МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
И ВОЗВЕДЕНИЮ
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
В РАЙОНАХ ИСКУССТВЕННОГО
ОРОШЕНИЯ ЗАСУШЛИВОЙ ЗОНЫ

ВСН 47-73

Минтрансстрой

Утверждены Техническим управлением Министерства
транспортного строительства 11 апреля 1973 г.

Приказ № 4

МОСКВА 1973

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие «Технические указания по проектированию и возведению земляного полотна автомобильных дорог в районах искусственного орошения засушливой зоны» разработаны в целях повышения качества сооружения земляного полотна автомобильных дорог в районах искусственного орошения V дорожно-климатической зоны.

«Технические указания» относятся к дорогам общей сети с усовершенствованными покрытиями и разработаны в развитие СНиП II -Д.5-72 «Автомобильные дороги. Нормы проектирования», СНиП III -Д.5-73 «Автомобильные дороги. Правила производства работ», «Указаний по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог» СН 449-72 (М., Стройиздат, 1973), а также «Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-72 (М., «Транспорт», 1973).

Во избежание дублирования действующих нормативно-технических документов в «Технические указания» включены только специфические требования к земляному полотну и правила его проектирования и возведения, определяемые региональными особенностями условий районов искусственного орошения.

При составлении настоящих «Технических указаний» были использованы «Технические указания по проектированию и возведению земляного полотна автомобильных дорог в районах искусственного орошения засушливой зоны» ВСН 47-60 (М., Оргтрансстрой, 1961).

При разработке настоящей редакции «Технических указаний» были учтены результаты научно-исследовательских и опытно-экспериментальных работ, проведенных Союздорнии и его Среднеазиатским и Казахским филиалами в период с 1960 до 1972 гг., а также опыт проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог в районах искусственного орошения Средней Азии и Казахстана, накопленный в последние годы дорожными организациями. Был учтен также опыт практического применения «Технических указаний» ВСН 47-60.

При применении настоящих «Технических указаний» необходим всесторонний учет местных условий и опыта проектирования, строительства и эксплуатации дорог, ранее построенных как в данном районе, так и в других районах с аналогичными условиями.

«Технические указания» составили кандидаты технических наук Ю.Л. Мотылев (Союздорнии, ответственный исполнитель), Ю.В. Бутлицкий и инженеры О.А. Сяпич (Среднеазиатский филиал Союздорнии) и А.М. Каменев (Казахский филиал Союздорнии).

При окончательном редактировании «Технических указаний» учтены замечания Главтранспроекта Минтрансстроя, Министерства строительства и эксплуатации автомобильных дорог Узбекской ССР, Минавтодора Казахской ССР.

Учтены также замечания д-ра техн. наук А.М. Кривисского, в соответствии с которыми уточнены таблицы расчетной влажности и прочностных показателей грунтов

СССР

Министерство транспортного строительства

Ведомственные строительные нормы

ВСН 47-73

Технические указания по проектированию и возведению земляного полотна автомобильных дорог в районах искусственного орошения засушливой зоны

Минтрансстрой

Взамен «Технических указаний по проектированию и возведению земляного полотна автомобильных дорог в районах искусственного орошения засушливой зоны»
ВСН 47-60

1. РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ОРОШАЕМОЙ ЗОНЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОГ

1.1 . Орошаемые территории Средней Азии и Казахстана входят в V дорожно-климатическую зону.

Для дифференциации расчетных значений влажности, модулей упругости и прочностных характеристик грунтов (см. разд. 6 ), V дорожно-климатическую зону разделяют на северную и южную части, граница между которыми проходит примерно по линии Кизляр - Нукус - Чимкент. В южной части V зоны промерзание грунтов земляного полотна, как правило, незначительно (глубина промерзания не превышает 50 - 60 см ) и непродолжительно или совсем отсутствует. Северная часть зоны характеризуется более глубоким и длительным промерзанием.

1.2 . При проектировании дорог в засушливой зоне орошаемые территории необходимо разделять по характеру поверхностного стока и степени увлажнения местности в соответствии с нормами проектирования автомобильных дорог (СНиП II -Д.5-72).

Внесены Государственным Всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии)

Утверждены Техническим управлением Министерства транспортного строительства
11 апреля 1973 г.

Приказ № 4

Срок введения в действие
с 1 августа 1973 г.

Постоянно орошаемые территории, а также территории, подлежащие освоению и орошению в течение межремонтного срока службы дорожной одежды, следует относить к 3-му типу местности по характеру увлажнения.

2 . РАЗМЕЩЕНИЕ ДОРОГИ В ОРОШАЕМОЙ МЕСТНОСТИ

2.1 . Расположение трассы вновь строящейся дороги на территории орошаемых земель следует устанавливать в первую очередь на основе общих требований трассирования дорог, с учетом задач автомобильных перевозок, перспектив развития экономики районов, прилегающих к дороге, наличия существующих и проектируемых путей сообщения, необходимости соединения начального и конечного, а также промежуточных пунктов по кратчайшему направлению.

Наряду с этим необходимо стремиться к всемерному сокращению использования площади плодородных орошаемых земель под строительство дороги, а также количества пересечений ею ирригационных сооружений.

Основное внимание при проложении трассы следует уделять одному из главнейших технико-экономических требований - обеспечению устойчивости земляного полотна в условиях искусственного орошения, вызывающего повышение уровня грунтовых вод и создающего возможность подтопления земляного полотна. Следует по возможности обходить бессточные понижения, участки местности, на которых возможно заболачивание территории поверхностными и поливными водами и наблюдается близкий уровень грунтовых вод.

Во всех случаях наиболее рациональное расположение трассы и ее отдельных участков устанавливают сравнением вариантов.

