герб

ГОСТы

флаг

Методические указания Методические указания по оценке местной устойчивости откосов и выбору способов их укрепления в различных природных условиях

В С ЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО- ИССЛЕДО ВА ТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ТРА НС ПОРТНОГО СТР ОИТЕЛЬСТВА

М ЕТОДИЧЕСК ИЕ УКА ЗА НИЯ
П О О ЦЕНКЕ МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСО В И ВЫБОРУ
СПОСОБОВ ИХ УКРЕ ПЛЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ПР ИРОДНЫ Х
УСЛОВИ ЯХ

Мо с ква 1 970

ПРЕД ИСЛ ОВИЕ

На с тоящие Метод иче ские указания разработаны ЦНИИСом и С ою здорнии в р азвити е соотве тствующих разд елов глав СНи П II - Д .1 -62 и II - Д .5- 62 , «Техническ их условий сооружен ия железнод орожного з емля ного полотна» (СН 61 -59), «Инс трукции по сооружению з емляного полотна автомобильных дорог» (ВС Н 97-63) и пр оекта «Ука заний по п роектированию земляного полотна железных и ав томобильных дорог».

Ме т одические указания целесообра зно исп ользов ать при проектирован ии земля ного полотна н а стадии про ектного з адания для более полного выя вления объемов и сметной стои мости работ по укреплению откосов и обеспечению их местной устойчивости.

Рекомендации Методических указа н ий в части п роектирования противодеф ормационны х мероп риятий могут быть применены также к откосам, подв ерженны м деформ ациям в условиях эксплуатац ии земляного полотна.

Методические указания в основно е следу ет применять при проектир овании мероприятий по обеспечению ме стной устойчивости откосов вы емок . Однако при необход имости основные положения Методических указаний могут быть использованы при оценке местной устойчивости откосов насыпей, а также в случая х, когда требуетс я определить устойчивость п оверхностного укреп ления против размыва и сползания по к онт акту с мине ральным грунтом. Вопросы общ ей и мес тной устой чивости откосов в грун тах особых разн овидностей (лессы в районах засушливого климата, мног олетн емерзлы е грунты и т.д.) не расс матриваю тся.

Методические у к азания составили кандидаты техн. н аук П. Г. Пешков (ЦНИИ С), В. Д . К азарн овски й (Сою здорн ии) и инженеры А. Ф . Ф лорова, Л. Л. А пполон ов (ЦНИИ С), Ю. М . Л ьвович и В. И . Ру винский (Союздорнии) с учетом результатов исследований, проведенных ЦНИ ИСом в 1953 - 60 гг. (В. П. Титов, В. И. Г рицык , П. И. Мини н), рез ультатов обследования состояния откос ов з емляного п олотна, проведенного К иевгипротрансом, Лен ги протрансом, Си бгип ротран сом, Томгип ротран сом, Мосгип ротран сом и Киевским филиалом Сою здорп роек та в 1 967 г., а также материалов пред ставлен ных Г. Д. Михайловым (СибЦН ИИ С) и Н. П. З атенацк ой (ПНИИ С).

Указания откорректированы в соответствии с замеча н иями Ленгипротранса, К иевг ипротран са, Сою здорпроекта и ЦН ИИ МПС.

З А МЕСТИТЕЛЬ ДИРЕКТОРА ИНСТИТУТА                                (А. С МОЛ ЬЯНИН ОВ)

РУКОВО Д ИТЕ ЛЬ ОТДЕЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО

П ОЛОТНА И ВЕРХН ЕГО СТРОЕН ИЯ ПУТИ                                         (Б. Ц ВЕЛ ОДУБ)

ГЛАВА I. ФОРМЫ И ПРИЧИНЫ НАРУШЕНИЯ МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ

Ос н ов ные ф ормы н арушения местной устойчив ости в зависим ости от причин и услови й и х образов ан ия приведены в табл. 1.

Т а блица 1

Ос новны е формы н арушения мес тной ус тойчивости

Формы нарушения местной устойчивости

Причины

Условия образования

Оползания и с плывы отко сов

Физико -хим ическ ое выветривание и из быточн ое увлажн ени е

Откосы, сложе н ные глинис тыми грунтами, не устойчивыми к ф изико-химическому выветрив анию

Эро з ионные деф орм ац ии

До ждевые о садки и поверхнос тны е воды

Неукреплен н ые откосы, сложенные малосвязными и водон еустойчивыми грунтами

Механическая суффози я и выно сы грунта

Грунтов ы е в оды

О т косы, сложенны е супесчаными и песчаными грунт ами, в случае вых од а водоносных гориз онтов

Начальными формами н арушения местной устойчивости могут быть трещины по бровке и поверхности откоса, с рывы укреплен ия, нез авершенные о плывы, которые могут слу жит ь очагами дальней шего развития деформаций.

Сплывы откосов возникают вследствие снижения прочности грунтов под влия н ием физи ко-хим ическо го выветривания и и збыточного увлажн ения. Они проя вляются обычн о в виде смещения слоев гру нта мощность ю 0,4 - 0,8 м в неблагоприятное по погодным условиям время года (весной при оттаивании грунта, осенью и летом после затяжных или ливн евых дождей и т.д.) .

Основными процессами физико-хими ч еского выветривания, в едущим и к снижению прочности грунта в поверхностных слоях откоса, следует счи тать:

промер з ан ие и оттаивание грунтов;

набухание и усадку грунтов при и з менении вл ажности под действием климатических факторов (испарени я, осадков, промерзания);

диффу з ионное выщелачивание, вынос, перенос и отлож ение солей водой инфи льтрующ ихся осадков и грунтовой водой;

окисление минералов и сое д инений в грунте ки слород ом воздуха и инф ильтрующейс я водой.

В ре з ультате протекания этих процессов изм еняю тся с остав (главны м образом агрегатный и обме нных катионов), состояние (структура, плотность, влажность), водн офи зическ ие свойства (водопрон иц аемость , харак терные в лажности и т.д.) и про чность грунта.

Рис . 1 . Схема образов ан ия зон активного выветривания в откосе после его сооруже ния

В п ер вы е годы п осле сооружения земляного полот на процессы выветривания вызывают не обр атимые изменен ия свойств г рунта , что затрудняет п ро гнозирование последн их при инженерно-геологических изыскан иях. Накопление необратимых изм ен ений во времен и п роисх одит с постепенно затухающей интенсивностью. Х арактер и вел ичина изменений с оста ва , состояния и св ойст в гр унта з ависит от степени из мен ен ия услови й е го залегания. Ес ли до сооруж ен ия выемки вы делить зоны сез онн ог о промерзания А (рис. 1) , се зон ного изменения влажности Б и толщу грун тов постоянного состава и состоян ия В (скорость из менен ия опре деля ется геологически ми п роцессами ), посл е образования откоса интенсивность изменения св ойств и состоян ия г рунта будет особ енно велика у подошвы (зона I ), умен ьша ясь по высоте откоса (зон ы II и III ).

В особ о невыгодных условиях оказываются грунты подошвенной части откоса, где наблюдаются повышенная влажность, к он центрация касательных напряжений и накопление диспергирующих грунт водно-раство римых сол ей , в ыне сенн ых с верхних горизонтов.

Хар акте р изменени я свойств и сост оян ия гру нта в насып ях зависит от ст епени изменения условий залегания после перемещения грунта из карьера или резерва в откос и от уплотнения грунта откосн ой ч асти .

Часто наблюдаемые н а от косах насып ей и вы ем ок сры вы поверхностного укрепл ен ия объясняю тся зн ачитель ным вод онакоплением и образованием линз льда при промерзании на контакте рыхлого растительного слоя и плотного грун та отко са . Значите льная п лотн ость грунта препятствует проникновению к орн евой си стемы вглубь его и не обеспечивает достаточного с цепления дерн ового покр ова с гр унтом .

По в ер хн остные воды и д ожде вы е осад ки, попад ая на неукрепленный откос , вызывают эрозионные деф ормации его в виде смы ва г рун та , размывов, р азжиже ния и стек ания п ов ерхностного слоя к подошве откоса и т.д . Опасност ь обра зо вания деф ормаций увеличивае тся с ум ень шен ием связности грунт а, увеличением крутиз ны откоса и колич ес тва стекающей п о нему воды .

Выклинивания н а откос в одоносны х гор изо нтов могут п ри вест и к суффози онным деф ормациям откос ов (вымывание мел ких ф рак ций и образование выносов) . Такие д ефор мации ха ракт ерны для песчаны х и супес чаных грунт ов.

ГЛАВА II. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МЕСТНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ, И СПОСОБЫ ИХ УЧЕТА

Опасность нарушен и я местной устой чивости откосов, необходим ост ь пр именения проти водеформаци онны х мероприятий при проек тировании земляного п олотна уста навливается п утем комплексной оценк и грунтовых, гид рогеологичес ких, кли матическ их ус лов ий, рельеф а местно сти и кон струк ции земляного полотна.

Оценка грунтовых условий производится на ос н овании ма териал ов инж енерн о-гео логических из ысканий и лабораторных оп ределений соста ва, свойств и состоян ия грунтов . Оц енку опасности возникн овения нарушений мес тн ой ус тойчиво сти можн о выполн ить с исп ольз овани ем определя ющих при зн аков, приведенных в табл. 2.

Табл ица 2

Оценка грунтовых условий по о па сн ости возникновения нарушений местной устойчи во сти

Оценка условий

Характеристика условий

Определяющие признаки

количественные

качественные

1

2

3

4

Особоопас ны е

Гли н истые грунты, сильно переувлажнен ные, в естеств енн ом залеган ии

-

Все глинистые гру н ты мя гкоп ласти чн ой консистенции

П ылеваты е в лагоемкие глинист ые грунты, водон еуст ой чи вы е, легко разм окаемы е, сильно пу чини сты е, незав ис имо от естес твенной влажности с числом пластичности менее 1 2

Содержание пы леваты х частиц не менее 40 % и больше, чем песка

Лессовид н ые суглинки и суп еси, часто макропорис тые с водон еуст ой чивы ми связями межд у частицами в аг регата х и между агрегата ми, часто содержат ле гкораство римы е соединен ия

Сильнонабухающие и усадочные грунты

Гли н истые грунты с обменной емкостью к атионов более

В глинистой фракции преобладают монтмориллонит, вер ми кулит, галлу азит (суглинки, жирные и бентонитовые глины и т.д.)

Гру н ты неустой чивы е к х имичес ком у выв етриван ию

-

Дочетв е ртич ные морс кие суглинки и глин ы, бога тые оки слами железа (зеленоватые, г олубые , серы е), жирн ые и бентонит овые глины

Ти к сот ропны е и плы вунн ые грунты

-

Мелко- и тон к озе рнистые пы леватые пески , илы , с упеси легк ие, харак терн ые обратимыми ста билизационными с вязя ми ме жд у час тицам и

Опа с ные

Гли н исты е грунты, переув лажн енны е в естественном залегании и после укл ад ки в насыпи

-

Все г ли ни стые грунт ы т угоп ласт ичной кон сист енции

Сре дн енабухаю щи е глин ист ые грунты

 

Признаки те же , что и у сильно набух ающ их, но обм ен ная ем кос ть к ати он ов *) равна 1 5 - 40

Переуплотненные гли н истые грунты

-

Т яж елые г лины и с углинки, разуплотняющиеся при вск рытии откоса

Малоопасные

Пе с чаные, г равел исты е, нен абухающие и с лабон абухающ ие глинистые гр унты , нормально -уплот ненны е, твердой и полутвердой кон сис тенции

-

-

Δ h - набухание обра з ца; h - вы с ота обра зца.

*) Обменная ем к ость катион ов может быть оп ределена по лите ра турн ым данны м.

П ри о собооп асны х грун товы х усл овиях следу ет проверить местную устойчивость откосов и при н еобход имости н азнач ить ме роприятия по ее пов ышен ию (см. гл. III и IV Ук азаний).

Пр и опасны х грунтовых услови ях мес тную устойчивость можно не про ве рять, но в п роекте предусм атрив ать техн ологические м еро приятия по об еспечени ю усто йчивос ти (ограничен ие времен и года и сроков разработки выемок, не доп ущ ение разры ва во в ремени между сроками со оружения отк оса и его укреп лением, увели чени е нормы в ысева и повышение требов аний к состав у и качеству семян и т.д.).

В м ало опасных гру н товых усло виях проектирова ние и возведение землян ого п олотн а производят в с оответствии с действующими нормативными документам и.

Вли я ние ги др огеологическ их условий н а ме стную ус тойчивость откосов учитывает ся, если п роектом не п реду см атрива ет ся ус тройств о д ля п ерехва та воды с целью обеспечен ия общей устойчивос ти откосов.

На уча стках со слаб орасчлен ен ным рельефом местности и затрудн ен ны х условия х для пов ерхн остного стока необходимо учитывать возможн ость образов ан ия сезон ной верховодк и в почве нном или грунтовом слое.

П ри расп оложе нии выемок на скл онах и при п ересе чении во доразде лов оце нка оп асн ости об разования ве рховодки произ водится в зависимос ти от э леме нтов рельефа вскрываемы х выемкой (табл. 3).

Таблица 3

Оценка расп оложе ния выемок по условиям рельефа

Оценка расположения выемок

Элементы рельефа, вскрываемые выемкой

Опасное

Подошвы з атяж ных склонов, средние части склон ов с вогнутым п рофилем, замкнутые котло вины водоразде лов

М алоопасн ое

Сред н ие части одн ородны х склонов, плоские в ерш ины водораз делов

Б е зопасн ое

Узкие в е ршины в одораз делов, вер хние части склонов

При опасном расположении в ыемки по условия м рельефа должны бы ть предусмотрены мероприятия по перехвату и отв оду ве рховодк и от откосов выемки на полную глубину ее распространения .

Климатические условия и конструктивные осо б енно ст и зем ляного полотн а учитываются при оценке местной устойчивост и откосов путем введения в рас чет таких показателей, как мощность зон ы воз можного сп лы вообры зов ани я, выс ота отк ос а, заложение его и т .д.

ГЛАВА III. ОЦЕНКА МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ

Пр и пр оектиров ании з емляног о пол отн а в особ ооп асны х грунтовых усл овиях (см. т абл. 2) производится расчетна я оце нк а местной устойчивости против оползания поверхностного слоя, возникновения сплывов на плоскости ослабления и обра з ования пласти ческих зон в откос е.

