10.11 При невыдержанности залегания скальных слабовыветривающихся грунтов, их сильной дислоцированности и неблагоприятном расположении поверхностей ослабления, а также на крутых косогорах и в районах с расчетной сейсмичностью 8 баллов и более следует проектировать очертания выемок (полувыемок) с путевыми улавливающими траншеями (рисунок 10.10), а крутизну откосов назначать индивидуально.
Габариты траншей определяются расчетом. Для приближенной оценки их можно пользоваться данными, приведенными в таблице 10.1.
б)
а — без кюветов; б — с кюветами, заглубленными в скальный грунт или получаемыми за счет устройства основной площадки путем отсыпки крупнообломочного или песчаного грунта; В — ширина понизу; 1, 2, 3 — заложение откосов в коренных скальных грунтах, элювии и делювии соответственно; 4—камера для укрытия; 5—ниша для укрытия; б—контур балластной призмы; 7, в, 9—коренные скальные грунты, элювий и делювий (соответственно)
Рисунок 10.9— Поперечные профили выемок в скальных слабовыветривающихся грунтах с благоприятным расположением поверхностей ослабления при поперечном уклоне местности не круче 1:3
1, 2, 3 — крутизна откосов в коренных скальных грунтах, элювии и делювии; 4 — технологическая полка безопасности; lт — ширина траншеи; Z — глубина траншеи; Н — высота верхового откоса; hн; hв — высота откоса в элювиальном и делювиальном слоях
Рисунок 10.10— Поперечный профиль выемки в скальных грунтах с путевыми улавливающими траншеями
Таблица 10.1
|
Общая высота откоса Н, м |
Ширина траншеи понизу, м |
Глубина траншеи, м |
|
16 |
4 |
1,0—1,25 |
|
16-25 |
4—5 |
1,25—1,50 |
|
25—35 |
5—6 |
1,50—2,0 |
|
> 35 |
6—8 |
2,0—2,5 |
10.12 Откосы выемок в скальных выветривающихся грунтах следует проектировать с учетом не только обеспечения общей, но и оценки местной устойчивости, с учетом интенсивности выветривания (приложение А). При назначении конструкции выемок в таких грунтах можно исходить из двух принципов:
а) обеспечения общей и местной устойчивости;
б) обеспечения общей устойчивости при допущении местных деформаций в виде осыпей.
При этом возможны следующие конструктивные варианты:
— крутые откосы, с траншеей, обеспечивающей аккумуляцию продуктов выветривания и периодическое механизированное их удаление;
— крутые откосы, защищенные от выветривания различными покрытиями (типа пневмонабрызга);
—уположенные откосы, обеспечивающие стабильное положение продуктов выветривания на их поверхности.
При обосновании технико-экономическими расчетами в выветривающихся скальных грунтах допускается крутизна откосов до 1:0,5 с устройством у подошвы откосов путевых улавливающих траншей, габариты которых указаны в таблице 10.1.
10.13 Крутизна откосов скальных выемок в пределах делювиально-элювиального слоя определяется в зависимости от мощности слоя грунта и прочностных параметров его.
Для делювия при мощности его 2 м рекомендуется заложение откоса (1:m) принимать равным 1:1, а при большей мощности — 1:1,5;
для элювия (разборной скалы) при мощности его 3 м рекомендуется заложение откосов (1:к) принимать таким же, как для нижележащего коренного скального грунта, при большей мощности — от 1:1 до 1:1,5.
10.14 Для возможности профилактической механизированной очистки от неустойчивых скальных обломков высоких и крутых откосов скальных выемок в процессе их сооружения и эксплуатации в верхней зоне откоса следует предусматривать технологическую полку безопасности (рисунок 10.10) шириной 6—8 м.
При незначительной крутизне косогоров и возможности прохождения по ним машин и механизмов такие полки можно не устраивать.
При большой высоте откоса следует по расчету через каждые три яруса разработки выемки устраивать дополнительные технологические полки безопасности.
10.15 Очертания профилей выемки в легковыветривающихся скальных грунтах следует проектировать аналогично откосам выемок в песчаноглинистых грунтах, при этом допускается устройство у подошвы откосов высотой более 6 м кюветтраншей глубиной 0,6 м и шириной понизу 4 м.