2.2 . Оросительные системы в засушливой зоне включают*:

а) оросительную сеть (постоянную и временную);

б) водосборно-сбросную сеть;

в) коллекторно-дренажную сеть;

г) гидротехнические сооружения.

* СНиП II -И.3-62 «Сооружения мелиоративных систем. Нормы проектирования».

Постоянная оросительная сеть слагается из магистральных каналов, его ветвей и распределителей различных порядков. Постоянная оросительная сеть проектируется в земляном русле с одеждой или без нее (открытая сеть), в лотках различного очертания (лотковая сеть), в трубах (трубчатая сеть). В состав временной оросительной сети входят временные оросители, транспортирующие и поливные трубопроводы и чековые валики.

В водосборно-сбросную сеть входят предохранительные и концевые сбросы и водосборные каналы различного порядка.

Коллекторно-дренажная сеть состоит из первичных дрен и коллекторов открытого или закрытого типа.

2.3 . Строительство дорог общей сети вдоль магистральных и распределительных каналов не рекомендуется; допускается в виде исключения на отдельных участках постройка дорог IV - V категорий.

На таких участках необходимо учитывать рельеф местности, конструкцию канала и расход воды в нем, условия отвода воды от дороги, наличие и расположение подъездных дорог к населенным пунктам, необходимость устройства искусственных сооружений при выборе того или иного решения, возможность увеличения высоты насыпи при приближении дороги к каналу, условия эксплуатации как дороги, так и канала, возможность сельскохозяйственного использования земли в полосе между каналом и дорогой (п. 4.2).

2.4 . При прохождении дороги по пониженным участкам рядом с каналом водосборно-сбросной сети расстояние между внешними (соседними) бровками канала и водоотводной канавы должно быть не менее 4 - 5 м. Не допускается включать водоотводные канавы в водосборно-сбросную сеть (равно как и использовать их в качестве распределителей).

2.5 . Возведение земляного полотна рядом с дренами и коллекторами ирригационной сети открытого типа на участках с близким уровнем грунтовых вод не рекомендуется на дорогах I - III категорий и допускается на дорогах IV - V категории лишь при условии надежного обеспечения стока воды из дрены или коллектора.

2.6 . На участках с закрытой коллекторно-дренажной сетью рационально располагать земляное полотно вдоль закрытых дрен и коллекторов, если направление последних совпадает с общим направлением трассы дороги. В случае, когда такое расположение земляного полотна вызывает удлинение трассы, окончательное решение принимают на основе технико-экономического сравнения вариантов.

3 . НАЗНАЧЕНИЕ ВЫСОТЫ НАСЫПИ

3.1 . В районах искусственного орошения возводят, как правило, насыпи, высоту которых устанавливают из условия предохранения верхней части земляного полотна от избыточного увлажнения грунтовыми и поверхностными водами, а также обеспечения морозоустойчивости конструкции (преимущественно в северной части V дорожно-климатической зоны).

3.2 . Обязательным требованием к устойчивости земляного полотна и дорожной одежды является сохранение влажности не выше расчетной в данных условиях (табл. 1 ) и плотности не ниже требуемой (п. 6.1 ) в верхних слоях земляного полотна (в пределах не менее 50 см ниже основания дорожной одежды).

Таблица 1

Расчетные влажности грунтов земляного полотна

Грунты

Расчетные влажности в долях от границы текучести

Типы местности

1-й

2-й

3-й

Супесь легкая

0,55 - 0,57

0,6 - 0,02

0,65 - 0,7

Суглинки и глины

0,6 - 0,65

0,65 - 0,7

0,7 - 0,75

Супеси пылеватые, суглинки пылеватые

0,62 - 0,67

0,67 - 0,72

0,72 - 0,77

Примечани я. 1. Меньшие значения относительных влажностей следует принимать для южной части V дорожно-климатической зоны, большие - для северной.

2 . Данные таблицы уточнены на основе исследований Среднеазиатского и Казахского филиалов Союздорнии.

Это обеспечивается надлежащим возвышением низа дорожной одежды над поверхностью земли и расчетным уровнем грунтовых вод (пп. 3.14, 3.15 и 3.16), а в северной части V дорожно-климатической зоны также устройством морозозащитного слоя (п. 3.18).

3.3 . На орошаемых территориях расчетный уровень следует устанавливать по графикам сезонных колебаний грунтовых вод, составленным на основании многолетних данных организаций, ведущих гидрогеологические наблюдения в районе трассы дороги.

В качестве расчетного принимают наивысший за период между капитальными ремонтами дорожной одежды уровень грунтовых вод, соответствующий 5-процентной вероятности его превышения при капитальных типах покрытий и 10-процентной вероятности для дорог с усовершенствованными облегченными и переходными типами покрытий (приложение 1).

3.4 . При наличии в районе проектируемой дороги в сходных природных условиях гидрогеологических станций или п остов расчетный уровень грунтовых вод определяют по формуле

где h р - расчетный уровень грунтовых вод на участке про ложения трассы дороги;

h - расстояние от поверхности земли до уровня грунтовых вод на трассе;

h скв - то же, в тот же день в скважине, для которой имеется ряд наблюдений;

h скв.р - расчетный уровень грунтовых вод в скважине по данным многолетних наблюдений.

3.5 . Расчетный уровень грунтовых вод в скважине определяют по формуле

где  - средний уровень грунтовых вод за п лет наблюдений;

s - среднеквадратическое отклонение от среднемного летнего уровня;

t - нормированное отклонение уровня грунтовых вод от его среднемноголетнего значения при заданной вероятности и известном числе лет наблюдений.