О полз ание пове рхн остного сло я (рис . 2б ) чаще всего набл юдается в откосах, сложенны х пылеватыми водонеустойчивыми глин истыми г рун тами с число м п ласти чн ос ти менее 1 2 при увлажн ени и их дож девыми осадками, водой снеготаяния и вытаивающих линз и кри сталл ов льда в грунте. При ма лой толщине оползающего слоя (до 10 - 1 5 см) смещени е его происходит , как прави ло, при переходе грунта в т екучеп ласти чн ое сос тояни е. Откос считается устой чивым, е сли

W рас W р + 0,75 W п ,                                                            (1)

гд е Wрас -   расчетная влажность грунта в поверхностном слое, %;

W р -     влажность грунта н а пределе раскаты вания, % ;

W п -     число пластичности гру нт а.

Расчет н ое значение влажности грунта устана влив ае тся ис ходя из его п лотности, способности к н абух анию и пучению

,                                                             (2)

гд е G -      сте п ень в од он асыще ния пор водой, принимае тся равной 0,95;

m р -     расчетная пористост ь грунта пос ле набухания и пуче ни я;

γск(р) - объемн ы й вес скеле та грунта после набухания и п учения, г/см3; γв = 1;

,                                                             (3)

,                                                      (4)

г д е Δ -       уд ельный вес скелета грунта , п риним аем ый по сп ра вочным данным, г/см3;

j -        от н осительное на бухание грун та, доли е диниц;

f -        интенсивность пучения грунта, д оли е ди ницы .

Р ис. 2 . Схемы к расчету местной устой чи вости откоса:

а - общая расчетная схема; б - стекание поверхностного слоя; в - сплыв по ослабленному прослою грунта; г - образование зоны пластического течения

Значение относительн о го набухания грун та при ним ае тс я по данным лаборат орных испытаний нена рушенных об разцов, от об ранн ых из шурфов или с кваж ин . Оп ыт ы на наб уха ние проводят ся без пригрузки.

Инт енсивность п уч ен ия определяется по данным на турных набл юдени й, а п ри их отс утств ии назнача ет ся по таблице п риложения 6, для ч его п редварит ел ьно вычис ляется влажность грунта

,                                                               (5)

где m н , γск(н) -    соотве т ственно пористость и объемный вес ск еле та грунта после набухания

,                                                                (6)

.                                                              (7)

Пр и оце нке у стойчив ости по вы ра жению ( 1) и при использован ии таблицы приложения 6 расчетн ая влаж ность на грани це раскатывания с учетом вы щелачивания солей Na , K и час т ичн о Ca и Mg , а та к же в связи с повыш енн ой агрегированностью грун та в зоне п ромерзания ум еньшается н а 2 % по сравнению с вл ажн ост ью W р(Δ) , определе нной при лабораторных ис пыт аниях

W р = W р(Δ) - 2 .                                                               (8)

Образо вани е сплыв ов (рис . 2в ) н аблюда ется в тех случаях, ко гда в толще откоса им еется ослаблен ны й прослой грунт а, где сопротивл ен ие сдв игу Spw меньше сд в иг ающ ег о усилия. О сла бленны й прослой формируется :

на грани ц е оттаив ани я равн омерно увла жненн ого грунта из-за ре зкого умен ьше ния прочн ости при п ереходе гр унта из м ерзлого с остоя ния в талое;

в м еста х к онцен трации вы та ивающих лин з и п росл оев льда (в з оне промерзания переувлажнен ных пучинисты х грун тов);

на нижней границе зо ны активного ф изико-хими ческ ог о выветривания наб ухающих, усадочны х и не устойчив ых к химическому выветриванию грунтов.

В посл е дне м случа е на этой границе из-за резкого ум еньш ения в одопрон ицаемости образуется местный в од оупор, обуславливающий вод он ак опл ени е в контактном слое.

В предполо ж ении во зможности смещ ения блоков грунта по поверхности осл а бления оценка п роизводится путем определения коэффициента местной устойчи вос ти п о формуле

,                                                     (9)

где γ -        объ емный в е с грун та, т/м3;

φр, ср -      расчетные пока за тели соответ ственно угла вн утренне го тре ни я и сцепления гр унт а;

n -       заложение откоса; n = ctgα ;

H -      полная вы с ота откоса (ри с. 2а) , м;

A , B - бе з раз мерные коэ ф фициенты, оп ред еляем ые по граф ику рис. 3 в зав исимости от отношени я ;

np -      расчет ная г л убина зоны возможного сплыв ообразовани я, м;

α -       угол заложения откос а , град.

Местная усто йчивость откосов считается обеспеченной, если K ≥ 1,5.

Рис . 3. График для оп ред еления к оэффициентов A и B

Об ра зо ван ие пластически х зо н в откосе n пл (р и с. 2г ) про исход ит в резул ьтате ра вном ерног о увлажнения толщи гр ун та n р в зоне а кт ивн ого физ ико-химического вы ветри вания.

С т еп ень у ст ойчивост и откоса в данном случ ае оцен ив ается по вели чин е коэф фициента стаб ильност и, оп ределяемог о из выр аж ения

,                                                       (10)

где φ′р, ср -   соответственно угол в н утрен него трения и невосстанавливающаяся часть сцепл ени я; опреде ляем при расчетной влажности с учето м воз действия погодн о-к лим ати че ски х фак торов (см. гл. IV ), град;

z -           текущая коорд и ната рассмат ри ваем ог о горизонта а кти вной зон ы от поверхн ости от коса по норм али к ней, м;

Мин имальн ое зна чение коэ ффициента ста бил ьн ости K min ст в общем сл учае устан ав ли вает ся путем г рафического построения зависим ости K = f ( z ), точки которой в ычисляют по выражени ю 10 для различных горизонто в ( z ) в з ависимост и от рас четных значений φ′р, ср на эт их г оризонтах (опред еляемых с учетом всех в лия ющих факторов, в т ом чис ле и н апря женн ого состояния).

Пр и ближенно миним альн ое значен ие коэфф ициента стабильности можн о определят ь по форм ул е

,                                                 (10)

где n р - расчетная мощно сть активной з оны, м;

-      остальные обозначения прежни е .

В тех случаях, когда еще н ет данн ых о знач ениях φр, ср дл я о браз цов п одвергав шихс я воздей ств ию п огодно -к ли матич еск их факторов, для ори ент ировоч ных расчет ов можно исп ользовать форм улу

K min ст = n tgφp ,                                                           (11)

где φ р - у г ол внутреннего трения при расчетной влажности, оп ределенный на образ цах, не подвергавшихся воздействию погодно- к лим атическ их фа кторов, град.

Пор я док определения расчетных знач ений φр, φ′р, ср, ср, приве ден в главе IV Ука з аний.

При определении по формулам ( 10) и ( 11) ко э ффиц иентов стаб иль ности устойчивость счита ется обесп еченной , если

K min ст ≥ 1.

В качестве расчетн ой мощ ности ак ти вной зоны n р прини м ается глуби на, н а которую ф актическ и распространя ет ся влияни е погодно-кл им ат и чески х факторов (увлажнение, высушиван ие, про мерзани е) .

Дл я районо в с преобла дающим влиянием на устойч ивость откоса фак тора п ро мерзания за рас чет ную глубину активной зоны ори ентировочно может бы ть приня та гл убина п ромерз ания д ля данного района.

Глубина сезонного промер з ания на откос е оп ред еляется расч етом согласно СН иП II -Б .1- 62 с учетом сне гонакоп ления или наз начаетс я в соответ ствии с результатами ин жен ерно-геологического обследовани я существующего з емляного полотна. В последн ем случае

,                                                           (12)

где n н - глубина сезонного промерзан ия на обс лед уемо м объекте за наблюдаемы й сезон, м;

Σ T р - ра с че тное количе с тво гр адусо сут ок хол ода, определяемое по клима тичес ким с правочник ам или по данным метеостанций;

Σ T н - коли ч ество гра ду сосут ок холода в наблюдаемый год.

З а расчетн ый з имний период принимаетс я малоснежная з има повторяемость ю 1:20 . Если в наблюдаемый период снегонакопление на от косе сущ еств ующ его земл ян ого полотна значительн о (на вели чи ну более 10 см) отличается от расчетной в ыс оты с не жного покрова в малоснежную зим у, глуби на пром ерзан ия определяет ся расчет ом.

Для район ов с преобладающи м влиян ием на устойч ивост ь от косов процессов набухания и усадки з а ак тивную принимается зона сезонного изменен ия влаж ности, но не более 2 м.

Физ ик о-химическое вы ветривание грунтов ( выщ елачив ани е, окисли тельные процес сы, д ез аг регация ми неральных частиц и т.д.) наблюдается обычно при дей ствии инфильтрующихся п ов ерхн остных вод. Поэтому зона ак тивного физико-химического выветриван ия н аз начается равной наибольш ей из двух: глубине сез онного п ромерз ания или из менения влажнос ти. Влиян ие физико-хи мического выветри вания учитывается при н аз начении расчетных пока зателей прочности грунта .

П ри опа сны х гидрогеологических условиях , когда не пр е дус ма тривают спец иальн ые мероприятия по перехвату и отводу грунтов ых вод до их выхода на откос, оцен ке подлежи т устойчив ость откоса прот ив механическ ой суффози и грунта и против в ыноса его фи ль трационным потоком.

Согласно ВСН 01 - 66 МЭиЭ СССР практически несуффозинным гру нт ом считается такой , из которого могут быть вын есены фильтрац ионн ым потоко м мельчайшие его частиц ы в количестве не более 3 % (по весу). П ри этом должн а удовлетворяться следующая зависимость

,                                         (13)

где D 3 , D 10 , D 17 , D 60 -   диаметры частиц грунта, сод ержан ие кот орых п о в есу составляет 3, 1 0, 17, 60 %, мм ;

ηφ -                         коэффициент раз н озерни стости грунта

;                                                                (14)

m φ -                        фа к тическ ая пористо с ть грун т а

m φ = m - w ммв γ ск ;                                                        ( 1 5)

m -                          ра с чет ная п орист ост ь гру нт а

;                                                                (16)

γ ск -                         объемный ве с с келета грун та, г/ см3;

Δ -                          удельный вес грунт а, г/см3;

w ммв -                     максимальная молекулярная влагоемкость грунта, % .

П роверке на суфф озион ную уст ойчивос ть п одлеж ат т акже покрыти я из дрен ирующ его грун та, укладывае мые на отк ос (см. г ла ву V Ука з ан ий).

С т еп ень уст ойч ивост и отк оса против образован ия вын осо в оцен ивает ся коэффициентом K у по форм уле

;                                                      (17)

где Δ в -    уде л ьны й вес воды.

Ус т ойч ивост ь с чит ается обесп еченн ой при K у ≥ 1.

Оцен к а уст ойчивост и п ротив размывов пр оизводи тся тол ько для тех объе ктов зем лян ог о полотна, укре плен ие от косов которых по тем или иным причинам не пре дус матривается проектом, или д ля тех грун товых и климатичес ких условий, когд а для образ овани я устойчиво го травяного покрова требуется длительный сро к.

Во зм ожность э рози онных дефо рм аций оце нива ет ся по степени размываемости грун тов, слагающ их п ов ерхност ь откос ов, с уче том условий воздействия на откос п оверхностных вод.

П редполагая , что нарушение устой чив ос ти может п роизо йти в форме эрозионных деформаций поверхности откоса, след ует на ос нове данных о продолжительности и интенсивности выпадения дожд ей , гран ул ометричес кого сос тава грунтов, слагающих откос, высоты откоса и его крутизны установить ск орость движ ения по верхно стных вод по поверхн ости откоса. Получ ен ную таким образом факти чес кую скорость V факт по в ерхно стных вод необходимо соп оставить с пред ельн о допустимой для да нн ого грунта с коростью V доп . В том с лучае, если V факт < V доп можно счи тать, что местная уст ой чивость откоса обеспечена. Если V факт V доп , то во з мож ны эрози онны е д еформаци и, кот оры е мо гут быть предотвращены уменьш ением к рутиз ны откоса, назначением спец иального типа укрепления или комбинаций э тих меропр иятий (см. г лаву V ).

Мето д ика определен ия V факт и з начения V доп пр и ве ден ы в приложении 2.

ГЛАВА IV. ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГРУНТА ДЛЯ ОЦЕНКИ МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

Дл я поверхностных слоев отк осов зе мляного полотна после их сооружения характерным являетс я изменение прочности грунта как по сезон ам года, так и за мн оголетний период. Оцен ку устойчи вос ти производят по расче тн ому зн ачен ию минимальной сезонной прочности за многолетний период .

На рис. 4 показа н возможный характер из мен ения проч ности по с езонам года (б ез внутрисезонных колебан ий ее) и мин имальн ое з начение сезонной п рочно сти за мн оголетний период.

Для н ен абухающи х и слаб о н абухающих грунтов, не чувствительных к выщелачиванию с олей и ок ис лению минералов, и зменение прочностных хара кте ристик в рез ультате промерзания - оттаивани я и п ереувлажнения происходит в основн ом только по сезонам года и вес ьма незначительно за многолетний период.

Н екот орое ухудшение показателей, характеризую щих структуру и состоя ние грунта (агреги рованн ости, плотн ости и воднофиз ическ их свойств) компенсируется, как прави ло, улучшен ием условий залегания за счет осушения, развития дернового покрова и т.д. Для таких грунтов за расчетную прочность при нимается мини мальная сезонная прочност ь их в первы й год п осле сооружения откоса τр(1) (кривая 1 на рис. 4б).

З а расчетную пр очность грунтов наб ухающ их и чувствите льных к выщ елачив ан ию солей и окислению соединен ий прин имается ее асимптотическое з начени е за много летни й период τр(2) (кривая 2 на ри с. 4б ).

Для некоторых гру н тов, особочувстви тельны х к физ ико-химическому выветри вани ю, падение прочнос ти носит незатухающий характер (кривая 3 н а рис. 4б). К таким грунтам относятся , нап ример, некото рые разновиднос ти м еоти чес ки х глин, дочетвертичны х суглинков и т.д. Устойчивость сооруженных в н их откосо в не обеспечивается никаким уположе нием. В та ких случая х принимается τр(3) = 0 и мероприятия по обеспече нию устойчивости назначаются без проведения пред вари тельной ее оценки.

