Конструкция земляного полотна на болотах

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие I. Общие положения II. Данные изысканий, необходимые  для проектирования земляного  полотна III. Выбор типа конструкции  земляного полотна по данным  изысканий IV. Проектирование плавающих  насыпей (возводимых непосредственно  на поверхности болота) V. Проектирование земляного  полотна с полным выторфовыванием VI. Проектирование земляного  полотна с частичным выторфовыванием VII. Земляное полотно с  вертикальными дренами и дренажными  прорезями Приложение 1 Пример расчета земляного полотна с вертикальными дренами Приложение 2 Пример расчета земляного полотна с дренажными прорезями Приложение 3 Пример расчета земляного полотна с частичным выторфовыванием

 

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Указания рекомендуются для руководства при индивидуальном проектировании земляного полотна на торфяных болотах.

В Указаниях изложены принципы выбора конструкции в зависимости от местных условий и основные методы расчета земляного полотна на болотах. Кроме того, в Указаниях приводятся основные требования к данным изысканий автомобильных дорог на болотах. В приложении даны примеры проектирования основных типов конструкций земляного полотна на болотах.

При составлении Указаний использована соответствующая нормативная и инструктивная литература, а также накопленный в последние годы опыт Союздорпроекта в проектировании земляного полотна на болотах.

Указания составлены сотрудником Союздорпроекта кандидатом технических наук И.Е. Евгеньевым.

 

 

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Настоящие Указания составлены в развитие действующих нормативных документов *) и могут быть использованы при проектировании земляного полотна автомобильных дорог на болотах в тех случаях, на которые не распространяются типовые решения.

*) НиТУ 128-55 (с учетом изменений и дополнений, вошедших в проект СНиП гл. 37); СН 140-60.

2. Предлагаемые Указаниями  конструкции и расчетные методы  разработаны применительно к  торфяным болотам.

Примечание: Указаниями не рассматриваются вопросы устройства земляного полотна на болотах в условиях вечной мерзлоты.

3. Указания разработаны  применительно к требованиям  проектирования дорог с усовершенствованными  покрытиями. Для проектирования  местных и временных дорог  даются лишь общие конструктивные  рекомендации.

4. К земляному полотну  на болотах, кроме общих нормативных  требований, обязательных для земляного  полотна в обычных условиях, предъявляются  следующие дополнительные требования, учитывающие специфические особенности  болотных грунтов:

а) земляное полотно должно быть устойчивым против деформаций выпирания или выдавливание слабого грунта из-под насыпи (если это не предусмотрено принятой в проекте технологией выторфовывания);

б) до укладки дорожной одежды должно произойти не менее 50 % консолидации грунта основания, т.е. интенсивная осадка за счет уплотнения основания должна прекратиться;

Таблица 1

Основные физико-механические свойства торфа по дорожно-строительной классификации

Тип болот	подтип	общая характеристика	основные внешние признаки	Характер деформаций под нагрузкой	Влажность в %	Коэффициент пористости	Степень разложения, %	Примерная несущая способность кг/см2	Примерная осадка при нагрузке 0,5 кг/см2 (в % отпервоначальной мощности залежи)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
I	А	Уплотненный торф, обладающий структурной прочностью	Осушенный или уплотненный вышележащим минеральным слоем. Удерживает вертикальные откосы.	Сжатие при незначительном боковом расширении	до 600	до 7	до 60	более 0,5	до 30 %
	Б	Рыхлый торф, обладающий структурной прочностью	Влажность близка к максимальной влагоемкости. Короткое время удерживает вертикальные откосы.	То же	600-1500	до 20	до 40	более 0,3	30-50 %
	А	Аморфный грунт (торф) вязкопластичной консистенции	Торф высокой степени разложения или сапропели, уплотненные вышележащими слоями	Преимущественно выдавливание из контура загружения	До 400	До 5	более 60	Менее 0,3	При отсутствии вышележащих более плотных слоев - до полного выдавливания
II	Б	Аморфный грунт (торф) мягкопластичной консистенции	Торф высокой степени разложения или сапропели при влажности близкой к максимальной влагоемкости.	Выдавливание из контура загружения	400-1000	4-10	более 40	При отсутствии более прочного покровного слоя - 0	До полного выдавливания.
III		Аморфный материал текучей консистенции	Жидкие слои сплавившее болот	Растекание	неогран.	неогран.		0	Под нагрузкой растекается

 

в) упругие деформации дорожной одежды при движении транспорта, вызванные деформируемостью грунта основания, не должны превышать величины, допускаемой для заданного типа покрытия.

5. Конструкция земляного  полотна на болоте должна соответствовать  характеру деформации грунта  основания под нагрузкой от  веса дорожной насыпи. Характер  деформации определяется типом  болота по дорожно-строительной  классификации (табл. 1).

В зависимости от типа болота и категории дороги выбирается конструкция земляного полотна, обладающая наилучшими в данных условиях технико-экономическими показателями. При этом возможны следующие конструктивные решения:

А. Насыпи, опирающиеся на минеральное дно болота

(Искусственные основания)

а) Свайные эстакады;

б) насыпи с полным удалением слабого грунта из основания и заменой его качественным грунтом;

в) насыпи, погруженные на минеральное дно болота путем выдавливания слабого грунта в стороны.

Б. Насыпи, опирающиеся на торфяную залежь с проведением мероприятий, улучшающих строительные свойства слабого основания

а) Частичное выторфовывание;

б) земляное полотно с вертикальными дренами и дренажными прорезями;

в) глубинное уплотнение слабых грунтов грунтовыми сваями;

г) химическое укрепление слабых грунтов основания.