Величину нормированного отклонения находят в зависимости от (п - 1) по таблице приложения 2.

Среднеквадратическое отклонение находится по формуле

где h скв. i - уровень грунтовых вод за i -ый год;

п - число лет наблюдений.

При отсутствии данных многолетних наблюдений расчетный уровень устанавливают на основе изыскательских данных, но с учетом сезонных и многолетних колебаний уровня грунтовых вод в ближайших изученных районах, а также возможных последующих изменений этого уровня, связанных с освоением и орошением земель.

3.6 . Как правило, в качестве расчетного следует принимать наивысший за период между капитальными ремонтами дорожной одежды зимне-весенний устойчивый (продолжительностью стояния не менее 20 суток) уровень грунтовых вод, за исключением участков, на которых наблюдается выклинивание грунтовых вод в летний период.

В частности, рекомендуется принимать в качестве расчетного уровень грунтовых вод, наблюдаемый в следующие сроки:

а) на территориях с близким залеганием минерализованных грунтовых вод и их затрудненным подземным стоком - в марте - апреле;

б) на территориях, где проводятся зимние и ранне-весенние промывки полей, - в период непосредственно после промывок (1 - 2 недели); при отсутствии данных стационарных наблюдений допускается ориентировочно принимать расчетный уровень грунтовых вод на глубине 0,5 - 0,6 м от поверхности земли;

в) на рисовых полях:

при необеспеченном подземном стоке грунтовых вод - в марте - апреле;

при обеспеченном стоке - в июле - августе.

На основании многолетних данных выбирают наивысший уровень с заданной вероятностью, наблюдавшийся в соответствующий период года*.

* При расчете на морозоустойчивость (п. 3.18) в качестве расчетного необходимо принимать уровень грунтовых вод в предзимний период.

Если данные гидрогеологических наблюдений позволяют установить уровень грунтовых вод в некоторых пределах, то рекомендуется в понижениях рельефа принимать нижний предел уровня (меньшую глубину залегания грунтовых вод), на повышениях - верхний.

3.7 . На неорошаемых территориях, подлежащих освоению и орошению в период эксплуатации дороги, расчетный уровень грунтовых вод рекомендуется принимать по перспективным данным органов водного хозяйства с учетом прогноза изменений естественного уровня грунтовых вод, связанных как с орошением и промывками, так и с дренажными мероприятиями.

В частности, рекомендуется в качестве расчетного принимать:

а) при глубоком залегании грунтовых вод и отсутствии необходимости промывки грунтов - «критический горизонт» грунтовых вод, т.е. наивысший, допустимый с точки зрения предохранения почв от засоления;

б) на участках, где предполагаются промывки грунтов, - уровень грунтовых вод, который может возникнуть после промывок (ориентировочно на хлопковых полях 0,5 - 0,6 м от поверхности земли);

в) на территориях с близкими грунтовыми водами - наивысший уровень между капитальными ремонтами дорожной одежды (в соответствии с п. 3.3)

3.8 . На участках расположения дорог в непосредственной близости от ирригационных сооружений необходимо учитывать их влияние на уровень грунтовых вод, который повышается вблизи оросительных и водосборно-сбросных каналов и понижается вблизи дрен и коллекторов.

3.9 . При постройке дороги поблизости от магистрального или распределительного каналов необходимо установить наивысший уровень грунтовых вод, связанный с фильтрацией воды из канала (фильтрационный максимум уровня грунтовых вод).

Фильтрационный максимум уровня грунтовых вод устанавливают бурением скважин по линии, перпендикулярной к оси канала, в период его работы с наибольшей нагрузкой. Скважины рекомендуется закладывать по схеме 0 - 5 - 8 - 12 - 17 - 23 - 35 - 50 м от бровки канала.

При установлении уровня воды в скважинах необходимо учитывать рельеф местности. Наибольшее внимание следует уделять участкам, проходящим в понижениях.

Возможно приближенное установление фильтрационного максимума уровня грунтовых вод по данным о максимальном уровне воды в канале и ее расходе с использованием значений среднего уклона кривой депрессии на различных расстояниях от канала. Примеры значений среднего уклона кривой депрессии в некоторых типичных случаях приведены в приложении 3.

3.10 . После определения фильтрационного максимума уровня грунтовых вод его сравнивают с естественным (п. 3.6 ) и в качестве расчетного принимают наивысший из них. Поскольку влияние фильтрации воды из канала на уровень грунтовых вод уменьшается по мере удаления рассматриваемой точки от канала, наиболее выгодное расположение дороги по отношению к каналу можно установить в каждом случае сравнением вариантов (разд. 4 ). При этом фильтрационный максимум уровня грунтовых вод рекомендуется учитывать в тех случаях и на тех расстояниях от канала, где этот максимум превышает естественный не менее чем на 10 - 15 см.

3.11 . При проектировании дороги рядом с действующими дреной или коллектором учитывают понижение естественного уровня грунтовых вод этими сооружениями и образование кривой депрессии с уклоном в сторону дрены или коллектора. Расчетный уровень грунтовых вод в этом случае определяют по формуле

h = h1 - (h0 + il ),

где h - глубина грунтовых вод под земляным полотном по линии внешней кромки покрытия;

h 1 - глубина коллектора;

h 0 - расчетная глубина воды в коллекторе;

l - расстояние от линии уреза воды в коллекторе до кромки покрытия;

i - средний уклон кривой депрессии.

3.12 . Для легких пылеватых, тяжелых пылеватых суглинков и тяжелых пылеватых супесей в условиях равнинных пониженных территорий с близким уровнем грунтовых вод и их затрудненным подземным стоком рекомендуется принимать i = 0,04 ¸ 0,05 на расстоянии 3 - 5 м от стенки коллектора и i = 0,01 ¸ 0,02 на расстоянии 15 - 20 м.

