Грунты для насыпей

3.17. Для насыпей следует применять преимущественна местные грунты, удовлетворяющие нормативным требованиям с учетом их состояния и свойств, а также естественного и прогнозируемого режимов грунтов основания, поверхностной и грунтовой воды.

Решающими факторами при выборе грунтов следует считать время производства работ, дальность возки, естественный режим поверхностной и грунтовой воды в пределах рассматриваемого участка трассы.

3.18. Скальные, крупнообломочные и песчаные грунты (за исключением пылеватых песков), супеси легкие крупные, а также крупнообломочные грунты с песчаным и глинистым заполнителем при содержании частиц размером 0,1 мм в количестве менее 20 % разрешается применять независимо от состояния и свойств грунтов основания.

3.19. Для насыпей на марях, в пределах участков с наличием подземного льда, залегающего в естественных условиях на глубине менее двух глубин деятельного слоя, и участков активного развития термокарста, на пересечениях полос стока, болот и других разновидностей мокрого основания, предпочтение следует отдавать скальным, крупнообломочным и песчаным грунтам (за исключением пылеватых).

3.20. Пылеватые пески и глинистые грунты следует использовать с учетом ограничений, изложенных в действующих нормативных документах, а также применяемой технологии производства земляных работ.

Пылеватые пески и глинистые грунты с содержанием пылеватых и глинистых частиц менее 50 % разрешается применять для насыпей высотой до 6,0 м на участках с сухим основанием при условии устройства в верхней части насыпи подушки из дренирующего грунта.

Глинистые грунты с содержанием пылеватых и глинистых частиц более 50 % могут быть использованы для насыпей на сухом или осушаемом основании только при отсутствии грунтов с лучшими строительными свойствами или экономической нецелесообразности их применения.

При этом конструкцию насыпи необходимо разрабатывать в индивидуальном порядке.

Типовые конструкции земляного полотна

3.21. Типовые решения при проектировании земляного полотна следует применять на участках трассы с наличием прочных и недостаточно прочных оснований (см. табл. 1) и устойчивых в откосах грунтов (см. п. 3.12) независимо от глубины, характера залегания и температуры вечномерзлых грунтов.

3.22. Ширину земляного полотна, крутизну откосов и очертание верха земляного полотна типовой конструкции следует назначать по нормам СНиП II-39-76 в зависимости от вида, состояния и строительных свойств используемого грунта, с учетом возможного изменения его прочностных и деформативных характеристик при воздействии поездных нагрузок и процесса промерзания - протаивания.

3.23. Минимальную высоту насыпей на всех видах оснований необходимо назначать по условиям проектирования продольного профиля в пределах участков перехода водотоков и на подходах к выемкам, в том числе с учетом предохранения пути от снежных заносов, перелива и подпора воды водотоков и водоемов, а на участках со слабыми и просадочными основаниями, кроме того, по результатам теплотехнических расчетов, выполняемых по условию сохранения поверхности вечномерзлого грунта на заданном уровне; по условию предохранения пути от неравномерного пучения грунтов и упругих деформаций недопустимой величины в соответствии с установленными нормами проектирования насыпей на сыром и мокром основании, а также на марях, с учетом результатов расчетов (рекомендуемые приложения 5 - 7).

3.24. В пределах марей и торфяников глубиной более 1,0 м мощность насыпного грунта, включающая просевшую часть насыпи, должна быть не менее 2,0 м, причем высота насыпи должна быть не менее 1,5 м для дорог I и II категорий и 1,2 для дорог низших категорий, а соотношение между мощностью насыпного грунта и высотой слоя уплотненного талого торфа в основании насыпи - не менее 2:1 для дорог I и II категорий и 1,5:1 для дорог низших категорий.

На участках таликов при мощности отложений талого торфа более 1,5 м насыпи следует проектировать согласно СНиП II-39-76.

Основные положения индивидуального проектирования

3.25. Индивидуальные проекты необходимо разрабатывать в случаях, предусмотренных главой СНиП II-39-76, в том числе проекты земляного полотна в пределах:

марей, представляющих собой слабые или просадочные естественные основания (см. табл. 1);

участков с активным развитием или возможным возникновением термокарстового процесса;

участков с наличием сезонных и многолетних бугров пучения;

косогоров, сложенных сильнольдистыми нескальными грунтами, имеющими при оттаивании относительную осадку более 0,10;

наледей, действующих в естественных условиях, и прогнозируемых, в том числе в пределах выемок.