Р ис. 4. Изм ен ение прочност и гру нт а по сезонам года ( а) и за мн оголе тний период (б)

Ра с четны е п ок азател и проч ности могут быт ь определены пут ем испы тания н енарушенн ых образ цов грунта в лаборато рных услови ях с ими тиров анием природны х процес сов физико-хим ичес кого в ывет рив ани я, что требует значительных за трат времени и сп ец иальн ого оборудования (холодильн ые камеры, п риб оры для выще лачивания и т.д.). Поэтом у приведенная ниже метод ика рек ом ендуе тся только для опреде ления п рочности грунтов на особо от ве тственны х объектах (глубоких выемках или насыпя х), а также при большом числе однотип ных объектов на проект иру ем ой ли нии, если нельзя вы нести суждение об устойчивост и откосов по земля ным сооруж ениям , нах од ящимся в ан алоги чны х усл овия х с проектируемым объектом зем ляно го полотна.

Пер е д опред елением прочност и образц ы грунт а подлежат спе циа льной подготовке, и митирующей воздейств ие процессов физико-химического выв ет рив ания. Содержание под готовки образц ов определяется отн ош ением грунтов к различным процессам вы ветривания и рас положением грунта в откосе (т абл. 5).

В завис и мос ти от основ ных п роцессов выветриван ия в конкретных услов иях возм ожны другие сочетания видов по дготовки обра зцов к испыт ани ям , к роме указанных в табл. 5.

Как правило, 3 - 4 серии образцов подвергаю т ся разли чному количеству циклов подготовки N ц ( нап рим ер 2, 5, 10 циклам), пос ле чего пров одится их испытание на прочность. По зависимости τ = f ( N ц ) устанавливается расчетная прочность (рис. 4б).

Т абли ца 5

ПОРЯД О К ПОДГО ТОВКИ ОБР АЗЦО В К ИСПЫТАНИЮ И Х ПРО ЧНОСТИ

Отношение грунтов к физико-химическому выветриванию

Порядок подготовки образцов при расположении грунтов

в зоне сезонного промерзания

ниже границы сезонного промерзания

Морозоопасные и водонеустойчивые средне- и слабонабухающие глинистые грунты

Цик л ич еское промораживание и оттаивание

Нас ы щение золой п од б ытовой нагр узк ой с последующим и спытани ем прочности

Сильнонабухающие глин истые грунт ы

Циклич еск ое набухание-высушивание, ч ередующееся с промораживанием на бух ающ его образца и посл ед ующим о ттаив анием и в ыс ушиванием

Цикличес к ое набухание и высушиван ие

Грунты, склонные к хими ческом у выветриванию

Диффу зион ное рассолени е грунт а и ли о кисл ение е го кислород ом возду ха с п оследующим цик ли ческим промораживан ием и оттаив ани ем водон асыщ енных образц ов

Д иф фузионное выщелач ив ание или окисление образцов с п ослед ующи м насыщен ием их водой и испыт анием п рочно сти

Основ н ые по лож ения по подгот овк е образцов грун та к испытаниям на п рочн ость приведены в прилож ении 3.

И с пыт ания на прочность по дготовле нных обра зцов грунта проводятся в соответствии с у к азани ями по опр ед елению прочности сла бых грун тов [ 36, 38, 40, 41] в приборах т рехос ного сжат ия, сдвиговы х прибора х или с помощью микропен етрации. При использ овании п риборов трех осн ого сж атия испытания проводя т по закрытой систем е; продолж ите ль ность оп ыта в з ависимост и от кон сис тенции грунта 1 - 7 ми нут.

При испытани я х прочнос ти грунт а на сдв игов ых приборах в зависи мости о т консист енции используется м етодика бы стро го сдв ига (продо лжи тельность опыта 0,5 - 1 минута) и уск оренного сдви га (продолжит ельн ость опыт а 5 - 6 минут). Для особо отв ет ственны х объе ктов з емляного полотна рек омендуется провести испыт ания по обеим метод икам. В этом случае для оценки уст ой чивост и исп ользуют ся данные опыта, дающие меньше е зн ачение коэффиц иента устойчивости. Обжимающие н агрузки прин имаются рав ны ми 0; 0,5 и 1 кг/см2.

П ри оценке устойчиво ст и по форм улам 10 и 10′ дл я оп ред еления н ево сст анавл ивающейся ч асти сце пл ен ия ср п ри о бычных сдвиговых ис пыт ан иях, а т ак же с учетом воздейст вия пром ерзания -оттаив ания, набухания-высушивани я и т .п., од новреме нно с лаб орат орным и испытаниям и на с двиг, указанн ыми выше, п роизводят сдвиг «пла шка по плашке ». Для этого после первого и спытани я в сд ви гов омодн оплоскостн ом п риборе (по мет одике плот но сти-влажности) об разе ц грунта раз ре зают по плоскос ти сдвига на две плашки, поверхност ь кот оры х тщ ател ьно зачищают , вновь устанавливают в прибор, п рикла дывают верт ик альн ую нагрузку в т ечение 5 минут и производят с двиг уже по фикс ирован ной плоскости . Д але е обработк а идет аналогично указан ному выше .

Величину н евосстан авл ивающейся час ти сцеплен ия получают графичес ки по з ависимост ям τ = f ( P ) к ак часть величины полного сц епления . Дале е получают з авис им ость ср = f ( N ц ).

При оце н ке мест ной устойчивост и отк осов на отдельных объе ктах земляного п олотна расчет ные показ атели прочнос ти могут быть установлены:

- полевыми и лабораторными испытани я ми прочности грунтов в о ткосах существую щих земляны х сооружений, склонах и обнажениях;

- испыта н иями п рочности грунта, от обран ного при ин женерн о-ге ологических изысканиях без имитирования проц ессов физико- химического вы ветривания;

- на основании из уче ния литератур ных источников, а также матери ало в про ек тных и научно-исс ледов ательских организац ий .

П олевое изучение прочн ости грун тов в откосах су щес твующих земляных соо ружен ий , склонах и обн аж ениях п роизводится в н аиболее небла гоп рия тный по к лиматич еским условия м период (весной при о ттаивании грунтов, лет ом и осенью во время ливневых или з атя жных дож де й).

П рочность устанав ливается испы тани ем грунта на сд ви г в ск важин ах крыльчаткой [ 37, 40, 41] или в полустационарной лаборатории на сдвиговых прибо рах на образцах грунта о тобранных из скважин [ 38].

П ри ис следо ван ии прочности грунта в откосах сущ ествующи х землян ых сооруже ний по имеющимс я материалам также устанавливается :

время и сп особ сооружения откоса;

первоначальная крутиз на и сп особ укрепления;

х а рактер и хронология деф ормации откосов;

сведен и я о проти вод еф орм ац ионн ых мероп рия тиях.

Уста н овление расчетной прочности на обра зцах грун та, отобра нных из инж енерно-геологических выработок в откосах существующих зе мляны х сооруж ен ий, на ск лон ах и обнажения х в период, не соответствующий наим еньши м зна чениям п рочности в годовом цикле, произ водится в лабораторных условиях с промораживан ием и оттаиванием образцов и и х водонасыщ ени ем до расчетной влажнос ти [ 67].

Уст а новление прочности грунта на образ цах, отобранных при инженерн о- геологических изысканиях, произ водится исходя из возможного сос тоя ния грун та в откосах (его п лотно сти) и характера изм енения прочн ости при измен ении плотности. Д ля э той цели пр иготавливаются образцы грунта нарушенной структуры различной плотн ости и на основании сдв иг овых исп ытаний строится зависимость τ = f ( γ ).

Р асчетное зн ачение объемного веса скелета грунта с учетом возможности н абухания и пуче ния устанавливается по зависимостя м ( 4) и ( 6). При оп ред елении относительного набухания опыты проводят под нагрузкой, соответствующей бытовой нагруз ке γ n р . Исп ы тания на сдв иг проводятся по методике ускоренного сдвига. При п ро ведении опытов следует добиваться водон асыщ ен ия об разцов не менее 0,90 свободной пористос ти. Прочность грун та устанавлив ается по за висимости τ = fск).

Дл я ориен тировочной оценк и местной устой чивости откосов при отсутс твии за виси мости τ = f ( γ ск ) допуска ется использования табличны х данны х о прочнос ти грунта п о СН иП II -Б .1 -62 (прилож ение 7). При этом значени е к оэф фициента пористости опред еляется исходя из вы ражений ( 3) или ( 7) гл. III , а значе н ие влажности на пределе рас каты вания - по вы ражению ( 8).

Для п ы леват ых морозооп асны х грунтов снижение прочности можн о характеризов ать коэфф ициентом моро зной чувстви тельн ости

,

г де R и R от -    соо т вет ст вен но показа те ли прочности образцов один ак овой в лажност и до проморажив ан ия и после от таивания нез ависимо от мет одики испытания образ цов.

Для предварительной оценки прочности глинистых грунтов после п ром ерзания-отта ивания в еличин а коэффициента K м может быть определе н а по эмпи рическ ой формуле

,                                             (18)

г д е Kм -   коэффиц и ент мороз ной чувств ительности г рунтов при влажности на пределе раскат ывания ; зн ачен ия Kм принимаются равн ыми для ле гки х суглинков 1 ,3 - 1, 4, для тяжелых суглинков 1 ,4 - 1 ,6, для гли н 1,6 - 1,8;

f -      инте нс ивнос ть пучения, %; если инте нсивность пучения грунт а в натуре не уст ановл ена, ее след уе т определить по таблице приложен ия 6;

σ -     нагрузка на о тт аи вающ ий грунт, кг/см2 .

При использо в ании лит ературных источников, материалов проектных и н аучн о-иссл едовательских организ аций для установлени я расчетны х показат елей со стоян ия и прочности грунта особ ое вним ание с лед ует обращать на идентичность сравн иваемых грунтов по генети ческим приз накам , сост аву и ст адии вывет ривания .

ГЛАВА V. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ

Для обеспеч ен ия мест ной ус тойчивости применяют ся следующ ие меро прият ия :

пов е рх ностное ук репление от косов в с оответ ствии с дейст вую щим и указания ми, п равилами и инструкц иями - для малоопасных грунтовы х ус ловий;

пов е рхн остное ук репление отк ос ов в соответс твии с дейс твующ ими указан иями и допол нительными требован иями наст оящих Ук азаний - для опас ных и особ оопасны х грунтовых условий;

специальные м е роприяти я по обесп ечению мес тной устойчиво ст и для осо боопасны х грун товых условий тольк о в тех случаях, когда оц ен ка уст ойчивост и, произведе нная в соответ ст вии с п оложениями глав III и IV Указаний, показала, ч т о при тип овых заложения х от ко сов местн ая устойчивост ь их не обеспечивается;

перехва т и отвод грунтов ых вод от з емля ног о поло тна до выхода их на отк ос;

а та кж е мероп рия тия , обес печивающие суффо зио нн ую устой чивость откос ов, когда оценка , проведенная в соответс твии с п олож ен иями главы III , показала в о зм ожнос ть образ ования выносов и суфф озионных н арушений , а перехват и отвод воды проектом не п ре дус мотрены.

О сн овным видом поверхн ос тн ого укрепления я вляетс я обсев травами по слою растител ьного грунта [ 11, 12, 42, 65] .

Д л я особоо пасны х и оп асных гр унтовых усл овий при укреплении поверхн ости о ткосов обсевом трав в проек тах не обходимо ус танавливать допо лнительные треб ован ия:

посев тра в д олжен произ водиться в лучшие агротехническ ие с роки при увеличенн ой н орме высе ва кондиционных семян с тем, чтобы до нас туп лен ия сплывоопасного периода б ыло обеспечен о образование дерново го покрова хорошего качества;

укладку раст ит ельн ого грунта следует производить на м инеральный грун т откоса, не н арушен ный ф изико-хи мичес ки м выветриванием . Если между сроком готовности отк оса (или отдельных участков) и лучшим агротехническим сроком его ук репления существует разрыв во времен и, достаточн ый для наруше ния природного сложения и прочност и грунта процессами физ ико-химического выветривания на глубину более 0,1 5 м, рекомен дуется оставлять на отк осах предохранительный слой, не дора батывая выемки по ши рине. Толщ ина предохранительного слоя назна чается в соотве тствии с положе ниями глав ы III насто я щих Указаний ис ходя из длительности воз дейс тв ия климатичес ких ф ак торов н а грун ты откоса . Непосредст венно перед укре плением откоса п редохранительный слой уб ирают и ук репление произв од ят по н енарушенному с лою грунта.

Если по у сл овиям производства работ лучшие агроте хнические сроки п осев а не могут быть соблюдены во из бежание ра звития зн ачительных де формаций в особоопа сн ых и опасных г рунтовых условиях допускается укреплен ие откосов де рновкой сплошь или в клетку с з аполнением клеток растительным грунтом.

Д л я опытного применения в северных рай онах СССР рекомендуется :

исполь з ов ать ги др опосе в травос месей с мульчирование м их для районов, где отсутств ует к ачес твенн ый растительный грунт;

при укреплении откосов, сложенных водо н еустойчивы ми грунтами, целе со образн о в некоторых случаях вз амен з абивки кольев и ус тройства п летневых ограждений раз мещать растительный грун т в ж елезобетон но й обрешетке (ри с. 5), заанкеренной н а откосе. З а счет анке ровки, д оп олни тель ной пригрузк и и распределения местн ых нап ряжений в откосе на з начительную площадь предупре жда ется развитие деф ормаций в приповерхностных с лоях и локальных деформац ий откос а на большую глубину.

Рис . 5. Ж ел езо бетон ная о бреш етк а на поверхности откоса:

1 - монтажная плита; 2 - балка; 3 - сва йка ; 4 - обсев т равами по слою растит ельно го грунта

В особооп а сны х грунт овых условиях, когда поверочными расч етами у стано влен о, что п ри типов ых заложения х откоса и пов ерхн остном укреплен ии его н е обеспе чивае тся местная устой чивос ть для повышения ее пров одятся с пециальные ме роприятия:

уполо ж ение и те ррас ирование откос а с вып олнением изложенн ых выше требо ваний по поверхно стном у укреплению;

устро й ств о за щитных п окрытий (теплои золяци онных , гид рои зол яц ионных и совмещ енных);

мелиорация грунтов в откосе;

агл о лесом елиорац ия грунтов в отк ос е.