3.13 . Высоту насыпи определяют исходя из требований минимального допустимого возвышения низа дорожной одежды над поверхностью земли и над расчетным уровнем воды. При необходимости пересечения дорогой пониженных поливных участков или мест выклинивания грунтовых вод на поверхность земли, где возможно затопление водоотводных канав и резервов атмосферными, оросительными и грунтовыми водами и при этом не удается обеспечить сток воды, возвышение низа дорожной одежды принимают над максимальным горизонтом длительного (более 20 суток) подтопления земляного полотна, независимо от времени года, в течение которого это подтопление наблюдается.

3.14 . При 1-м типе местности и незасоленных грунтах* высота насыпи может быть минимальной, требуемой по условиям рельефа местности.

* Классификация грунтов приведена в приложении 4, характеристика засоленных грунтов по степени и качественному характеру засоления, а также по пригодности для возведения земляного полотна - в приложении 5.

Однако необходимо, чтобы низ дорожной одежды во всех случаях располагался не ниже поверхности земли и был обеспечен отвод воды от основания дорожной одежды.

3.15 . При 2-м и 3-м типах местности возвышение низа дорожной одежды (в наиболее низком месте поперечного профиля) над поверхностью земли должно быть не меньше указанного в табл. 2 .

Таблица 2

Грунты земляного полотна

Возвышение низа дорожной одежды, м , не менее, при грунтах

незасоленных

слабо- и среднезасоленных

сильнозасоленных

Песок средний и мелкий, супесь легкая крупная

0,2

0,3

0,4

Песок пылеватый, супесь легкая

0,3

0,4

0,5

Суглинок тяжелый, глины

0,4

0,5

0,6

Супесь пылеватая и тяжелая пылеватая, суглинок легкий, легкий пылеватый и тяжелый пылеватый

0,4

0,6

0,7

Примечани е. На орошаемых территориях, когда невозможно установить расчетный уровень грунтовых вод с требуемой вероятностью (пп. 3.3 - 3.5), а также на территориях, подлежащих освоению и орошению в течение межремонтного срока службы дорожной одежды, данные табл. 2 следует повышать на 30 % для дорог IV - V категорий и на 50 % для дорог I - III категорий.

3.16 . При 3-м типе местности должно быть обеспечено минимальное требуемое возвышение низа дорожной одежды над расчетным горизонтом грунтовых вод или уровнем длительного (более 20 суток) стояния поверхностных вод согласно табл. 3 .

Таблица 3

Грунты земляного полотна

Возвышение низа дорожной одежды, м , не менее, при грунтах

незасоленных

слабо- и среднезасоленных

сильнозасоленных

Песок средний и мелкий, супесь легкая крупная

0,4

0,5

0,7

Песок пылеватый, супесь легкая

0,7

0,9

1,1

Суглинок тяжелый, глины

1

1,4

1,6

Супесь пылеватая и тяжелая пылеватая, суглинок легкий, легкий пылеватый и тяжелый пылеватый

1,3

1,6

1,9*

* При устройстве насыпей из сильнозасоленных грунтов сульфатного засоления на пониженных территориях с ограниченным стоком подземных вод для повышения устойчивости земляного полотна рационально увеличивать возвышение низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод до 2,2 - 2,4 м.

3.17 . Для дорог IV - V категорий допускается уменьшать возвышение низа дорожной одежды (при условии соблюдения требований табл. 2 ) по сравнению с данными табл. 3 . В этом случае рекомендуется минимальное возвышение низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод определять по формуле

Н = (Нн - h р ) n + h р ,

где Н н - нормируемое табл. 3 возвышение низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод;

h р - расстояние от поверхности земли до расчетного уровня грунтовых вод;

п - коэффициент, учитывающий степень уплотнения грунта земляного полотна и длительность стояния расчетного уровня грунтовых вод (принимается по табл. 4).

Таблица 4

Коэффициент уплотнения грунта К у

Продолжительность стояния расчетного уровня грунтовых вод, месяцы

Коэффициент n

0,95

До 3

0,85

Более 3

0,95

0,98

До 3

0,8

Более 3

0,9

3.18 . В северной части V дорожно-климатической зоны на участках с особо ценными поливными землями при невозможности возведения насыпей высотой, требуемой в соответствии с табл. 3 , необходимо во избежание зимне-весенних деформаций покрытий предусматривать устройство дополнительного слоя, выполняющего функции морозозащитного и дренирующего слоев, из водо- и морозостойких зернистых материалов (песок, гравий, щебень, металлургические и топливные шлаки).

В таких случаях общую толщину дорожной одежды и толщину дополнительного слоя определяют расчетом на морозоустойчивость по методике, изложенной в «Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» (ВСН 46-72 ) (М., «Транспорт», 1973).

Испытания дорожных конструкций на морозоустойчивость необходимо проводить также в случаях, когда при 3-м типе местности земляное полотно проектируется в насыпи в соответствии с требованиями табл. 3 из грунтов, склонных к мо розному пучению, и разность между расчетным горизонтом грунтовых вод в предзимний период и в период его максимального сезонного стояния менее 0,5 - 1 м , а расчетная глубина промерзания дорожной конструкции более 1 м.