3.26. На участках со слабым и просадочным естественными основаниями, в пределах которых возникают осадки земляного полотна за счет деформирования грунтов деятельного слоя и оттаивающих вечномерзлых грунтов, необходимо предусматривать одно или комплекс противодеформационных мероприятий с учетом местных мерзлотно-грунтовых, гидрометеорологических, геоморфологических и других природных условий, в том числе:

рациональное использование скальных, галечно-гравийных, щебенистых и глинистых грунтов (см. пп. 3.17 - 3.20), а также специальных конструкций земляного полотна с использованием теплоизоляционных материалов и геотекстиля, устройства дренажей и т.д.;

назначение высоты насыпей по условиям сохранения поверхности вечномерзлых грунтов основания на расчетном уровне (п. 3.29);

увеличение ширины основной площадки земляного полотна с учетом расчетных величин осадки грунтов основания (пп. 3.27 - 3.34);

создание запаса по высоте насыпей (пп. 3.31 - 3.32);

устройство основания из дренирующих грунтов (п. 3.33);

устройство тепловой изоляции или берм (п. 3.39);

организационно-технологические мероприятия, определяющие способы и время производства работ и меры по минимальному нарушению естественного растительно-мохового покрова (п. 3.40).

рациональное размещение водопропускных сооружений и устройств, обеспечивающее минимальное нарушение естественного режима поверхностной и грунтовой воды (пп. 3.48 - 3.58);

3.27. Осадки насыпей и основной площадки земляного полотна в выемках, возникающие в результате деформирования грунтов деятельного слоя sд, следует учитывать независимо от температуры вечномерзлых грунтов основания и определять по нормам табл. 2 или по формуле

sд = ∑еihдi,                                                          (1)

где hДi, еi - мощность, см, и модуль осадки отдельной разновидности деятельного слоя.

Величины модуля осадки и мощности деятельного слоя необходимо определять согласно СНиП 2.02.04-88 по данным инженерно-геологических и мерзлотных изысканий.

Таблица 2

Грунты основания

Осадки насыпей высотой до 2 м, Sд, см

Суглинок: мягкопластичный

20 - 30

текучепластичный

50 - 55

Супесь: слабовлажная и влажная

10 - 15

сильновлажная и водонасыщенная

30 - 35

Торф

0,5

Примечания. 1. В таблице приведены осредненные величины осадок, равные высоте прямоугольника, равновеликого площади фактической осадки под насыпью.

2. Величины осадок даны без учета обжатия растительно-мохового покрова.

3.28. Осадки земляного полотна, возникающие в результате деформирования оттаивающих вечномерзлых грунтов, следует учитывать под насыпями различной высоты и в пределах выемок, независимо от температуры вечномерзлого грунта.

3.29. Величину осадок s0, возникающих в результате оттаивания вечномерзлых грунтов основания, следует определять по формуле

s0 = δho = (А + арн)ho,                                                    (2)

где δ - относительная осадка оттаивающих вечномерзлых грунтов основания, определяемая согласно требованиям СНиП 2.02.04-88 по данным инженерно-геологических изысканий; h0 - расчетная величина понижения поверхности вечномерзлых грунтов основания относительно ее положения в естественных условиях, см; а - коэффициент сжимаемости оттаивающего грунта,  (см2/кгс); А - коэффициент, учитывающий величину осадки за счет оттаивания вечномерзлого грунта; рн - удельное давление насыпи (по ее оси) на оттаивающий грунт основания, кПа (кгс/см2).

Значения ho следует определять по результатам теплотехнических расчетов (рекомендуемое приложение 6) при наличии для конкретных объектов расчетных значений климатических и теплофизических характеристик, учитываемых расчетом или по эмпирическим формулам и данным, полученным при изучении стабилизации земляного полотна в пределах участков-аналогов, но принимать не более 1 м для участков с низкотемпературными вечномерзлыми грунтами и не более 2 м - с высокотемпературными.

3.30. Суммарную осадку насыпей S, возникающую за счет деформирования грунтов основания, определяемую по формуле

s = sд + so,                                                                            (3)

следует подразделять на строительную sc и эксплуатационную sэ части, завершающиеся соответственно в строительный период и в условиях эксплуатации земляного полотна (рис. 1), соотношение между sc и sэ необходимо устанавливать по опытным данным или в случаях их отсутствия по приближенному соотношению

sс = sэ = 0,5S.                                                                        (4)

Величину sc следует учитывать при подсчете объемов земляных работ, потребных для компенсации осадок, возникающих в процессе возведения земляного полотна, а величину sэ - для определения уширения земляного полотна и соответствующего увеличения основного объема земляных работ.

