Расстояние от оси крайнего пути до подошвы откоса выемки в слабовыветривающихся скальных грунтах (при отсутствии падения пластов массива в сторону пути), а также до подпорной стены следует принимать не менее 5 м, предусматривая устройство ниш и камер.
Ниши следует проектировать через 50 м с каждой стороны пути в шахматном порядке; через 300 м с каждой стороны пути взамен ниш надлежит проектировать камеры для размещения путевого инструмента и оборудования, глубиной не менее 3 м. Глубина ниш назначается в зависимости от скорости движения поездов: при скорости поезда до 140 км/ч — 1м, при V = 141—160 км/ч —2м, при V = 161—200 км/ч — 3 м [31].
Для отвода воды из выемок необходимо предусматривать по обеим сторонам балластной призмы укладку бордюра из местного камня или бетонных блоков или же устройство кюветов и закюветных полок.