К грунтам, склонным к морозному пучению в условиях V дорожно-климатической зоны, относятся незасоленные глинистые грунты, пески мелкие и пески пылеватые, а также засоленные глинистые грунты, пески мелкие и пески пылеватые со следующими показателями засоления, определяемыми в соответствии с классификацией грунтов по степени и качеству засоления (см. приложение 5):

а) при содержании легкорастворимых солей до 0,5 %;

б) при содовом засолении;

в) при сульфатном засолении с содержанием легкорастворимых солей до 1,5 % и отношением Cl ¢ / SO ² 4 менее 1;

г) при сульфатном засолении с содержанием легкорастворимых солей более 1,5 % и отношением Cl ¢ / SO ² 4 менее 0,4.

3.19 . При 3-м типе местности высоту устанавливают согласно требованиям табл. 2 и 3 . При возведении насыпи из привозного грунта ее высоту необходимо назначать исходя из требований, относящихся к привозному грунту.

3.20 . При постройке дорог на просадочных лёссовых грунтах рекомендуется увеличивать высоту насыпи на 10 - 15 % с учетом возможной осадки.

4 . ПОПЕРЕЧНЫЕ ПРОФИЛИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

4.1 . При незаселенных и слабозасоленных грунтах земляное полотно следует проектировать согласно типовым поперечным профилям, предусмотренным «Указаниями по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог» СН 449-72 (М., Стройиздат, 1973), а при засоленных грунтах - согласно поперечным профилям, предусмотренным для этих грунтов теми же указаниями.

4.2 . Поперечные профили земляного полотна, рекомендуемые для различных случаев постройки дороги рядом с оросительными и дренажными сооружениями, показаны на рис. 1 - 4 .

4.3 . При размещении дорог вдоль закрытых трубчатых дрен или коллекторов целесообразно использовать безрезервный поперечный профиль (рис. 1 ). В этом случае необходимо при назначении высоты насыпи учитывать понижение уровня грунтовых вод дреной или коллектором (п. 3.11 ). Расстояние от подошвы насыпи до оси дрены должно быть не менее 3 м, до оси коллектора - не менее 4 м.

4.4 . Поперечные профили (рис. 2 ) следует применять при размещении дорог вдоль каналов из железобетонных лотков.

Рис. 1 . Безрезервный поперечный профиль земляного полотна:

1 - дрена или коллектор; 2 - уровень грунтовых вод; 3 - расчетное возвышение низа дорожной одежды над уровнем грунтовых вод

Рис. 2 . Поперечные профили земляного полотна, устраиваемого из привозных грунтов (а) и из боковых резервов (б) вдоль каналов из железобетонных лотков

Поперечный профиль (см. рис. 2, а) рекомендуется предусматривать в условиях стесненной полосы отвода, когда земляное полотно возводится из привозного грунта. При возможности возведения земляного полотна из боковых резервов целесообразно назначать поперечный профиль, указанный на рис. 2, б.

В понижениях, где затруднен поверхностный сток и возможно затопление резервов, рационально между подошвой насыпи и внутренними бровками резервов оставлять бермы шириной до 3 м.

Минимальное расстояние между лотком и подошвой насыпи определяется условиями нормальной эксплуатации автомобильной дороги и канала и должно быть не менее 4 м. Поверхность полосы отвода между лотком и подошвой насыпи планируется с уклоном не менее 20 ‰ в сторону от насыпи.

4.5 . Поперечный профиль (рис. 3 , а) рекомендуется при размещении дорог вдоль каналов за пределами влияния фильтрационного максимума уровня грунтовых вод. Расчетным уровнем в этом случае является естественный максимум грунтовых вод. Минимальное допустимое расстояние L между внутренней (по отношению к каналу) бровкой земляного полотна и наивысшей линией уреза воды в канале определяют расположением точки пересечения фильтрационного и естественного максимумов грунтовых вод.

Рис. 3 . Поперечные профили земляного полотна при размещении дорог вдоль каналов за пределами фильтрационного максимума уровня грунтовых вод (а) и в полосе отвода канала (б):

1 - фильтрационный максимум уровня грунтовых вод; 2 - расчетное возвышение низа дорожной одежды над уровнем грунтовых вод; 3 - естественный максимум уровня грунтовых вод; 4 - канал

Это расстояние составляет обычно при расходе воды в канале 4 - 6 м3/сек около 15 м , при расходе от 30 до 130 м3 /сек - от 60 до 300 м. При этом за точку пересечения условно принимают такую, в которой превышение фильтрационного максимума над естественным уменьшается до 10 - 15 см.

4.6 . Поперечный профиль (см. рис. 3 , б) рекомендуется в случае, когда дорога проходит в полосе отвода канала. Расчетным является фильтрационный максимум уровня грунтовых вод.

При применении этого профиля по сравнению с профилем на рис. 3, а требуется увеличение высоты насыпи, однако при этом достигается экономия земельных площадей.

4.7 . Обеспечение поверхностного водоотвода решается в каждом конкретном случае индивидуально в процессе проектирования дороги.

4.8 . При назначении поперечных профилей (см. рис. 3 ) необходимо предусматривать устройство водоотводных канав и труб для отвода воды в существующие водотоки, коллекторы и каналы водосбросной сети.

4.9 . При возведении земляного полотна одновременно с сооружением ирригационной сети в отдельных случаях допускается совмещать резервы с открытыми дренами и коллекторами глубиной до 2,5 - 3 м (рис. 4 ). В этом случае обязательно устраивают берму шириной не менее 3 - 4 м между подошвой насыпи и бровкой коллектора, а возвышение низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод назначают с учетом понижения их уровня коллектором (см. п. 3.11 ).

Рис. 4 . Поперечный профиль земляного полотна, возводимого одновременно с сооружением открытого коллектора:

1 - уровень грунтовых вод; 2 - открытый коллектор; 3 - расчетное возвышение низа дорожной одежды над уровнем грунтовых вод

4.10 . При возведении земляного полотна из местных грунтов (дальность возки грунта не более 0,5 км ) крутизну откосов насыпей, независимо от степени засоления, необходимо принимать в соответствии с указаниями СНиП II -Д.5-72.