10.16 Наиболее надежно достигается общая и местная устойчивость скальных откосов, безопасность строительных работ и эксплуатация сооружений при применении способа контурного взрывания, обеспечивающего сохранение устойчивости скального массива за пределами проектного контура выемки. Применение этого способа обязательно при создании откосов крутизной 1:0,2 м и более.
При контурном взрываний очертание участков откоса в пределах каждого яруса разработки выемки (крутизна откосов уступов) может быть вертикальным или наклонным. Ширина горизонтальных ступеней, оставляемых в пределах каждого яруса, обусловливается конструкцией применяемых буровых станков, запроектированной общей крутизной устойчивого откоса разрабатываемой выемки, наличием в пределах откоса дополнительной технологической полки безопасности (см. п. 10.14).
Крутизна откосов уступов и участков откоса между технологическими полками определяется расчетом на общую устойчивость.
Ширину горизонтальных ступеней, в пределах каждого яруса, устраиваемых по условиям технологии буровых работ, допускается оставлять менее 1,0 м.
Откосы заложением 1:0,5 целесообразно создавать с использованием метода наклонных откосных скважин.
10.17 При проектировании выемок в стабилизировавшихся глыбовых осыпях (курумниках) рекомендуется откосы их в зоне глыбового материала устраивать аналогично тому, как это рекомендовано для делювия (см. п. 10.13).
При подрезке откосом скоплений глыбового материала на косогорах крутизною свыше 35° в районах с сейсмичностью, превышающей 8 баллов, целесообразно по индивидуальным проектам предусматривать у основания откосов соответствующие ограждающие сооружения (в виде, например, уширенных и углубленных улавливающих траншей, рвов, улавливающих стен, рассчитанных на вмещение объема оползшего материала).
При расположении основной площадки выемок в валунно-глыбовых грунтах следует предусматривать отсыпку верхнего ее слоя толщиной 0,5 м галечно-гравийным или щебенисто-дресвяным грунтом.
11 ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО НА УЧАСТКАХ ЗАСОЛЕННЫХ И НАБУХАЮЩИХ ГРУНТОВ, НАЛИЧИЯ КАРСТОВ
Земляное полотно в засоленных грунтах
11.1 Земляное полотно в районах распространения засоленных грунтов следует проектировать насыпями с учетом степени и качественного характера засоления грунта (используемого в качестве материала как для возведения насыпи, так и для ее основания — приложение Б), а также наивысшего уровня грунтовых вод, глубины засоления в периоды наибольшего соленакопления в верхних горизонтах.
11.2 Слабо- и среднезасоленные грунты на участках с сухими основаниями, в том числе на слабо- и среднезасоленных допускаются для возведения насыпей с типовыми поперечными профилями по нормам раздела 7.
Сильнозасоленные грунты допускаются для насыпей только на участках с сухим или осушаемым основанием при обязательном применении мер, направленных на предохранение верхней части насыпи от дополнительного засоления.
11.3 На участках с сильно- и избыточно засоленными грунтами, а при сырых и мокрых основаниях также со слабо- и среднезасоленными грунтами необходимо предусматривать мероприятия по предотвращению избыточного засоления грунта в теле насыпей, в том числе:
использовать для возведения насыпи привозные незасоленные, слабо- или среднезасоленные грунты;
назначать высоту насыпей по расчету для типовых поперечников, но не менее указанных в таблице 7.1;
при высоте насыпей до 6 м (на участках с сухим основанием и глубоким залеганием грунтовых вод) предусматривать удаление поверхностного слоя грунтов основания, содержащих более 10 % легкорастворимых в воде солей с заменой их качественным грунтом (рисунок 11.1, а). При этом глубина вырезки устанавливается по солевым профилям, составленным по данным инженерно-геологического обследования грунтов основания;
на участках с неглубоким залеганием грунтовых вод, периодически выходящих на дневную поверхность, удалять поверхностный слой грунта основания и применять для отсыпки насыпи дренирующие грунты или устраивать капилляропрерыватели (рисунок 11.1, б);
предусматривать дренажные и водоотводные устройства, понижающие уровень грунтовых вод.
Земляное полотно в набухающих грунтах
11.4 При оценке свойств набухающих грунтов, используемых для сооружения земляного полотна, рекомендуется руководствоваться обобщенным показателем набухания—усадки swh который в наибольшей степени отражает возможную деформативность грунтов, проявляющуюся в зоне сезонного изменения температурно-влажностного режима (под основной площадкой, в поверхностных слоях откосов).