У п оложение откос ов целесообраз но при меня ть при вы соте их до 5 - 7 м. Достаточность уположения п рове ряе тся с огласно положениям главы III данных Указаний . При большей выс оте отк оса целесообразно вза мен уположения п ро изве сти террасирование е го. Те рра сирова ние откоса улучш ает также условия прове дения планиров очных и укре пительных работ и служит са мостоятельны м мероприяти ем по повыше нию устой чивости откоса против обра зования ра змывов (см. п риложе ние 2). Высота откоса ме жд у разделительны ми п олк ами в глинистых грунтах, как правило, н е должна превышат ь 7 м для выем ок и 1 0 м для н асып ей . При проверке устойчивос ти откоса по формул ам ( 9 - 10) з а высоту откоса прин имается его в ысота между раз делительным и п олк ами. В особоопасны х гидрогеологических и грунтов ых условиях при решен ии вопроса о расположении полок в вы емка х нео бход им о учи тывать расположен ие водоносн ых гориз онтов и проек тируемых дренажных систем.

Мин има льн ая ш ирина п олок назначается с таким расчет ом, ч тобы обеспечить в озможност ь проез да по ним автотрансп орта и д орожных машин с учетом размещения в н еоб хо ди мых случая х защи тного слоя или откосного дренаж а, а та кже смотровых колодцев. Свободная ширина полки до лжна быть не менее 3,5 м. Не обходимо предусматривать также возможность въе зда м аши н на п олки.

Что б ы обеспечить поверхностный водоотвод, необход имо преду смотреть устр ойств о на полках продольных водоотводных лотков. Лотки рас полагаю тся в средней части полок для умен ьшения их заилив ания грунтовыми части ца ми, смыв аемы ми с вышележащ ей части откоса.

Для иск л ючен ия скоп ления н а полках талых вод при закупоривании водоотводны х л отков сле дует полкам при давать поп еречный уклон не менее 50 % в низовую сторону.

При назначении ко н струкции водоотводных лотков, размещае мых на п олках, а также сбросных лотков по поверхн ости о ткосов сечения лотков во всех с лучаях обосновывают рас четом, а сама конструкция лотка д олж на исключать утечку воды в основание.

Дл я пре дотвращ ения н асыщения откоса в одой (на пример, п ри тая нии снега) на поверх н ости полок должен быть предусмотрен водонепроницаемый слой, напри мер из грун та, об работанно го органическими или минеральными вяж ущи ми.

З ащ итные покрытия на о т косах служат для регули рован ия т емп ературн о-в лажн остного режима грунтов и снижени я активности физико-хи мического вы ветривания. В з ависимос ти от назначени я они разделяют ся на термоизоляционные , гидроизоляционные и совмеще нные терм огид роизол яци онны е.

Тер м оиз оляционны е покр ы тия на значаютс я для з ащ иты морозоопасны х пу чи ни ст ых грунтов от промерз ания, увлажненны х си льно на бухающ их грун тов - от высыха ния и усадки, м орозоо пасны х сильнонабухающих грунт ов - от обоих уп омянутых про цес сов выветрива ния. Толщ ину термоизоляционного слоя, с ос тоящего из материало в, стойких к физико-хими чес кому выветриванию (асбестовой и торфяной крошки , шлака, супесчан ых и пес ча ных грунтов, песчано-гравийной с меси и т .д.), оп ре деля ют теп лотехн ичес ким расчет ом.

Ги дрои золя ционные покр ы ти я наз на чаются для защиты водонеустойчивых и склонных к выщелачивани ю грунтов , а так же си льн онабух ающих грунтов при ест ест венной влажности их ниже предела усадки от увлажнен ия водами выпадающи х осадков, снеготаяния и п оверхност ного с тока. Они могут выполнятьс я из ш ла коглинобетон а [ 23] и грун тов, обработанн ых минеральными и органическ ими вя жущими с добавками инертных материалов (ш лак а, золы -ун ос а, пес ка и т.д.) в соотв етствии с имеющ имис я ук азаниями по укреплению грунтов.

При неб л агоприятном сочетании климат ических факторов и чувствительности грунтов к процессам физико-химическ ого выветрив ания устраиваются совм ещенны е термогидроизоляционные покрытия . При нципы проектирования таких покрытий из ложены в п рилож ении 4.

Т е рмоизоля ционные и совмещенн ые по крытия устраивают ся не на полную высоту отк оса, а на 1 ,5 - 2 м меньше (рис. 6).

Дл я оп ытного применения рекомен дуются мелиоративны е м ероп риятия, назнач аемые с ц елью ос ушения грунтов в нижней части откоса, находящих ся в наиболе е неблагоприятных условиях увлажнения и напряже нного со стояни я. Дрен ажн ые устрой ства предназ начаютс я для отвода свободной в оды , образующейся при вы таивании ледяных линз и для исключе ния во зможн ости об ра зования гидростат ического напора в оттаивающе м с лое грунта толщиной δ, к отор ый обладает повышен ной водопроницаемос тью по с равнению с выш е- и нижележащими слоями .

Дре н ажны е устройст ва для ос ушения грунтов нижн ей части отк оса могут быть выполн ены в виде горизонтальных дренажных скважин, обсаженных т рубоф иль трами (рис. 7), врезных д рен ажей - «шпор» (рис. 8), подош венны х слоев из дренирующего грунта под откосными частя ми насыпей (ри с. 9) и обсыпки о ткос а слоем дренирующ его грунта неодинаковой т олщи ны по в ысот е о тк оса (рис. 10).

Рис. 6. Схема устро й ства терм оизоляцион ного покрытия на откосе:

1 - п оверхн остн ое ук реп ление; 2 - тепло изоляционный слой

Р и с. 7. О суше ние о ткос а го ризонта льными дренами из т руб оф ильт ров

Р ис. 8. Д рен ажные «шпоры» в откосе

Рис. 9. Подош в енны е слои из дренирующего грун т а по д откосам и нас ыпей

Рис. 1 0. Обсы пка откоса дренирующим грунт ом

Горизон т альны е дренажн ые скваж ины, обсаженны е т руб оф ильтрами из керамзи то-цемента и других матери алов с высокой пористостью, располагают ся в нижней трети откоса. Р екомендации по устройству горизон тальных ск важин привед ены в приложении 5.

Дрена ж ные шпоры устраиваются в виде про ре зей, зап ол няемых дренирующим грунтом с коэфф ици ентом фильтрации не менее 3 м/ су тки . Ширина прорез ей равна 0,4 - 0,7 м , расст оян ие между ни ми 2 - 3 м. У подошвы отк оса оставл яются отк рытым и от поверх ностного укреплен ия выходы для воды, усил енные суфф озион ноуст ойчивы м дренирующ им гр унтом.

Подо ш вен ные слои из дренирующего грунта п од откосами нас ыпей на безосадочном основа нии отсыпаются непосре дств енно на подгот овл енно е и спланированное основание в виде призм с мощностью слоя не менее 0,5 м и шириной по низу не м енее 3 м. Если ожи дае тся осадка основа ни я под н асы пью, подошвенные слои из дрен ирующ его грунта отсыпаются на сп ланированны е и упл отнен ные грунты насыпи при мощност и сл оя последних не менее величи ны ожидаемой осадки п люс 0,5 м . Анал огичн о отс ып ают подош венные слои наго рно го откос а насыпи, рас положенной на ко со горе круче 1 :1 0 при безос ад очном осно вани и. Во в сех случаях должен быть обесп ечен о тво д воды из п одошв енного слоя з а пределы з емляного пол отна. В ых оды подошв ен ного с лоя на откос уси ли вают ся несуфф озионным гр ун то м и п оверхнос тному ук реплению не подлежат.

Покрытие откосов д ренирующим грунт ом слоем переменной т олщины по высоте отк ос а, в ыпо лняющим роль упомянутых выше з ащит ных покрытий значите льн о сокращае т затраты на его устройство. Од новременно при оттаивании в сегда со храняет ся вы хо д от таявшего слоя в дрени рующую обсыпку для о твод а воды вытаивающих линз льда, инф ильт рующ ихся осадк ов и т .д.

Агр о лесоме лиорац ия грун тов в откос ах (посадк а на откосе древесно-к уст арни ковой ра стител ьнос ти) применяется в случая х, когда эффекти вност ь защитных покрытий и ли дренажных устройств в следств ие потери изоляционных свойств или заиливания с теч ением времени снижается, а пр очностные с войс тва грунтов ухудшаются. Разви вающаяся к орневая си сте ма древесн о-куст арник ово й растительности арми рует грунт в сплы воопасно й з оне, интенсивная транспирация воды з еленой мас сой ведет к его о су шени ю.

Вид ку с тарн ик ов и дерев ьев для посадки, поря док и плот ность размещения их на отк осе принимают ис ходя из м естны х услови й.

При выклинивании на от к ос водон осн ых гориз онтов назначаютс я мероприя тия по пе рехвату и отводу грунтовых вод, в том ч исле верховодки от земляного полотн а.

Верхо в одк а, развитая в п оч венном и п одпочве нном с лое, перехватыв ается углубленн ыми до 0,8 - 1 ,0 м нагорны ми канавами с соот ветствующим ук ре плением их от размы ва.

П ри б олее глубоком залегании водоупора грунтовые воды перех ватываю тся ве ртикаль ным дренажом, устраиваемым в соот ветствии с общими тре бованиями (рис. 11).

Рис. 11. Продол ь ный дрена ж дл я пе рехват а верховодки на склоне:

1 - водоносный пласт

Пр и расположе нии ярк о выраженных п ес чаных во доносны х горизонтов на глубине более 3 м от верха откоса перехватывающий дренаж устраивается на сп еци ально й конструктивной полке (рис. 12). Дренаж должен рас пола гаться так, ч тобы м аксимальн ое расс тоя ние от капиллярной каймы над крив ой де пресси и до свободн ой поверх ности отк осов или пол ки не было меньше расче тной г лубины промерзания для данного района. В п ротивн ом случае должны быт ь предусмотрены меры по умен ьш ению глубины п ро мерз ания отк оса.

Рис . 1 2. Продольные дренажи для пере хв ата грунтовых вод:

1 - укреплен и е от кос а; 2 - с истема п ро дол ьны х дре наже й

Если откос слож ен трещинов аты ми глинистыми породами с вклю чени ем маломощных водоносны х прослоек песк а, для каптажа и отвода воды на полке рекомен дуетс я делать присыпн ой откосн ый дренаж (рис. 13) в виде дренирующего слоя , выполненного в ни жней ча сти из материала с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сутки. В верхней части присыпной дренаж устраивается из неразмываемых грунтов с обязательным укреплением их поверхности. Толщина дренирующего слоя назначается по расчету в зависимости от расчетного дебита воды, но не менее 0,3 м. При использовании трубофильтров обсыпка выполняется из среднезернистого песка [ 48].

Р и с. 1 3. П рим ер кон ст рукци и при сыпн ого о тко сного дренажа:

1 - щ е бень фракц ии 5 - 1 0 мм; 2 - ще бен ь фракции 4 0 - 70 мм; 3 - п ерфорированн ая дренажная трубка; 4 - щ ебень, втрамбованный в грунт h = 5 с м; 5 - к руп нозернистый и ли средн езерн истый пес ок h = 50 см ; 6 - мелкозернистый пе со к h = 2 5 см; 7 - н еп учинистый грун т h = 60 см; 8 - планировка растительным грун том h = 1 0 см с зас ев ом т рав

При соо р уж ен ии откосн ого присыпного д ренаж а н еоб ходим о о бес печить водонепрон ицаем ость осн ования под дренажными т рубами, устраивая экран из п еремятой глины , грун то в, обработанных органическими и минера льны ми в яжущими, или бетонный лоток.

Рис. 14. Врезной о т кос ный дренаж:

а - поперечный разрез выемки; б - поп е речный разрез откосного дренажа; 1 - одерновка; 2 - откосный дренаж ; 3 -железобетонный лот ок; 4 - суглинок; 5 - фи льтр; 6 - водоносный песок; 7 - втрамбованный щебень; 8 - глух ая дрена из щебня; 9 - средне (к рупно) зернистый песо к; 1 0 - дерн, солома, битум

При в ы ходе на откос отдельных ключей или водоносных линз небольшого простирания каптаж воды осуществляется поперечными откосными дренажами (рис. 14). Собран ная дре нажом вода отводится в кювет или утепленный лоток у подошвы откос а. При опасны х ги дроге ологич еск их условиях, когда пров ерка устойчивости откоса, проведенна я согласн о положениям гл авы III Указани й , показ ала возм ожность образ ования выносов и суффозионных нарушений, откос покрыв аетс я слоем суффозионноустойчивого дренирующего грунта толщиной не менее 0,5 м (рис. 15, а), а при значительном дебите ярко выраженных водоносных слоев устраивается врезное дренирующее покрытие с дренажными трубами у подошвы (рис. 15, б) .

Рис. 15. Покрыт и е от коса дренирующим грунт ом:

а - п ри верховодке с малым деби то м; б - при выходе грунтовых во д с малым д ебит ом ; 1 - кривая депрессии ; 2 - д рени рующи й грунт ; 3 - бетонные плиты без зали вки шв ов

Применение каждого и з пе речисленных меропри ятий должно быть обосновано техник о-эк он оми ческими расчет ами.

Приложение 1

Определение безразмерных параметров A и B для нестандартных заложений откосов и при ξ > 0,3

В формуле для ра с че та местной устойчив ости отко сов

,                                                 (1)

з н ачения A и B опре д еляются по график у рис. 3 главы III Указаний для стандартных зало ж ений откосов и ξ = 0,05 - 0,30. При д ругих откос ах и ξ > 0,3, ξ < 0,05 з начения A и B о пре деляют ся по специальным формулам, учитывающим с лед ующие пред посыл ки.