4.11 . При возведении земляного полотна из привозных грунтов крутизна откосов должна быть не больше следующей:

а) для незасоленных и слабозасоленных грунтов в соответствии с указаниями СНиП II -Д.5-72;

б) для среднезасоленных и сильнозасоленных глин и суглинков всех разновидностей при высоте насыпи менее 2 м - 1:2; при высоте насыпи более 2 - 1:3 в ее нижней части (до 2 м ) и 1:2 в верхней;

в) для среднезасоленных и сильнозасоленных мелких и пылеватых песков, а также супесей всех разновидностей при высоте насыпи менее 2 м - 1:3; при высоте насыпи более 2 м - 1:3 в нижней части насыпи (до 2 м ) и 1:2 в верхней;

г) при наличии берм - 1:2.

4.12 . Крутизну откосов резервов следует назначать не бо лее 1:1,5. Крутизну откосов коллекторов следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II -И.3-62.

4.13 . Дну резервов придают поперечный уклон 20 ‰ в сторону от насыпи. Продольный уклон дна водоотводных канав, дрен и коллекторов должен составлять не менее 3 ‰. Когда невозможно обеспечить указанный продольный уклон, земляное полотно проектируют с учетом затрудненного водоотвода и с применением соответствующих мероприятий (увеличение высоты насыпи, устройство берм, изолирующих прослоек и т.п.).

4.14 . Для лучшего отвода воды из резервов вдоль их внешних краев устраивают на расстоянии 0,5 - 1 м от них продольные лотки. Для защиты водоотводных канав, резервов и коллекторов от затопления оросительными водами устраивают вдоль внешних бровок присыпные защитные валики высотой 0,5 - 0,6 м. Воду из водоотводных канав, резервов и коллекторов отводят в существующие водотоки, коллекторы и каналы водосбросной сети, пересекаемые дорогой, с учетом требований органов водного хозяйства.

5 . РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

5.1 . Расчетные значения модулей упругости грунтов и параметров, определяющих сопротивление грунтов сдвигу - угла внутреннего трения j и удельного сцепления с в районах искусственного орошения рекомендуется принимать по табл. 5 .

5.2 . При необходимости уточнения сдвиговых характеристик грунтов следует определять значения с и j при расчетной влажности, принимаемой по табл. 1 .

Таблица 5

Грунт

Тип местности по характеру увлажнения

1-й

2-й

3-й

Е , кгс/см2

j , град

с , кгс /см2

Е , кгс/см2

j , град

с , кгс /см2

Е , кгс/см2

j , град

с , кгс /см2

Супесь легкая (непылеватая)

500 - 450

35

0,12

450 - 420

35

0,12 - 0,11

420 - 390

35 - 34

0,11 - 0,1

Суглинки и глины

600 - 420

24 - 21

0,32 - 0,26

420 - 340

21 - 18

0,26 - 0,19

340 - 280

18 - 15

0,19 - 0,15

Супеси пылеватые, суглинки пылеватые

520 - 380

23 - 20

0,31 - 0,23

380 - 310

20 - 17

0,23 - 0,17

310 - 260

17 - 14

0,17 - 0,13

Примечани я. 1. Большие значения показателей следует принимать для южной части V дорожно-климатической зоны, меньшие - для северной.

2 . Расчетные характеристики грунтов, не приведенных в табл. 5 , назначают по ВСН 46-72.

3 . При устройстве основания из грунтов, укрепленных вяжущими материалами, а также при уплотнении верхнего слоя земляного полотна толщиной 30 - 40 см до коэффициента уплотнения выше 1 значения расчетных характеристик следует принимать на 15 % выше табличных в районах, расположенных южнее линии Кара-Богаз-Гол - Дарваза - Газли - Чимион - Джизак-Ош.

6 . ОСОБЕННОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

6.1 . В условиях близкого залегания грунтовых вод и возможности подтопления земляного полотна поливными и промывными водами особое значение приобретают требования к уплотнению земляного полотна.

При устройстве покрытий капитального типа требуемая плотность грунта составляет 0,98 от максимальной при стандартном уплотнении по всей высоте насыпи.

При устройстве усовершенствованных облегченных, а также переходных покрытий требуемый коэффициент уплотнения составляет 0,95.

Толщина каждого уплотняемого слоя не должна превышать 20 - 25 см , а при применении тяжелых катков на пневматических шинах (50 т ) - 30 - 40 см в плотном теле.

6.2 . Для достижения требуемой плотности грунты необходимо уплотнять при влажности не ниже 0,9 и не выше 1,1 от оптимальной при стандартном уплотнении. При влажности, превышающей указанную, каждый слой грунта после разравнивания должен перед укаткой подвергаться воздушному подсушиванию. При близких грунтовых водах рекомендуется возводить земляное полотно в сезон наибольшего понижения их уровня, обычно во второй половине лета и осенью до начала дождей.

При недостатке влаги в грунте необходимо:

а) проводить земляные работы в зимне-весенний период, что особенно эффективно в районах, где выпадает мало осадков и промерзание незначительно;

б) при невозможности или нецелесообразности проведения в холодное время года всех земляных работ проводить в это время работы на водоразделах, где грунт наиболее быстро теряет влагу;

в) для сохранения влаги в грунте разрыхлять его в осенний период на полосах местности, отведенных для заложения резервов, на глубину 15 - 20 см , а весной по достижении влажностью значения 70 - 75 % от границы текучести проводить боронование и прикатку поверхности резервов легким катком;

г) уплотнять грунт немедленно после отсыпки, не растягивая фронта земляных работ и не допуская пересыхания отсыпанного грунта.