В. Земляное полотно, проложенное непосредственно на поверхности торфяной залежи

а) Плавающие массивные насыпи;

б) облегченные насыпи;

в) настилы и слани;

г) специально облегченные конструкции.

Искусственные основания, как правило, следует использовать лишь в тех случаях, когда сохранение слабого грунта под насыпью может привести к деформации земляного полотна.

6. Часть земляного полотна  находящуюся ниже поверхности  болота, рекомендуется устраивать  из дренирующих грунтов. Пылеватые  грунты допускаются в надводной  части дорожной насыпи при  условии соблюдения общих требований  по обеспечению воднотеплового режима земполотна и дорожной одежды.

7. При проектировании  конструктивных элементов земляного  полотна следует пользоваться  пособием «Типовые поперечные  профили земляного полотна автомобильных  дорог» /вып. 41/ Союздорпроекта с учетом дополнений и изменений, изложенных в настоящих Указаниях.

II. Данные изысканий, необходимые для проектирования земляного полотна

8. В составе работ по  изысканиям автомобильных дорог  на болотах, в части, относящейся  к проектированию земляного полотна, следует предусматривать:

На стадии проектного задания:

а) данные, необходимые для выбора типа конструкции земляного полотна;

б) данные для составления проекта организации к стоимости работ.

На стадии рабочего проектирования -

- данные для конкретного  расчета элементов выбранной  конструкции земляного полотна.

Методика и программа изысканий разрабатывается в соответствии с Указаниями по изысканиям дорог на болотах (Союздорпроект 1959 г.) с учетом требований к исходным материалам, перечисленным в настоящей главе.

9. Для назначения типа  конструкций земляного полотна  на болоте на стадии проектного  задания необходимо иметь следующие  данные:

а) глубина болота (рельеф дна),

б) тип торфов, составляющих залежь (геотехнические разрезы);

в) степень разложения торфа;

г) пнистость болота;

д) прочие ситуационные данные (залесенность, наличие дорог, водоемов, населенных мест и т.п.);

е) технико-экономические данные для подсчета стоимости работ (дальность возки минерального грунта, необходимость в устройстве временных дорог и т.п.).

10. Рельеф дна болота  в районе проложения трассы определяется зондировкой и бурением в соответствии с Указаниями по изысканиям дорог на болотах 1959 г.

11. Принадлежность торфа в состоянии естественного залегания к тому или иному типу дорожно-строительной классификации определяется при полевых изысканиях по комплексу его физико-механических свойств и внешних признаков, перечисленных в табл.1*).

*) характеристики, приведенные в графах 6-8 таблицы 1 рекомендуется определять в полевой лаборатории.

Тип залежи может быть также определен по данным наблюдений за характером деформаций основания существующих насыпей в аналогичных условиях.

12. В тех случаях, когда  торфяная залежь состоит из  нескольких слоев торфа различного  типа, тип залежи в целом определяется  в зависимости от мощности  более слабых слоев.

Если не менее 90 % общей мощности торфяной залежи составляют торфа I типа - болото следует относить к I типу;

если более 10 % общей мощности залежи составляют пластичные образования II типа, - болото относится ко II типу;

если более 50 % общей мощности залежи составляют текучие слои III типа, - болото относится к III типу.

13. Пнистость болота определяется процентом попадания зонда (бура) в крупные неразложившиеся остатки дерева по отношению к общему числу погружений зонда.

14. На стадии проектного  задания составляются геотехнические  разрезы по оси трассы и  поперечникам, где выделяются типы  и подтипы торфа с указанием  мощности и границ простирания  каждого слоя.

15. Для целей рабочего  проектирования проводится углубленная  обработка данных полевых изысканий  и лабораторное определение физико-механических  свойств торфов, составляющих залежь, по специальной программе и  смете в соответствии с конкретными  требованиями расчета выбранной  конструкции (см. табл. 2).

Таблица 2

Состав лабораторных испытаний, необходимых для рабочего проектирования земляного полотна на болотах

Вид характеристики, получаемой при испытаниях	Услов. обозначен	Тип конструкции земляного полотна
		Полное выторфовывание	погружение насыпи выдавливанием	Частичное выторфовывание	вертикальные дрены и др. прорези	плавающие насыпи
1	2	3	4	5	6	7
Для болотных грунтов основания
1. Коэффициент пористости /влажность природная/	e0, W0	X	X	X	X	X
2 Удельный вес	gуд	-	X	X	-	X
3. Объемный вес скелета		X	X	X	X	X
4. Угол внутреннего трения		-	X	X	X	X
5. Сцепление	С	-	X	X	X	Х
6. Предел текучести /для  торфов II типа/			X	X	X	X
7. Компрессионные характеристики	a, eр	-	-	X	X	X
8. Коэффициент консолидации	Сн	-	-	X	X	X
9. Оптимальный угол заложения  откоса выемки при выторфовывании /допол. полевые изыскания/	a	X	-	X	-	-
Для грунтов земляного полотна
1. Гранулометрический состав		X	X	X	X	X
2. Пределы пластичности		X	X	X	X	X
3. Естественная влажность		X	X	X	X	X
4. Коэффициент фильтрации /для песков/	Кф	-	-	-	X	-
5. Оптимальная влажность  и плотность на приборе стандартного  уплотнения Союздорнии		X	X	X	X	X
6. Объемный вес при  станд. плотности и оптимальной влажности		-	X	X	X	X