а) При ξ < 0,1 0 расчет ус тойчивос ти про изводится в предполо жении беско неч ного от коса с мощностью оползающего слоя h р ( см. а на рисунке). В критическ их для устойчивос ти откоса услов иях (обильны е ве сенние дожди, бурн ое снеготаяние и т. д.) слой н а всю глубину протаив ан ия полностью водон асыще н, ст руктурн ые особеннос ти грунта (нали чие микро- и макротрещин, большая н ачальн ая агрегиров анность и т.д.) поз воляют учитывать взвешив ающее давле ние воды. В этом случае з нач ение A в формуле ( 1) главы III Указ а ний можно определить из выражения

.

б) При ξ = 0, 1 0 - 0,20 в расчет е учи ты вается сопрот ивлен ие упорной п ризмы ABC у подошвы откоса (с м . б на рисун ке). При этом по линии AC учитывается только сцепление, силами тре н ия п ренебрегаю т в запас прочности в пред положении, что гидростатический напор с вободной воды в от таивающем слое мощ ностью δ, в озник ающи й из-за р азности во доп рониц аемости оттаявшего и т алого слоя, в критич еских ус ловиях может нейт ра лизовать трение грунт а по лин ии AC .

З начение A в эт ом случае опре деляется из выражен ия

.                                                (2)

в ) При ξ > 0,20 предпо л агаетс я с мещен ие грунт а по круглоцилиндрической кривой (см. в на рисунке). В этом с лучае из равенст ва моменто в активных и пассивных с ил следует:

;                                                         (3)

;                                                            (4)

.                                                        (5)

При п ост рое нии графи ка изменения зн ачен ий A были учтены все указанные выше предпосылки.

Значение B принято из предположений круглоцилиндрической поверхности скольжения и распространено на другие виды смещения грунта

.                                                              (6)

С хемы к расч ету устойчивости откосов против образования сплывов

Значение β1 может быть определено из условия

.

Пример . Для о т кос а выемки высотой H = 6,5 м в соответствии с пол ожениями гла вы IV У к аз ан ий установлено, чт о прочность г рунт ов дея тельн ого слоя равна cр = 1 ,0 т/ м2; φр = 5° 2 0′; γ = 1, 9 т /м3 .

Гр ун т разбит усадочными трещинами на глубин у 1 ,3 6 м.

Требу е тс я найти необходимое для сохранен ия устой чивости заложение откоса

; tgφ р = 0,0985.

Проверяем стандар т ные зало жения откосов ( A и B - по графику рис. 4 ). n = 1 ,5; A = 1 2,5; B = 1 ,0 57.

;

n = 1 ,75; A = 1 3,8; B = 1 ,0 42;

.

n = 2 ,0; A = 15 ; B = 1 ,03 4;

.

Уполо ж ен ие откоса до 1 :2,5 препятс твует о граниченная строениями полоса отвода, м акси ма льно воз можное упо ложение - 1 :2,25.

Проверяем у с тойчивост ь нестандартного отк ос а.

α = 24° 00′, sinα = 0,4 07; cosα = 0,91 4; ξ = 0,21;

;

;

sin β = 0,643 ; β = 0,698;

;

B = 1 ,025;

;

Отко с с з алож ением 1 :2,25 устойчи в и други х прот ивод еформационных мероприят ий применять не следует.

Приложение 2

Расчет конструкций по защите земляного полотна от размыва поверхностными водами

Мер оп риятия по защите земл яно го полотна от размыва поверхностными водам и н азначаю т в том случае , когда ск орость течения воды п ревыш ает допустим ую по р азмыву.

Для определения мест возможного размыва зем л ян ог о по лот на, обочины и от косы раз бивают на ря д следующих друг за другом участ ков, н уме рация кот оры х идет от к ромки проезжей части или от бровки выемки. Длина участков п рин имается равной 2,5 м*) , за исключением п ервого уч астк а, длина кот орого равна ширине обоч ины.

*) 2,5 м - фак тиче ский раз мер грунтовы х п лощ адок, для которых полу чена зависим ость интен сив ности стока и впитыван ия о т интенсивност и дождя.

1. Ск о рость воды на n - й п лощадк е устанавлив ает по уравнению

V ( n ) = 0,00284( mc φ ( J к ))0,4 i ов ст ( n ) ,                                                   (1)

где m с -    характери с тика ги драв ли ческ ой шероховатости обочин и откосов, п ринимается по табл. 1;

φ( J к ) -    функция кос о го ук лона п ов ерх ности , принимается по таб л. 2;

i ст ( n ) -     ин тенсивнос ть стока н а n -й площадк е, мм/мин.

Таблица 1

Харак т еристики гидравлической ш еро ховат ости о бочин и отк осов

Густота растительности

Значение m с

Ве с ьма редкая или отс утс твуе т

50

Обычная

27

Гус т ой травяной покров

1 5

2. Инт е нсивност ь стока опреде ляют по формуле

i ст ( n ) = i пв ( n ) - i вп ( n ) ,                                                            (2)

г де i пв ( n ) -     интен сивность поступления воды на n - ю площадку, мм /мин;

i вп ( n ) -    интенсивнос ть вп итыв ания на n -й площадке, мм /м ин.

3. Интенсивность пос т упления воды на площадку определяется непосредствен ным выпадением осадков на площадку и прит оком вод ы с вышележащего участка.

Интен с ивности поступ ления воды на об очину (при водонепроницаемы х типах покрытий) находя т по форму ле

,                                                           (3)

гд е i д -      расчетная инте н сивн ость дождя, мм/м ин, принимается п о табл. 3;

a -      в итрин а однос ка тной или по ловин а двухскатной проезжей части по направлению косого уклона, м;

b -      ширина обочи н по направ лен ию косог о уклона, м.

Интенсивность по с тупления воды на площадки откос ов насыпи:

для площадки n = 2                            ;                                                     (4)

для площадки n ≥ 3                            i пв ( n ) = i д + i ст ( n -1) ;                                                          (5)

где i ст (1) -              интенсивност ь стока с о бочины , м м/м ин;

i пв ( n ) , i пв ( n -1) -     интен сивность пост упления воды на ни же- и вышележащую площадк и, мм /мин;

i ст ( n ) , i ст ( n -1) -    интенсивность с тока и впитывания на вышележащей площадке, мм/м ин.

При организован н ом стоке воды по лоткам с проезжей части и обочин через откосы

i пв (2) = i д ,                                                                    ( 6)

Интенс и вность поступления воды на площ адки на откосах выемки (при условии, что бро вка выемки служит водораз делом):

для площадки n = 1 i пв (1) = i д ;

для площадки n ≥ 2 i пв ( n ) = i д + i ст ( n -1) ;

4. Интенс и вность впитывания воды на площадке

,                                                (7)

г д е C -   коэффициент в п итывания*), величи на которого принимается по табл. 4.

*) Коэффицие н т впиты вания показ ывает во ск олько раз инте нсивность впитывания данн ого грунта отличается от инте нс ивн ости вп итыван ия грунта, принятого за эталон.

Фу н кция косого укло на пов ерхн ост и

Таблица 2

Косой уклон поверхности , %

Φ ( J к )

Косой уклон поверхности , %

Φ ( J к )

Косой уклон поверхности , %

Φ ( J к )

Косой уклон поверхности , %

Φ ( J к )

Косой уклон поверхности , %

Φ ( J к )

2 и менее

1 ,59

8

1 ,82

50

3 ,02

200

5,62

800

9,50

3

1 ,66

9

1 ,85

60

3, 1 7

3 00

6,96

900

9,80

4

1 ,70

1 0

1 ,86

70

3,57

400

7,80

1 000 и бол е е

1 0,0

5

1 ,74

20

2, 1 4

80

3,59

500

8 ,4 0

6

1 ,78

30

2,40

90

3,80

600

9,00

7

1 ,80

40

2,75

10 0

3,98

700

9,20

Расчетная инте н сивност ь д ождя

Таб л ица 3

№ района

Примерные географические границы района

Характеристика района

Среднемноголетние значения интенсивности дождя продолжительностью 30 минут, мм/мин

Расчетная интенсивность дождя повторяемостью 1 раз в 50 лет, мм/мин

1

Северн ы е об ласти

0 ,1 - 0,3

0,5

2

П р иба лтика, Урал, Южная половин а Си бири

0,4 - 0,6

1 ,0

3

Цент рал ьные област и Европейс кой части, Украина, Белорусс ия

0,7 - 0,9

1 ,5

5. Для пос т роения эпюры скоростей, получ енных по ф орму ле 1 значения сред ней скорос ти в оды на площадках нан осят на график зависимости величины ск оро сти от расстоян ия ( S ) , отсчитываемого от кромки проезжей части или бро вки вы емки, по кот орым проводя т кривую V = f ( S ) т аки м об разом, чтобы площад ь, заклю ченная между крив ой и осью « S », в п ред елах размещ ения в сех пл ощадок была ра вна площади, ограничен ной сре дним и з начениями ско рос тей на отде льных уча стках .

З н ач ения коэфф ициент а впи тыван ия грунтов

Табли ца 4

Наименование грунта

Коэффициент впитывания

Песок

5,0

Супесь

0,5

Сугл ино к

0,0 2

Глина

0,00 5

6. Для к аждого у частк а определяю т допускаемую (неразмы вающую) скорость

,                                                            (8)

г де V 1 -    допускаемая сре дняя скорость для данного типа укрепления при глубине 1 м, м/сек, принимается по табл. 5;

hn -    глубина слоя воды на пл ощ адке, м .

Д опускаемые (н еразмы вающ ие) ск орости

Таблица 5

Наименование грунта

Средние неразмывающие скорости при глубине потока 1 м, м/сек

Песок

0,20

Супесь

0,25

Суглинки и глины

0,40

7. Глубину сло я воды на п лощадке вычисляют по формуле

;                                           (9)

 -   насыпи при св ободном с токе в оды с проезж ей части и об оч ин на откосы;

  -   для вы емки .

8. В том случае , когда V > V доп на з начают меропри ятия по з ащите земляного полотна от размы ва, включая уп олож ение откосов, ус тройст во полок с потокам и для отвод а пов ерхностн ых вод; орган изацию стока воды с пр оезж ей част и и обочин по лоткам через откосы; укре пление пов ерхности земляного по лотна травами, вяжущ ими материалами и т .д.

Пример расчета высо т ы полки , ус траива емой в н асыпи из супесчан ых грунтов на до рогах III категории в централ ь ных областях Европейск ой част и СС СР (пр и свободном стоке воды с проезжей ч аст и и обочин на откос ы).

Исходн ы е дан ные дл я р асче та:

Шири н а двухс катн ой проезж ей части - 7 ,0 м                                        (проектн ые дан ные)

Ширина обочи н - 2,5 м                                                                                          - « -

Поперечны й уклон обочин - 4 %                                                                          - « -

З аложение откосов насыпи - 1; 1,5                                                                      - « -

Х арактери ст ика гидравлической ше роховатост и обочин и откосов - 50       (табл. 1)

Фу н кция косог о укл она поверхн ост и:

для обо ч ин - 2,75                                                                                                 ( табл . 2)

для от к ос ов - 9,1 5

Рас ч етная инт енсивнос ть дождя - 1 ,5 мм/мин                                                 (табл. 3)

Коэффициент впитыван и я грунтов - 0,5 мм/мин                                             (табл. 4)

Средн я я неразмывающая скорость при глубине потока 1 м - 0,25 м /сек       (табл. 5)

П о рядок расчета:

1. По форму л е ( 3) определяют и нте нсивн ость п оступл ения воды на о боч ин у

  мм/ми н .

2. По форм уле ( 7) методом подбора устан авливают интен сивность впитыв ан ия на о бочине

i вп (1) = 0,6 мм/мин.

3. По формуле ( 2) вычисляю т и нте нсивность сток а с обочины

i ст (1) = 3,6 - 0,6 = 3,0 мм/мин.

4. По формуле ( 4) определя ю т интенсивность поступления воды на площ адку n =2 (на откосе)

 мм/мин.

5. По формул е ( 7) устана вливают интенсивность впитывания н а площадк е n = 2

i вп (2) = 0,3 мм/мин.

6. По формуле ( 2) вычисляют интенсивность стока с площ а дки n =2

i ст (2 ) = 4,5 - 0,3 = 4,2 мм/мин.

7. По фо рмуле ( 5) опреде ляют интенсивн ость поступления воды на площадку n = 3

i пв (3) = 1,5 + 4,2 = 5,7 мм/мин.

8. По формуле ( 7) уста н авлива ют ин тен сив ность впитыв ания на п лощ адк е n = 3

i вп (3) = 0,5 мм/мин.

9. По формуле ( 2) вычисляют интенсивность стока с площ а дки n =3

i ст (3 ) = 5,7 - 0,5 = 5,2 мм/мин.

10. По фо рмуле ( 5) опреде ляют интенсивн ость поступления воды на площадку n = 4

i пв (4) = 1,5 + 5,2 = 6,7 мм/мин.

11. По формуле ( 7 ) уста н авлива ют ин тен сив ность впитыв ания на п лощ адк е n = 4

i вп (4) = 0,5 мм/мин.

12. По формуле ( 2) вычисляют интенсивность стока с площ а дки n =4

i ст (4 ) = 6,7 - 0,5 = 6,2 мм/мин.

1 3. По формуле ( 9) определяю т глубин у слоя воды на площадк е n = 4

 м.

1 4. По формуле ( 1) устан ав ливают ско ро сть воды на п лощ ад ке n = 4

V 4 = 0,00234 (50 · 9,1 5)0,4 · 6,20,6 = 0,081 м/сек .

1 5. По формуле ( 8) вычисляют допускаемую (неразмы вающую) скорость на площадке n = 4

  м/сек.

1 6. Следовательно, на площадке n = 4 может б ыт ь размыв п оверхн ости грунта. Для того, чтобы э того не п роизошло, уст раивают п олк у, вы соту которой определяю т по уравнению

 м.

Н а полке р азмещаю т водоот водные устройства для сбора и от вода воды, пост уп аю щей с верховой стороны откоса.

Приложение 3

Основные положения по имитированию процессов физико-химического выветривания в лабораторных условиях

Промораж ива ние ре к омендуется проводить в с пе циальном п риборе, поз воляющем промораживать образ цы только с верху. В зависимости от т ипа конс трукции земл яного полотна (насы пь или выемка) гидрогеологиче ских ус ловий и конс ис тенции грунта в ус ловия х естественного залег ания проморажи ва ние может пров одит ься как для условий о ткрытой системы, т.е. с подтоком влаги к фронту промерзания, та к и без подтока вл аги (з акрыт ая сист ема). В после днем случае образец грунта предв арительн о нас ыщаетс я водой.