6.3 . При возведении насыпи из отвального грунта, разрабатываемого экскаватором (п. 4.3 ), одновременно с устройством коллектора отсыпка грунта сразу на полную высоту насыпи не допускается. Насыпь отсыпают не менее чем в 2 - 3 приема соответствующим числом экскаваторов, передвигающихся один за другим по берме, причем расстояние между экскаваторами определяют по времени, необходимому для подсушивания и укатки каждого слоя. При этом поперечный профиль коллектора постепенно доводят до проектных размеров.

При необходимости ограничиться одним экскаватором выполняют 2 - 3 последовательных прохода его вдоль участка возводимой насыпи с остановкой после каждого прохода на время, необходимое для просушивания и укатки ранее отсыпанного слоя грунта.

6.4 . Рытье дрен и коллекторов следует начинать от места выпуска воды в водоток, существующий сброс или коллектор и производить вверх по уклону. Не следует допускать образования отдельных участков дрен и коллекторов с необеспеченным стоком воды.

6.5 . При возведении земляного полотна на просадочных лёссовых грунтах необходимо особо тщательно уплотнять грунт по всей высоте насыпи до плотности не ниже 0,95 - 0,98 от максимальной (в зависимости от типа покрытия, см. п. 6.1 ), а также под насыпью на глубину не менее 30 - 40 см до плотности не ниже 0,95, для чего основание насыпи до ее отсыпки предварительно рыхлят, увлажняют до оптимальной влажности и уплотняют.

Перед отсыпкой высоких насыпей на участках пересечения оврагов, балок, промоин и т.п. следует производить замачивание грунтов основания насыпи в соответствии с указаниями СНиП II -Б.2-62 «Основания и фундаменты зданий и сооружений на просадочных грунтах. Нормы проектирования». Устройство покрытий капитального типа в таких случаях необходимо предусматривать на второй год после сооружения земляного полотна.

Приложение 1

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНОГО УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД

В районе проектируемого участка дороги с близким залеганием грунтовых вод в сходных природных условиях имеется наблюдательная скважина гидрогеологической станции. Длительность ряда наблюдений за колебаниями уровня грунтовых вод n = 13 лет.

При изыскании трассы дороги на данном участке 20 июня уровень грунтовых вод был обнаружен на расстоянии 165 см от поверхности земли. В тот же день на скважине уровень грунтовых вод h скв был зафиксирован на глубине 152 см от поверхности земли.

Необходимо определить расчетный уровень грунтовых вод на проектируемом участке трассы дороги с вероятностью 5 %.

По формуле

найдем

Для определения расчетного значения h скв.р необходимо по данным ряда наблюдений вычислить среднестатистическую величину  и среднеквадратическое отклонение s (см. таблицу).

Годы наблюдений

h скв. i , м

1

1,43

-0,27

0,0729

2

1,4

-0,24

0,0576

3

0,95

-0,21

0,0441

4

0,89

0,27

0,0729

5

1 , 26

-0,1

0,01

6

1,05

0,11

0,0121

7

0,9

0,26

0,0676

8

1,31

-0,15

0 , 0225

9

1,18

-0,02

0,0004

10

1,01

0,17

0 , 0289

11

1,11

0,05

0,0025

12

1,32

-0,16

0,0256

13

1,27

-0,11

0,0121

n = 13

Средний уровень грунтовых вод за 13 лет наблюдений будет

Величина среднеквадратического отклонения определяется формулой

По таблице нормированных отклонений (приложение 2) для n - 1 = 12 при заданной вероятности 5 % t равно 2,18.

Расчетный уровень грунтовых вод в скважине будет

h скв.р =  - t s = 1,16 - 2,18 ´ 0,19 = 0,75 м.

Тогда расчетный уровень грунтовых вод с вероятностью 5 % на проектируемом участке трассы дороги равен

h p = 1,08 h скв.р = 1,08 ´ 0,75 = 0,81 м.

Приложение 2

Таблица нормированных отклонений t

n - 1

Вероятность превышения

n - 1

Вероятность превышения

5 %

10 %

5 %

10 %

1

12,71

6,31

17

2,11

1,74

2

4,3

2,92

18

2,1

1,73

3

3,18

2,35

19

2,09

1,73

4

2,78

2,13

20

2,09

1,73

5

2,57

2,02

21

2,08

1,72

6

2,45

1,94

22

2,07

1,72

7

2,37

1,9

23

2,07

1,71

8

2,31

1,86

24

2,06

1,71

9

2,26

1,83

25

2,06

1,71

10

2,23

1,81

26

2,06

1,71

11

2,2

1,8

27

2,05

1,7

12

2,18

1,78

28

2,05

1,7

13

2,16

1,77

29

2,04

1,7

14

2,15

1,76

30

2,04

1,7

15

2,13

1,75

40

2,02

1,68

16

2,12

1,75

60

2

1,67

Приложение 3

Значения среднего уклона кривой депрессии в некоторых типичных случаях

Таблица 1

Длина участков кривой депрессии (м) с различными средними уклонами ( i )

Грунт и тип канала

Верхняя (крутая) часть кривой депрессии i = 0,6 ¸ 0,01

Средняя часть кривой депрессии, i = 0,01 ¸ 0,005

Расход воды в канале, м3 /сек

100 - 50

50 - 20

20 - 5

< 5

100 - 50

50 - 20

20 - 5

< 5

Пылеватые суглинки, канал в насыпи

102

35

25

13

До 300

90

52

42

Пылеватые суглинки, канал в полунасыпи-полувыемке

100

70

30

15

Более 100

25

-

-

Таблица 2

Длина участков верхней (крутой) части кривой депрессии

Грунт и тип канала

Расход воды в канале, м /сек

Длина участков, м

Общая

В том числе при уклонах ( i )