Для предварительной оценки набухающих грунтов показатели набухания могут быть определены по приближенным эмпирическим зависимостям их от значения влажности на границе текучести — WL (приложение Б).
а — на участках с сухим естественным основанием и глубоким залеганием грунтовых вод: б — на участках с неглубоким залеганием грунтовых вод, периодически выходящих на дневную поверхность; в—на участках пухлых солончаков: 1 — местный недренирующий грунт; 2 — дренирующий грунт; V — глубина вырезки засоленного грунта; Z — высота капиллярного поднятия плюс 0,25 м
Рисунок 11.1 — Поперечные профили насыпей на участках распространения засоленных грунтов
11.5 В грунтах слабонабухающих (swh 0,1) земляное полотно следует проектировать с применением типовых поперечных профилей по нормам разделов 7 и 10.
При средненабухающих грунтах (0,1 < swh 0,2) возможность применения типовых решений должна быть обоснована дополнительными расчетами по оценке устойчивости откосов и стабильности основной площадки, на основании опыта эксплуатации земляных сооружений из аналогичных грунтов в районе строительства и в необходимых случаях поверочных расчетов.
11.6 В сильнонабухающих грунтах (swh > 0,2) земляное полотно следует проектировать индивидуально с учетом влияния всех возможных неблагоприятных факторов и предусматривать мероприятия, обеспечивающие стабильность основной площадки и откосов, в том числе:
устройство защитного слоя под балластной призмой на насыпях и соответственно замену сильнонабухающих грунтов под основной площадкой в выемках и на нулевых местах;
устройство надежного укрепления откосов (в том числе защитных экранов, прислоненных дренажей при наличии грунтовых вод в выемках и др.).
Технология производства работ должна способствовать сохранению естественной структуры грунтов за пределами контура выемок и защите насыпей от воздействия природно-климатических факторов (см. п. 10.4).
Земляное полотно в карстовых районах
11.7 В районах развития карста (т.е. наличия подземных полостей и пустот, возникших в результате растворения или механического разрушения грунта потоками воды) земляное полотно следует проектировать индивидуально, преимущественно насыпями; при этом размещение трассы на участках с развитием карста допускается лишь в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности обхода таких участков.
11.8 В качестве мероприятий, предотвращающих деформации земляного полотна в пределах зоны влияния карстовых полостей с недостаточной несущей способностью их сводов, могут использоваться:
заполнение полостей и пустот водонепроницаемым материалом и заделка их цементацией;
снижение давления на кровлю полостей и пустот посредством разгружающих устройств (эстакад, перекрытий и т.п.);
применение более мощного верхнего строения пути;
обрушение взрывами неустойчивой кровли над полостями и пустотами.
11.9 Тектонические трещины, обнаруженные в пределах основной площадки скальных выемок и полувыемок, должны заделываться (цементацией и другими способами).
11.10 Состав инъекционного раствора выбирается в зависимости от геологии, зоны карстующихся пород, размера и количества полостей, их морфологии, пространственного положения, связи между ними, наличия заполнителей и степени заполнения, состояния грунта и назначения самой инъекции: заполнение пустот с целью предотвращения возможных провалов или омоноличивание массива с целью повышения его несущей способности. В первом случае используются растворы, после твердения которых получается материал с небольшой прочностью, но устойчивый к размыванию его грунтовыми водами. Во втором случае — растворы с высокой механической прочностью цементного камня.
Для заполнения пустот наибольшее распространение получили глино-цементные и глино-силикатные растворы, а для укрепления массивов грунта — цементные растворы, а также цементные растворы с различными наполнителями (песок, зола-унос, глина и т.д.).
11.11 При проектировании водоотводов (размещения их в плане, назначении способов укрепления откосов и дна) следует учитывать их возможное влияние на активизацию развития карста.
12 ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЕСКОВ
12.1 Проектирование земляного полотна в районах распространения песков заключается в выборе конструкции земляного полотна, мало подверженной песчаным заносам, в установлении мер по укреплению его, в определении зоны, в пределах которой требуется закрепление песков, а также в разработке комплекса мероприятий по предохранению земляного полотна от выдувания и образования песчаных заносов с учетом местных условий:
рельефа местности;
скорости, направления и продолжительности ветра, вызывающего перенос песка к земляному полотну;