Пр о мораживание образ цов производится при тем пе ратуре минус 5 - 6° до полного п ромерзания образц а, отта ив ание п роизв одит ся при комнат ной темпе рат уре.

Набухание и высушивание обра з цов в п ростейш ем с лучае про изводится в приб оре предв ари тел ьного уплотнен ия без нагру зки под водой. Ход н абухания фиксируетс я по индикатору. После завершения набухания образ цы вм ес те с кольцами вы гружают из прибора п редварительного уплотнения, взвешива ют, ус танавливают в эксикат ор над водой на 1 с утки, после чего подвергают выс ушиванию, например в с ушильн ом шкафу, до пос тоянного веса. Выс ушен ные образцы снова з агружаются в прибор дл я посл едующего набухания. Ес ли в реальн ых условиях набл юдаетс я с овместн ое действие набухания-ус адк и и п ромерзания-о тта ивания , набухший образ ец промораж иваю т, а пос ле его оттаивания - высушивают .

Диффу з ио нное в ыщел ачива ние глин и ст ых грунтов произв одитс я в приборе Ф. Ф. Лаптева (ри сун ок) . В прибор помещают о браз ец грунта вы сотой 5 - 7 см с омываемой поверх ност ью 70 см2. По поверхн ости образца через пес чаный фильтр пропус каетс я с постоянным расходом (0,5 - 1 ,0 л/с утки) дист иллированная вода (или вода зад анн ого состава). Продолжительнос ть выщ елачивания уст ан авливается п ериоди чес ким с ра внением содержания солей (например, из мерением удельной э лектропроводност и) фильтрата и воды на входе прибора. По око нчании п роц есса выщ елачиван ия содержани е с олей в воде на входе и выходе вы равни вае тс я. Пос ле выще лачиван ия один из серии образ ец грунта по двергаетс я испытанию на прочность, другие в зави симост и от ус ловий з алегания подвергаются дополнительному промораживанию-оттаиванию или н абуханию-выс уши ван ию , как это было указано выше.

Схема при б ора Ф. Ф. Лапт ева д ля изуче ния п роцессо в диффуз ионного выще лачивания г рунтов:

1 - обойма с грунтом; 2 - песча ны й фильтр; 3 - верхн ий пояс; 4 - подд он; 5 - параф ин (стя жные болты н а с хеме не показа ны)

Грунты, для которых характ е рны оки слит ель но-вос стан овитель ны е реакции после перемещ ения в зону аэрац ии, подг отавлив аю тся к ис пытанию на прочность выд ерживанием высушенных до пост оян ного вес а образ цов на воз дух е. Срок выдерживания устанавливаетс я послед ователь ным испытанием неск ольких образцов до достижения пос тоян ных показ ателей прочности.

Приложение 4

Принципы проектирования защитных слоев для откосов насыпей и выемок, сложенных глинистыми грунтами

Защитные сл ои в п ростейшем слу чае могут вы полн яться в виде обсыпки из ус тойчивых к погодно- клим атическим воздействиям ма териалов, в качест ве которых можно ис польз овать мес тные п есчан ые и супесчаные (непы леваты е) грунты.

Конструкци и з ащитного слоя , а в п росте йшем случае - толщина обсып ки , наз начается из услов ия исключен ия :

1 промерз ания н еус тойчивого (п учи нистог о) грунта;

2 в ысушив ания грунта и образ ования усадочн ых трещин;

3 н а бухания в результате ув ла жнения дождевыми или талыми водами.

Ос но вными факторами, определяющ ими инт ен сивность мороз ного п учени я грунт ов, являются температурный реж им воздуха и, как следст вие е го, т ем пературный режим грунт ов, предзимн яя влажн ость и п учинистые с войства грунтов. Влияние температурного режима грунтов обычно учи ты вают скорост ью и глубиной их промерз ания. Для оп ределен ия скорос ти промерз ания им еетс я ряд эмп ирическ их и теоретически х формул. Наибол ее распростран енной теоретической формулой яв ляетс я формула проф. В. С . Лукьян ова*), которой рекомендуется польз оваться при наличии значит ельного сне гового покрова на откосах.

*) Лукья н ов В. С., Голов ко М. Д . Расчет глубины промерзания грунтов. Труды ЦН ИИ С, вып. 23, Тран сж елдо риздат, М ., 1957.

П риближ ен ные практичес кие расчет ы мож но пров одит ь исходя из условия (в запас ), что снегово й покров на откосе весьма мал. В этом слу чае глубина промерз ания может быть определена непосредствен но по карте из олин ий глубин ы п ром ерз ания грунтов н а террит ории СССР . Эти глубин ы вычис лены с учетом п родолжитель ности зимнего периода, средн езимн ей температ уры воз духа, теплового пот ока сниз у, коэ ффициента теплопроводн ости мерз лого грунта, скрытой теплоты плавлени я л ьда и пре дзимней влажности грунт ов. П ри расчетах с использованием формулы В. С. Л укья нова толщина снежного покрова определяется корректировкой данных метеостан ций с учетом форм его отложения н а откосе.

Форма отло ж ения снежного пок рова за вис ит от защищенности дороги от заносов, расположени я трассы к направ лению господств ующих вет ров , выс оты насып и, глубин ы выемки и от ряда д ругих факторов. Если выемка достаточн о ограж дена, сн ег с поля в нее не попадает и на откосах от лагается лишь вып адающий на них снег. При рас четах глубины промерз ания сл едует рассматривать д ва ха рактерных случая: а) выемка располо жена на кривой с нап равлен ием оси к господс твующ им ветрам под углом от 3 0 до 90° или на прямой с любым возм ожн ым ее положен ием по отношению к нап рав лению ветра; в эти х случаях снег на об ои х откос ах отлагается в виде клиньев с наибольшей т олщ иной у подош вы от коса; б) выемка расположена на кри вой, ось которой пересекаетс я с направлением господствующих ветров под углом , из мен яющ имся в пред елах от 0 до 30°; в этих случаях на вогнутом откосе снег отлагается в форме клина, а на выпуклом - отсутствует.

Толщина снежного покрова у основания откоса опре д еляется по форм уле h = 2 h м cosα , где h м - т олщина снежного покрова на защищенной площ ад ке по данным метеостанци и, м; α - угол на клона откоса, град.

Пучинист о сть грунтов обычно ус танавливается по содержанию в грунтах мелкозерн исты х фракц ий. Следует учитывать, что подверженность грунтов пучению во много м зависит от мест ных условий; поэтому в период из ысканий следует выя вить грун ты, пов ерженные пучению.

Д л я ис ключения морозного пуч ения толщ ина слоя обсы пки до лжн а наз начаться так, чтобы не промерзал пучащий грунт.

Дл я предохранения пластичных глинистых г рунтов, обладающ их боль шой усадкой, от высыхания в летний период, они должны быть расположены н иже границы суточных колебаний температуры. На границ е нулевой суточной амплитуды тем пературны е градиенты мен яют направление в течение суток (днем, ночью). В грунте, располож енном ниж е суточн ого слоя, температурные градиенты в летний период направле ны только сверху вниз, что обусловливает отсутств ие испарения в атмосферу. Влажность в этом слое, по-видимому, не может п адать ниже оптимальной влаж ности, характеризующей количество связа нной воды. При влажн ости выше оптимальной в грунте нах одится свободн ая вода, часть которой может передвигаться в вышележащ ие слои обсыпк и. Отток связанной воды крайне незначителен ввиду того, что слои об сыпки обычно устраивают из крупнозернистых непучащих или мало пучащих грун тов, обладаю щих малой способностью связывать воду, а такж е ввиду небольш ой скорости передвижения эт ой воды. Изв естно, что наиболее заметная кон денсация ле дяных паров происходит н а лини и суточной нулевой ам плитуды. Все э то говорит о том, что в слоях грунта, расположенных ниже суточного слоя, усадка грунта не происходи т. Толщина слоя с по стоянной суточной температурой определяетс я по дан ным наблюдений Гидрометеослужбы. При ориентировочных расчетах она мож ет приним аться равн ой 0,8 - 1 ,0 м.

Набухание грунта з ависит от содержа ния мелкоз ернист ых фракц ий, влажно сти грун та и нагрузки на грун т. Давление вышележащих слоев грунта з атрудняет набухание. Поэ тому и нтенсивность набух ани я уменьш ается с глубиной. П ри устр ойс тв е изолирующей обсыпки, предохран яющей от морозного пу чени я, можно допустить некоторый приток воды в грунты сверх о птим альной влажн ости. Величина этого притока зависит от пучинистост и гру нтов и от веса вы шележащей изолирую щей обсыпки.

Поско л ьку защитная о бсыпка уст раняе т ус ад ку и п уче ние грунтов, набухан ие грунта ст ано вится менее опасны м. За сче т этого мож но повы сит ь допускае мую вл ажн ость грун тов. Высокая влажность может образоват ься в рез ультате ос енне го влагонак оп лени я, дополнительн ого увлажн ен ия грунта при пром ерзан ии, а т акже з а сч ет талы х в од и ж идких ат мосф ерны х осадков в весен ний период. Осеннее вла гонак оп ле ни е з ав исит от конс труктив ных особенностей земляного полот на, разн овидност и и плотн ости грунтов, к лим атичес ких условий. В с вою очередь доп ускае мая влажнос ть з ащищаемого грунта опреде ля ет сос тав, п лотнос ть и тол щину защитного слоя, рассчит ываемого п о ра ссматриваемому усло вию. Для определени я ис комых параметров защитного слоя не обх одим о по методике, раз работанной в Сою здорнии [ 55, 56] опреде лить величину впит ыв ания ат мосф ерны х осадков за осенний период п о длине отк оса при ряде зн ачен ий коэффициента впитывания. Коэф фиц иен т впитывания п оказ ывает во ско ль ко раз интенсивность впитывания данного грун та от личает ся от интенсивности впитывания грунта, принятого за э талон, при одинаковой п лощади грунтовой п ов ерхн ос ти, покрытой водой. За тот же период време ни рассчитывается величин а испарен ия. П ри приняты х значениях к оэффиц ие нта впитывания оп ределяют эпюры влажност и грунт а в период вы падени я оса дков и в промежутк и между дождя ми . Расчет ведетс я с 5 -п роц ентн ой в ероятн остью превыш ени я возмо жн ой велич ины п ритока воды. Значения влажн ости на э тих эп юрах ограни чивают величин ой допус каем ой влажности, в результ ате чего устанавли ваетс я минимальна я высот а обсып ки при принятом коэффициенте впи тыв ания. В с вою очередь по вели чи не к оэффиц иента вп ит ывания определяется состав и плот ност ь грунта о бсыпки.

Для расчета необ х одимы следующие данные:

1 . Размеры конс труктивных элемент ов дороги: высота насыпи , глубины выемки, з аложение откосов, продольн ый уклон. При от су тс твии ус тройст в, соб ирающих и от водя щих воду с п роезже й ч асти и обочин, - ширин а и поперечный укл он п рое зжей части обочин .

2. М ете орологические фак торы (многолетние среднемеся чные данные) за осенний период: количество осадков и чис ло дождей; суммарная продолжительн ость осадков; скорость ветра; дефицит влажн ости воздуха по годам (не мен ее 1 5 лет). П ри расчете притока влаги за ос ень следует принимать период со средн есуточной температуро й воздуха от +1 0 до 0 ° С. Устройство из олирующ ей об сып ки , т олщ ина которой не менее глуб ины промерзания, устраняет до полн ител ьное увлажн ение пучащих гр унт ов в зи мний период.

Весной грунт о т кос а отт аи вает с верху и сни зу. От таивание сверху нач ин ается п осле с ход а сне жного покров а. До этого может оттаять т ольк о небольшая ча сть т олщи гру нта под влиянием тепл а воды, стекающей с откоса под снегом. Пока н е исчезнет с нежный п окров, грунт оттаивает преим уществен но с низ у за счет теплового потока из глуби ны его слоев. В том случае, когда грунты на от косе оттаивают быстре е, ч ем сх одит сне жный покров, будет происходить прос ачивание талых вод в защитны й сл ой. Р асчет оттаиван ия грунта сниз у ве дется от мо мен та прекращения нарастания глубин ы пром ерзания по форм уле

,

где ho - то лщи на слоя отта ивания сн изу з а время τ , м ;

θ - среднее за в ремя τ з начен ие температуры воз духа, град.;

λ гр - коэ ффициент теплопроводн ости ме рз лого грун та, ;

q - тепловой поток к границе оттаивания из нижних слоев гру нт а, ;

h сн - среднее з н ачение толщины сн ежного покров а за время τ, м;

λсн - коэ ффициент теплопроводности снега, ;

γск - объемный вес скелета грун та, т /м3;

C гр - теп лоемкость минеральной составля ющей грунта, ;

h гр - глубин а промерзания грун та к началу оттаивания, м;

W л - предел л ь довы делени я, %;

C л - теплоемкость льда, ;

C в - теп лоемкость воды, ;

τ - время оттаивани я , час;

W т - содержание з амерзшей в оды в мерз лом грунте от объ емного веса с келета грунта, %;

W - влаж н ость грунта, % ;

α - ко э ффициент, учитывающий услов ия т еплоотд ачи с поверхн ости откоса.

Зн ачения параметров определяются также, как и при вы числении глубины пром ерзан ия грунтов по формуле В. С . Лукья нова.

С моме н та окончания от та ивания отк ос ов происходит просачивание талых вод, кот ор ое зак анчивается после схода сн егового покрова. П рирост влажнос ти за это в ре мя может бы ть определен по ме тоди ке Союздорнии [ 55, 56] . После чего по допускаемой величине влажности в п учащ их грунта х устанав ливается состав , п лот ность и т олщина з ащитной обсыпк и.

При р ассчитанной указанным образом толщине защитного слоя жид кие атм осферн ые осадки, вып адающие вес ной, не буд ут оказы вать влия ния на в одный режим защ ищаемого грунта. Поэт ому не требуетс я каких- либо дополнитель ны х мероприят ий по з ащите грунт ов от эт их осадко в.

За т ре буе мую т олщину з ащи тн ого слоя принимаетс я наибольш ая вели чи на, по лученная из ук азанных т рех усл овий.