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,05

0,03

0,02

0,01

Пылеватые суглинки, канал в насыпи

100 - 50

102

-

-

-

4

5

10

14

-

-

69

50 - 20

35

-

-

3

3

-

5

6

-

-

18

20 - 5

25

-

2

2

-

-

3

8

-

-

12

< 5

13

1

1

-

-

-

2

8

-

-

-

Пылеватые суглинки, канал в полунасыпи-полувыемке

100 - 50

100

-

-

-

-

-

2

10

30

30

30

50 - 20

70

-

-

-

-

1

3

10

16

20

20

20 - 5

40

-

-

1

2

-

-

8

14

15

-

< 5

15

-

1

1

-

-

10

3

-

-

-

Приложение 4

Классификация грунтов

Таблица 1

Классификация глинистых грунтов

Виды грунтов

Разновидности грунтов

Содержание песчаных частиц размером от 2 до 0,05 мм , % по весу*

Число пластичности W п

Супесь

Легкая крупная

> 50

Легкая

> 50

1 £ W п £ 7

Пылеватая

20 - 50

Тяжелая пылеватая

< 20

Суглинок

Легкий

> 40

Легкий пылеватый

< 40

7 £ W п £ 12

Тяжелый

> 40

12 < W п £ 17

Тяжелый пылеватый

< 40

Глина

Песчанистая

> 40

Пылеватая

Меньше, чем пылеватых размером 0,05 - 0,005 мм

17 < W п £ 27

Жирная

Не нормируется

> 27

* Для супесей легких крупных учитывается содержание частиц размером 2 - 0,25 мм.

Таблица 2

Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов

Грунты

Содержание частиц, % от общего веса сухого грунта

Крупнообломочные

Глыбовый (при преобладании окатанных камней - валунный)

Крупнее 200 мм более 50 %

Щебенистый (при преобладании окатанных частиц - галечниковый)

Крупнее 10 мм более 50 %

Дресвяный (при преобладании окатанных частиц - гравийный)

Крупнее 2 мм более 50 %

Песчаные

Песок гравелистый

Крупнее 2 мм более 25 %

крупный

Крупнее 0,5 мм более 50 %

средней крупности

Крупнее 0,25 мм более 50 %

мелкий

Крупнее 0,1 мм более 75 %

пылеватый

Крупнее 0,1 мм менее 75 %

Приложение 5

Характеристика грунтов по степени и качественному характеру засоления

Степень засоления грунтов характеризуется средним суммарным содержанием легкорастворимых солей в слое грунта, подлежащего перемещению в насыпь (выраженным в процентах от веса сухого грунта).

Качественный характер засоления характеризуется отношением содержания в грунте ионов С l ¢ , выраженного в миллиэквивалентах на 100 г сухого грунта, к содержанию ионов SO ² 4 .

Засоленные грунты классифицируются по степени и качественному характеру засоления согласно табл. 1 и 2.

Таблица 1

Грунты

Среднее суммарное содержание легкорастворимых солей от веса сухого грунта

Хлоридное и сульфатно-хлоридное засоление

Сульфатное, хлоридно-сульфатное и содовое засоление

V дорожно-климатич. зона

остальные зоны

V дорожно-климатич. зона

остальные зоны

Слабозасоленные

0,5 - 2

0,3 - 1

0,5 - 1

0,3 - 0,5

Среднезасоленные

2 - 5

1 - 5

1 - 3

0,5 - 2

Сильнозасоленные

5 - 10

5 - 8

3 - 8

2 - 5

Избыточнозасоленные

> 10

> 8

> 8

> 5

Таблица 2

Характер засоления грунта

Отношение Cl ¢ / SO ² 4

Хлоридное

> 2,5

Сульфатно-хлоридное

2,5 - 1,5

Хлоридно-сульфатное

1,5 - 1

Сульфатное

< 1

Содовое*

-

* Засоление называется содовым при содержании в грунте ионов СО"3 и НСО ¢ 3 свыше одной трети суммарного содержания ионов Cl ¢ и SO " 4 .

Возможность использования засоленных грунтов для возведения земляного полотна устанавливается в зависимости от степени и качественного характера засоления грунта легкорастворимыми солями согласно табл. 3.

Таблица 3

Грунты

Пригодность для возведения земляного полотна

Слабозасоленные

Пригодны

Среднезасоленные

Пригодны

Сильнозасоленные

Пригодны с дополнительными мероприятиями*

Избыточнозасоленные

Не пригодны

* Дополнительные мероприятия заключаются в повышении устойчивости земляного полотна и предохранении его верхней части от дальнейшего засоления увеличением высоты насыпи, устройством изолирующих прослоек, понижением уровня грунтовых вод с помощью дренажа и т.п.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Районирование территории орошаемой зоны при проектировании дорог . 2

2. Размещение дороги в орошаемой местности . 2

3. Назначение высоты насыпи . 3

4. Поперечные профили земляного полотна . 8

5. Расчетные характеристики грунтов земляного полотна . 11

6. Особенности возведения земляного полотна . 11

Приложение 1. Пример определения расчетного уровня грунтовых вод . 13

Приложение 2. Таблица нормированных отклонений t 14

Приложение 3. Значения среднего уклона кривой депрессии в некоторых типичных случаях . 14

Приложение 4. Классификация грунтов . 15

Приложение 5. Характеристика грунтов по степени и качественному характеру засоления . 15

Еще документы скачать бесплатно