3.31. Увеличение ширины насыпей на уровне профильной бровки следует определять по формуле

∆δ = 3 sэ.                                                                     (5)

Величина уширения должна быть соответственно уменьшена в случаях, если в целях сокращения объемов работ по подъемке пути на балласт в условиях эксплуатации, окажется возможным и целесообразным предусмотреть на отдельных участках трассы запас по высоте насыпи.

Рис. 1. Расчетная схема к определению осадок и увеличению начальных размеров насыпей:

1 - откос насыпи типовой конструкции; 2 и 3 - запас по ширине и высоте насыпи; 4 - верхний слой насыпи, досыпаемый в условиях эксплуатации; 5 и 6 - поверхность вечномерзлого грунта соответственно в естественных условиях и после ее понижения на расчетную глубину; Бпр и Бп - отметка бровки земляного полотна соответственно проектной и профильной высоты.

При этом величина запаса по высоте должна быть не более 0,5sэ, а временное изменение продольного профиля, необходимое для сопряжения участков земляного полотна с повышенной бровкой и подходами к мостам и скальным выемкам должно быть выполнено с учетом обеспечения возможности, нормального движения поездов.

3.32. Величины уширения и запасов по высоте насыпей возводимых из легковыветривающихся скальных грунтов (аргиллитов, алевролитов, глинистых сланцев и др.) а также из крупнообломочных грунтов, в том числе с глинистым заполнителем, и из различных нескальных грунтов при производстве работ в зимнее время, следует определять с учетом величины осадок, устанавливаемых по опытным данным или по действующим нормам с учетом возможности временного изменения продольного профиля на участках размещения мостов и выемок.

3.33. В пределах участков насыпей на слабых и просадочных основаниях высотой менее 1,0 м при наличии растительно-мохового покрова и менее 1,5 м при его отсутствии в естественных условиях, где по условиям проектирования продольного профиля увеличение высоты насыпи нецелесообразно или невозможно, например, на подходах к выемкам, необходимо предусматривать устройство искусственного основания из скального, крупнообломочного или песчаного хорошо дренирующего грунта применительно к схеме, приведенной на рис. 2.

Рис. 2. Схема устройства искусственного основания насыпей высотой менее 1 м на участках с вечномерзлыми грунтами II и III категорий (а) и IV категории просадочности (б):

1 - водоотводная канава; 2 - дренирующий грунт; 3 - теплоизоляция, назначаемая по результатам теплофизических расчетов; 4 - дренажная труба; 5 - глинистый грунт; 6 - поверхность вечномерзлого грунта в естественных условиях (размеры в м)

Глубину траншеи вырезки hв следует назначать по результатам расчетов (рекомендуемое приложение 7) или по формуле

hв = 2 - H,                                                           (6)

где 2 - общая высота слоя насыпного грунта Н0, включающая глубину траншеи вырезки, м; Н - профильная высота насыпи.

Дно траншеи необходимо проектировать с продольным уклоном не менее 0,005 и при возможности предусматривать поперечный выпуск воды из траншеи.

Величину уширения земляного полотна на таких участках следует определять в соответствии с указаниями пп. 3.30 - 3.32.

3.34. Устойчивость основной площадки выемок и низких насыпей на подходах к ним на участках залегания глинистых грунтов, а также крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем при содержании частиц размером 0,1 мм и менее в количестве более 20 % следует обеспечивать посредством замены естественного грунта основания дренирующим материалом (песком, за исключением пылеватого, скальным из слабовыветривающихся пород, крупнообломочным с содержанием не более 10 % глинистого заполнителя с размером частиц 0,1 мм и менее).

Толщину слоя замены следует назначать по результатам расчетов (см. рекомендуемое приложение 7).

Рис. 3. Поперечный профиль выемки в тугопластичных и мягкопластичных глинистых грунтах:

1 - дренирующий грунт; 2 - глинистый грунт; 3 - поверхность вечномерзлого грунта после образования деятельного слоя по периметру выемки; Нп - глубина выемки по продольному профилю; Нр - глубина выемки с учетом величины вырезки hв слабого грунта основания, назначаемой по расчету согласно рекомендуемому приложению 7; h0 - величина осадки оттаивающего грунта основания при образовании деятельного слоя по периметру выемки.