Пример . Определить н е обходим ую тол щи ну з ащ итного слоя для р айона участк а К иров оград-Пе рвомай ск автомобильной дороги П олтав а-Кишинев.

1. По дан ны м м етеост анций в Перво майск е т ол щина снежн ого покрова в з ащищен ных местах , где вли яние ветра на услови я з ал егания снежног о п окр ов а не сказываетс я, изм еняется от 2 см в первой дек ад е до 7 см в ян вар е-ф еврал е. В Кировограде толщина снежног о покрова изме няется от 2 см в первой де каде д екабря до 8 см в ян ва ре. Пренебрегая влиян ием снегового покрова и и спольз уя карт у Л . Т. А брамова, о пред ел яем глубин у промерзан ия дл я данного район а - 0,7 м. Таким обра зом , по первому критерию толщ ина з ащитн ого слоя должна быть н е менее 0,7 м.

2. Глуби на , где отсутствует колебание сут очн ых температур, равн яется в среднем 0,9 м. Т аким образом, с точки зрения второго крит ерия н еобходим о, чт обы защитн ый слой име л толщ ину не менее 0,9 м.

3. Расч е т п о трет ьему условию п оказ ывает, что при применении в защитном слое супес и, толщ ина его дол жн а быть не менее 1 ,5 - 3 м (в зави симост и от пло тно ст и).

Та к им образ ом , з ащитный слой в данн ом сл учае н еобходимо ус траиват ь из суп еси и толщина его не должн а быть м енее 1 ,5 м (п ри плотности 0,98 от наибол ьш ей плотности, п олучен ной по методу с тан дартного уплотнения).

О д нак о при окончат ель ном назначении кон струкции защит ного сл оя сле ду ет имет ь в виду, что поверхно ст ь самого защитн ого слоя должна быт ь так же укрепле на. Укрепление поверхн ости снижает впитывание. Поэтому для соблюд ения т ретьего условия н е обя зател ьно делать толщину с лое в 1 ,5 - 3 м, к ак п олучи лось по расчету. Прак тически ее можно приня ть р ав ной максимальной величине, опреде ля емой первы м и вт орым условием, т .е. до величин ы порядка 0,9 - 1 ,0 м.

Приложение 5

Рекомендации по устройству в откосах горизонтальных дрен из трубофильтров

Горизонтальные дренажи в вид е ск важин, обс аженных трубофил ьтрами , рекомендуется применять дл я преду преждени я сплы вов на от косах, сл оженн ых переувл ажненными глин истыми грунтами, а т акже на откосах, где наблюдается вы сачиван ие гру нт овых вод с малым дебитом при отсу тствии че тко выраженных во донос ных гориз онтов.

Дренажные с к важи ны с нимают избыт очный напор в грунте, приводя его в более прочное состояние, осушают г ру нты в радиу се свое го влияни я, создавая призм у упора в основани и откоса, отводят с вободную воду в период оттаивания грунта, когда последний имеет повышенную водопрони цаемость .

Приводимые н иже рекомендации отн ос ятся к у стройству д ренажных скважин внеш ни м диаметром 1 00 мм обсаженных керам зитобет он ным и трубоф ильтрами . При высоте отко са до 4 м скважин ы устанавливаются в один ряд на высоте 0,5 м от осн ования откоса. Расстояние между скважинами в ряду опреде ляется по выражению

L р (1) = a + bf,

где f - и нтенсивн ость пучения в долях единицы, опреде ляемая в соответст вии с пол ожениями главы III У казаний;

a , b - к о эффициенты, зависящ ие от вида грунта, назначаются по таблице.

Таблица

Значение ко э ффициентов a и b

Вид грунта

a

b

Супеси

1 ,0

2

Сугл и нки

0,8

4

Глины

0,6

6

Пр и этом должно соблюдаться условие

1,0 ≤ L р (1) ≤ 2,0.

При в ы соте откоса более 4 м скважины устанавлив аются в 2 ряда. Р асстояни е м ежду ск важи нами в ря ду L р (2) при э т ом увеличивается

L р (2) = 1,8 L р (1) .

Р а сстояние м ежду ряда ми ск важи н по высоте hc принимается равным р ассто янию между скважинами при однорядном их расположении

hc = L р (1) .

П роцесс у ст ройс тва горизонтальных дрен в от косах включает в се бя:

подго т овительны е работ ы;

бурение г ориз онт ал ьны х с кважин ;

обса д ку с кважи н т рубофильт рами .

Подгото в итель ные работ ы сост оят из дост ав ки трубофильт ро в и бурового ста нк а на объе кт , раз бивки местоположения гориз онта льных с кв ажин на откосе и рас пре деле ния т рубофильтров на мест ах будущих дрен.

Б урение го риз онтальных скв ажин осуществляется пе ре носными станками ЦН ИИ-2, ПВБСм-1 5 или другими ст анками подобного типа. Для обе спече ния выс ок ой производительности при буре нии больш ого числа горизонтальных ск важин в конст рукции станков ЦНИИ -2 и ПВБСм -1 5 сле дует внести небольшие изм ен ения. Эт и измен ен ия сводятся или к ус тановке тяговой лебедки на вращателе и двух бл оков н а н ижней обвязке (см. а на рис унке ) или к ус трой ст ву реечн ого зацепления (см. б на ри сунк е). Это позв оляет ле гко ре гулировать механическую пригрузку шнека при бурении. Указ анные изм ене ни я могут быт ь выполнены в л юбой мас те рск ой. Бурение осущ ествляется шнек ами , ди аметр которы х больше диаметра т рубофильт ро в на 9 - 12 мм.

Скв ажи ны глубиной до 1 ,5 м бурятся одн им шнеком, при бол ьше й глуби не шнек н аращив ается д ополни тельн ой штангой.

Д ля э той цели при малых об орота х дв игат ел я хвостовая часть шнек а выв одитс я из обой мы в ращателя, шнек ост аетс я в скважине, а вращ атель от водитс я назад, шнек наращивае тс я штанго й и бурение прод олжается. При дост иже нии з аданной глубины ск важи ны, не останавлив ая вращ ени я шне ка, вращате ль от водитс я наз ад, станок снимается и п ереносится на место другой с ква жи ны.

Обсадка производит ся вруч ную путем проталк ив ани я в с кв ажи ну трубофи льтро в, с остоящи х из ко ротких отре зков дл иной 0,5 м.

Все работы по у с тройс тву гориз он тал ьны х дрен выполняются бригадой из трех че ловек. Два раб очих обс луживают буровой стан ок, один обсажив ает скважин ы трубофил ьтрами .

В з ависимост и от длины дрен и грунтовых условий производительность бригады за смену с оставл яет 80 - 1 50 дрен.

Схемы модернизированных станков ЦНИИ-2 (а) и ПВБСм-15 (б) дл я бурения горизонтальных скважин:

1 - рама; 2 - нижняя о бвя зка; 3 - верхняя обвязк а; 4 - крепление опорной стойк и; 5 - двигател ь; 6 - лебедка; 7 - тросы; 8 - блоки с аморт изаторами; 9 - шн ек; 10 - ре ечное зацепление; 11 - редуктор; 1 2 - механизм подачи

Приложение 6

Интенсивность пучения глинистых грунтов в зависимости от их влажности в зоне промерзания

W - W р

Влажность W

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

1

0,0 1 5

0, 01 8

0,021

0,025

0,028

0,031

0,034

0,037

0,0 41

0,04 4

0,047

2

0,022

0 , 025

0,029

0,032

0,035

0,038

0,041

0,045

0,048

0,051

0,054

3

0,03 4

0,037

0,04 0

0 , 044

0,047

0,05 0

0,053

0,05 6

0,060

0,063

0, 066

4

0,0 50

0,054

0,057

0,060

0,063

0,066

0 ,070

0,073

0,07 6

0 , 07 9

0,082

5

-

0,075

0,078

0,081

0,08 4

0,088

0,09 1

0,094

0,097

0 ,1 00

0, 1 03

6

-

0,097

0, 1 00

0, 1 04

0,1 07

0,11 0

0,113

0,11 6

0,120

0, 1 23

0,126

7

-

-

0,130

0, 1 33

0, 1 36

0,1 39

0,143

0, 1 46

0,149

0, 1 52

0, 1 55

8

-

-

0, 1 64

0, 1 67

0, 1 70

0, 1 73

0, 1 76

0, 1 80

0, 1 83

0 ,1 86

0, 1 89

9

-

-

-

0,205

0,20 8

0,2 1 2

0,2 1 5

0 ,218

0,22 1

0,224

0,227

1 0

-

-

-

0 , 248

0,25 1

0 , 254

0,258

0,26 1

0,264

0,267

0,270

Примеча н ие . О бъемный вес скел ет а грунта γ принят равным 1,6 г/см3 . Инт енс ивност ь пуч ения f γп д л я других значений γп о пределяю т по формуле

Приложение 7

Средние физико-механические характеристики глинистых грунтов

Виды грунтов

Коэффициент пористости

Природная влажность, %

Влажность на границе раскатывания, %

Нормативный объемный вес, г/см

Сцепление, кг/см2

Нормативный угол внутр. трения град

нормативное

расчетное

Пыл ев аты е

Супеси

0,4 - 0,5

0,5 - 0 ,6

0,6 - 0,7

1 6 - 1 8

1 9 - 22

23 - 25

9,4

2, 1 0

2,00

1, 95

0, 1 0

0,07

0,0 5

0,02

0

0

30

28

27

0,4 - 0,5

0,5 - 0 ,6

0,6 - 0,7

1 5 - 1 8

1 9 - 22

23 - 25

9,5 - 1 2,4

2, 1 0

2,00

1,9 5

0,1 2

0,08

0,06

0,03

0,0 1

0

25

24

23

0,4 - 0,5

0,5 - 0 ,6

0,6 - 0,7

0,7 - 0,8

1 5 - 1 8

1 9 - 22

23 - 25

26 - 29

12 ,5 - 1 5,4

2, 10

2,00

1, 95

1,90

0,42

0, 21

0, 1 4

0,07

0, 1 4

0,07

0,04

0,02

24

23

22

2 1

Сугли нки

Г ли ны

0,5 - 0 ,6

0,6 - 0,7

0,7 - 0,8

0,8 - 0,9

0,9 - 1,0

1 9 - 22

23 - 25

26 - 29

30 - 34

35 - 40

1 5,5 - 1 8,4

2 ,00

1 ,95

1,90

1,85

1, 80

0,58

0,25

0, 1 9

0,11

0,08

0,19

0,11

0,08

0,04

0,02

22

3 1

20

1 9

18

Гл ин истые

0,6 - 0, 7

0,7 - 0 ,8

0,8 - 0,9

0,9 - 1 ,0

23 - 25

26 - 29

30 - 34

35 - 40

1 8,5 - 22,4

1 ,95

1,90

1 ,85

1, 80

0 , 68

0,3 4

0,28

0,19

0 ,28

0, 19

0, 1 0

0, 06

20

19

1 8

1 7

0,7 - 0, 8

0,8 - 0,9

0,9 - 1, 1

26 - 29

30 - 34

35 - 40

22,5 - 2 6,4

1,9 0

1,8 5

1, 75

0 ,82

0,4 1

0,36

0, 3 6

0,25

0,12

18

1 7

16

0,8 - 0 ,9

0,9 - 1,1

3 0 - 34

35 - 40

26,5 - 30,4

1 ,8 5

1, 75

0, 9 4

0,47

0,49

0,22

1 6

1 5

ПРИМЕЧАНИЯ : 1. Средние удельные веса приняты : супесей - 2, 70; суглинков - 2,71; глин - 2,7 4 г/см3. Заполнение пор водой 0,9.

2. Р асч етные значения углов внутреннего трения φ принимаются ниже нормативных значений на 2°.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ав ероч кин а М. В . Влияние ст рукт уры грунта н а п учение . Тру ды ЦНИИ, вып. 326. М., «Т ранс порт», 1 967.

2. Акройл Т . Л абораторн ые испыт ани я грун тов в ст роител ьст ве. М., Автотрансиздат, 1 959.

3. Але ксе евский В . Е . Мет оды опре дел ения физико -т ехнич еск их св ойст в грун тов . - «Ги дрот ехник а и ме лиора ция», 1 968, № 2.

4 . Альбом типовых п оперечных проф иле й земляного полотна вно вь ст роя щихс я желе зных дорог колеи 1 524 мм обще й сети СССР. М., Мо сги прот ранс, ЦНИИ МПС , 1 965.

5. А к осова Л . Н . И зменен ие сос тава и деформацион ного поведе ния глин при оползн евых про цес сах. М ., «Н аука», 1 966.

6. А пестин В . К., Л ь вович Ю. М., Вельмакина Н. И . Причин ы дефо рмации на участ ке д ороги с цементобетонным покрытием. - «Автомо бильные дороги», 1 968, № 5.

7. Времен н ые указ ания п о проектированию з даний и сооружен ий, в озводимых на набу хающих грунт ах (С Н 331- 65 ). М ., Ст ройи здат , 1966.

8. Временные указания по проек т ированию и подб ору гранул омет ричес кого с остава фильтров перех одных зон, з ащищающ их связные (глинис ты е) грун ты яде р (экранов) высоких и сверхвы соких плот ин из местных мате риалов (ВСН 01 -66 М Э и Э СССР). Л., «Э нергия», 1 967.

9. Го льдш тейн М . Н. Дефо рмации земля ного пол отн а и основан ий сооружен ий при проме рзани и-о ттаи вании . М ., Т рансж елдо ризд ат, 1948.

10. Го рь кова И . М. Теоретичес кие основы оценк и осадоч ных пород в инженерно-геолог ическ их цел ях. М., «Н аук а», 1 966.

11. Грицык В . И., Ивано в а М . Н . Э роз ионны е д еформации от косов зе мляного полотна. Сб. «С ооружение и эк сп луатация земл ян ого полотн а из пыл еваты х грунт ов». М., « Транс порт», 1 964.

1 2. Гриц ы к В. И . Устойчивость п оверхн ост ны х слоев отк осов, укрепляемых травяным покровом. С б. « Сооружение и экспл уат ация земляного полотна из пылеватых грунтов». М ., « Транс порт» , 1 964 .

1 3. Гру ше вой Н . Г. Земл яное п олот но зарубежных желез ных дорог. М ., Т ран сжелдори здат, 1 961 .

1 4. Дан ило в А. И . График для разделения гру нтов н а обыч ные пр о садочны е и набухающи е. - «Ос нован ия, фун дамен ты и ме хан ика грунтов», 1 964, № 5 .

1 5. Деформаци и земл яного пол отн а и методы борьбы с н им и. Сб. « Вопросы геотехники» № 11. М., « Транс порт», 1 967.

16. Дрозд П. А., Б у ртыз Ю . Ф . Фи льтрац ионная ус тойчивость грунтов и подбор обратных филь тров. «Ур ожай», Минс к, 19 67.

1 7. Зап о рож ченко Э. В . О ползневые явления и вопросы изучаемост и сопротивления пород сдвигу. Т р. ВОДГЕО , вып. 6. М., 1 964.

18. Зат е нацкая Н. П., Са фох ин а И. А . Диффузионн ое выщ елачивание глин и его влияние на инженерн о-геоло гически е св ойства. М., Наук а, 1 967.

1 9. Иванов Ф. М ., В иноградов а О. А., Мала нов Н. Г . Справочник лаборан та-дорож ника. М., «Т ранс порт», 1 964.

20. Казабеков К. К. С оп ро тивляем ос ть зам оченных лесс овидны х суглинков на сдвиг в насып и. Докл ады АН Уз б. ССР, 1 966, № 2.

2 1 . Ка зарновск ий В. Д., Львович Ю. М., В е льмакина Н. И. и др. Предл ожения по расчет у устойчи вости откосов высоких насыпей и глубоких в ыемок . Союздорнии. М., 1 967.

22. Клешев Б. Дренаж из пористы х бет онных труб без щебено чно -гравийного филь тра. - « Гидрот ехника и мелиорация», 1 966, № 1.

23. Клевцов И . А . За кре плен ие пластичес ких оползней древесной раст ительн остью и изоляцией из шлако глинобетон а. Инф . письмо ЦНИИ № 224, Тр ансж елд ори здат , 1 952.

24. Коломенский Н. В . Методические указания по изучению проце ссов выветрив ания горных пород для инженерно-геологических ц елей. М., Госгео ли здат, 1 952.

25. К ом арницк ий Н . И . Вл ияние зон и поверхностей ос лаблен ия в породах на устойчивость отк осов. М. , «На ука», 1 966.

26. И н струкция по сооруже нию зем лян ого полотна автом обильн ых доро г (ВСН 97- 63).

27. И нж енерно -геологич еск ие ис сл едования при изысканиях н овых линий , вторых п утей, реконструкции и электрификации же лезных дорог (На ставле ние). М., Из д. ЦНИИСа , 1 962.

28. Ласточкин В . С . Устой чивость откос ов при оттаиван ии. Тр. IV со вещ ан ия-с ем ин ара по обмену опытом строительства в суровы х к лиматических условия х. Воркута, 1 966.

29. Мазуров Г . И., Т ихонов а Е. С . Пре обра зование с ост ава и свойств гр унтов при многократн ом замораживании. Вестник ЛГУ, 1 964, № 1 8.

30 . Маслов Н. Н. Условия ус тойчивости с кл он ов и от ко сов в гидроэне ргет ическом с троительс тве. М., Госэн ергоиздат, 1 955.

3 1 . Масло в Н. Н . Прикл адная мех аника грун тов. М ., М ашстро йизд ат, 1949.

32 . М аслов Н. Н . И нженерная геолог ия. М.- Л., Ст ройиз дат, 1 941 .

33. Маслов Н . Н . Проб лем ы уст ойчивос ти и де формации г рунтов. М., Госэн ерг ои здат , 1 961 .

34. Маслов Н . Н., К азар новский В . Д. Оп ре деление соп ротивляемо сти грунто в сдв игу методом плотн ости - в лажност и. - «Автомобильные дороги », 1962 , № 12.

35 . Мельников Б. М. Зависимость морозного пуче ния элювиальных гру нтов Урал а от вл ажн ости, гранул омет ри ческ ого и мине ралоги ческо го сост ава. «Осн овани е, фундам ент ы и механика грунт ов», 1 966, № 1 .

36. Методические указания по инженерно-геологическим исследованиям г рунт ов при изысканиях дорог (прое кт ). ЦН ИИС, 1 968.

3 7. Метод ическ ие ук азан ия по определен ию сопротивле ния грунтов в скважинах. М., О ргтрансстрой, 1 961.

38 . Методические ук аз ания по определению физик о-мех ан ических свойств грунтов в п олу стац иона рной л аборатории изыс кательных экспедиций . М., О ргтрансстрой , 1 961 .

39 . Методические указ ания по проект ированию в ыемок в п ереувл ажненны х пылеватых грунтах. ЦНИИС - Главт ранс про ект. М., 1 961 .

4 0 . Методические указания по инжене рн о-геологическ им исследованиям для обоснования проектов дорожных сооружений, возводимых на слабых глинистых грунт ах. ЦНИИС Минтрансстрой. М., 1967.

41. Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах. М., О ргт ранс стро й, 1 968.

42 . Механизированное укрепление о тк осов земляного полотна п осевом многолетних т рав. (Те хно логическ ая карта). М ., Оргт рансст ро й, 1964.

43. М инке вич Б . И., Усманов И. У . Пористые дренажные трубы из пластораствора. - «Ги дроте хника и мел иорац ия», 1 967, № 11 .

4 4. М ихайл ов Г. Д . Изменение сопротивле ния с двигу глинисты х грунт ов при его пром ерзании - о ттаив ании. - « Транспортное строительст во», 1 966, № 1 2.

45. Мих айлов Г. Д. М етодик а определения сопротивлени я с двигу сезонномерзлы х гл инистых грунтов з ем ля ного полотна при их оттаиван ии. Т руды IV со ве щан ия-семинар а по обм ену опытом строительс тва в суровых климат иче ских условиях. Во ркута, 1 966.

46 . Михеев А. Н., С инел ьщиков С. И . О проекте нового н орм ативного докуме нта «Ук аз ан ия п о определен ию характеристик грунта (нормативных и расчетных)». - «Основания , фундаме нты и механика грунтов», 1 965, № 3.

47. Мухин В. М . Об изменении водно-ф изи чески х свойств почвы под влиянием промерзания и оттаивания. Труды ЦИ П. Вып. 11 3, М., Ги дром етеоиздат, 1 961.

48 . Овчин н ик ов Л. Ф. Сооружение дре наже й машиной систе мы ЦНИИ МПС. « Тран спорт», М., 1 968.

49. Полтев Н. Ф . О б из мен ении величины Кф глинистых грунтов во времени. Вес тник МГУ, с ерия IV , Геология, 1 964, № 6.

50. При к лонский В . А., Горькова И. М., Окнина Н . А., Реутова Н . С., Чепик В. Ф . Инж ен ерно-геолог ическ ие особенности хв алын ски х глинис тых пород в связ и с усл ови ями их фо рмирования (на примере нек оторых ра йонов Заволжь я). Труды лаборатории гидрогеологических пробле м им. ак ад ем ик а Ф . П . Са варенск ог о, том XIII . М ., Изд -во АН СССР, 1 956.

5 1 . Приклонск ий В. А., Окнина Н. А . Из ме нен ие физико-механических свойств глинис ты х пород в процессе их диффуз ионного выщелачивания (на примере хвалы нск их глин). Труды лаборатории гидрогеологических проблем, том XV . М ., Изд-во АН СССР, 1957.

52. Р азо ренов В. Ф. П енет раци онн ые испытания грунт ов. М ., Изд-во ли терат уры по строительству, 1 968.

53. Рогаткин а Ж. Е . Измен ение физико-ме ханиче ских свойс тв н екоторых грунтов в рез уль тате набуха ни я. Труды МИИТа, вып. 240. М., Транс порт , 1 966.

54. Рог атки на Ж. Е . Некоторые закономерн ос ти набухания хвалынских глин. Т руды МИ ИТ а, вы п. 2 40. М., Т ранспорт, 1 966.

55. Ру в инский В . И. Учет впитывания жидких атмос ферных осадков в грунт земляного пол отна при п роектировании автомобильных дорог. Сб . « Тру ды Союздо рнии», вып. 1. М., 1 964.

56. Рувинский В . И . Обос нование мероприятий по защите земляного пол отн а автомобильных дорог от увлажн ени я по верх ностными вода ми. Сб. « Труд ы Сою здорни и», вып. 13. М ., 1966.

5 7 . Руков одст во по пре дупре жде нию сплывов н а от косах выемок при строительстве же лезных до рог. Изд. ЦНИИС а. М., 1 960 .

5 8 . Руководств о по химичес ким а нализ ам воды и грунтов при изыскан иях дорог. М., Главтрансп ро ект, 1 967.

59 . Сезонное промерзание и прот аивание грунто в н а территории сев еро-восток а СССР. М ., «Наук а», 1 966.

60. Соб ол евск ий Ю. А . Устойчивость от косов ме лиорати вны х каналов. Мин ск. Из д. «У рож ай», 1 965.

6 1 . СНиП II - Б.1-2 . Осн ов ания зданий и с ооружений. Нормы проек тирования. М., Госстройиздат , 1 963.

62. С Н иП II - А.6 -62. Ст роите льная к лиматологи я и геофиз ик а. Основные п олож ен ия проектирования. М., Г осст ройиздат, 1 963.

63. Соколо в С . С. Спос об прогноза набух ани я глинистых пород. Бюл ле те нь н ау чно-технической ин формации. Гос. геол. комитет СССР. Отд. на учн о-техн ич. и нформации ВИМС а № 8 (47), 1 968.

64. С орочан А. Е . К вопросу клас сификаци и глин п о н абу ханию . Инф . бюл . ЦТИСИЗ № 3. М., 1 967.

65. Техн и че ские указания по оз доровл ению основной площ адки зе мляного пол от на на пучи нистых уч аст ках. М., «Тр ансп орт», 1968.

66. Т ехни ческие услов ия с ооружения земл яного пол от на (СН 61 -59).

67. Типовы е поперечные профил и земля ного полотна а втом обил ьных доро г. М., Союз дорп роект, 1 966.

68. Т итов В . П . Методи чески е мате риалы иссл ед ования для раз работ ки руководст ва по предуп реждению сплывов откосов выемок, связанны х с проме рзан ием и от таивание м. Сообщ ени е Ц НИ ИСа, № 1 59. М., 1 959.

69. Ти т ов В . П . Динамика прочнос ти отта ивающих грунтов. Сб. «Борьба с пуч ин ами на желез ных и автомобил ьных дорога х» . М ., «Тр анспорт», 1 965.

70. Титов В. П . Устой чив ость желе знодорожны х н асыпей из пыл еватых связных грунтов в рай онах избыточного увлажнения. Сб. « Вопросы усто йчивости з емля но го полотна». М ., «Тр анспорт», 1 967.

7 1 . Ти тов Л. А., Хасин М. Ф . При менени е гориз онт альных фильтров при вод опонижени и в нес ов ершенных ко тлов анах . «Эне ргети че ск ое с троительство», 1 967, № 8.

72. Т роицка я М. Н . Пос об ие к л аб орат орным рабо там по мех анике грунт ов. Изд-в о МГУ, 1 961 .

73. Указание п о определению сопрот ивл ения с двигу песчаных и глинисты х грунтов в приборе трехосного сжа тия. М ., Изд. ЦНИИСа, 1 967.

74. Ука за ние по т ех нологии произ водс тва работ при сооружении зем ляного пол отна. ВСН 57- 61. М., О ргтрансстро й, 1961 .

75. X архута Н. Я., Василь е в Ю. М. Моро зоустойч ивос ть грунтов с естественной с труктурой. Тр уды Сою зд орнии, вып. 7 , 1 966.

76. Ча п овский Е. Г . Лаб ораторны е работ ы по грун товеде нию и ме ханике грун тов. М., «Недра», 1 966.

77. Чурсанов А . М., П анф илов В. К . В лияние проц есс ов выветривания на устойчивос ть от косов Ле бединского карьера КМА. Т руды Н.-И. и пр.-к онстр. института по осушению м естор ожд ений п олезных ископаемых, вы п. 3, 1 964.

78. Ш ахуня нц Г . М . Зем ляное полотно же лезных дорог. М., Тран сж елдориздат, 1 958.

79. Шуве рина Е. Н., Ц ытови ч Н. А . Некоторые опыты по изучен ию влияния промораживан ия и последующего отта ивания на проч ность глинистых грунт ов. В сб.: «Материалы по л абораторным ис следованиям мерзлых грунтов». № 3 . М., Из д-во АН СССР, 1957.

80. Экма н В. Е. О количес т ве образ цов для опред еле ния нормативного з наче ния физических показателей грунта. - «Основания, фундам енты и механика грунтов», 1 966, № 2.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие . 1

Глава I. Формы и причины нарушения местной устойчивости откосов . 1

Глава II. Основные факторы, влияющие на местную устойчивость, и способы их учета . 3

Глава III. Оценка местной устойчивости откосов . 5

Глава IV. Особенности определения расчетных показателей грунта для оценки местной устойчивости . 10

Глава V. Мероприятия по обеспечению местной устойчивости откосов . 15

Приложение 1. Определение безразмерных параметров A и B для нестандартных заложений откосов и при ξ > 0,3 . 22

Приложение 2. Расчет конструкций по защите земляного полотна от размыва поверхностными водами . 25

Приложение 3. Основные положения по имитированию процессов физико-химического выветривания в лабораторных условиях . 29

Приложение 4. Принципы проектирования защитных слоев для откосов насыпей и выемок, сложенных глинистыми грунтами . 30

Приложение 5. Рекомендации по устройству в откосах горизонтальных дрен из трубофильтров . 34

Приложение 6. Интенсивность пучения глинистых грунтов в зависимости от их влажности в зоне промерзания . 36

Приложение 7. Средние физико-механические характеристики глинистых грунтов . 36

Литература . 37

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Гост 27902 88 Гост бетон Единицы физических величин Календарный план Момент затяжки болтов Перечень работ повышенной опасности Периодичность технического обслуживания Плотность нефтепродуктов Пропускная способность трубы Рмг 29 99 Сварка арматуры гост Снип гаражи Состав рабочей документации Состав рабочей документации в строительстве Условные обозначения