Проектирование поперечного профиля насыпи летней отсыпки

Решая вопрос о том, какую часть осадки за счет уплотнения оттаивающих вечномерзлых грунтов отнести в запас по высоте насыпи и какую учесть при определении запаса по ширине её, проектировщик должен учитывать возможное наличие на участке моста или выемки, мерзлотно-грунтовые условия и планируемое время ввода линии в постоянную эксплуатацию.

Если планируется ввести линию в постоянную эксплуатацию не ранее чем через пять лет, то при проектировании поперечного речного профиля насыпи летней отсыпки до 80% осадки за счет уплотнения деятельного слоя следует учитывать в объемах земляных работ, так как эта часть осадки произойдет при возведении насыпи.

Остальные 20% осадки следует отнести в запас по высоте насыпи.

Осадку за счет оттаивания и уплотнения вечномерзлых грунтов, приходящуюся на конец периода временной эксплуатации , так же следовало бы отнести в запас по высоте насыпи. Однако, учитывая определенную неточность методики прогнозирования протаивания вечномерзлых грунтов в основании насыпи и недостаточный объем исследований по этому вопросу, можно рекомендовать относить в запас по высоте , если величина мала, то она принимается без уменьшения.

Вся осадка грунтов основания и самоуплотнения грунта насыпи, относимая в запас по высоте её, будет равна:

, (1.8)

а остальная осадка за счет оттаивания вечномерзлых грунтов должна быть учтена при определении запаса по ширине насыпи

(1.9)

где -осадка оттаивающих в период постоянной эксплуатации вечномерзлых грунтов.

Запас по ширине насыпи на уровне проектной бровки следует определять по формуле:

(1.10)

По результатам расчет, в произвольном масштабе, строится поперечный профиль насыпи летней отсыпки с запасами на осадку по высоте и ширине.

Если ввод линии в постоянную эксплуатацию планируется не более чем через три года после начала строительства, то возможно всю осадку вечномерзлых грунтов основания целесообразно учесть при определении запаса по ширине насыпи, то есть

, (1.11)

Запас по высоте в этом случае определится:

(1.12)

здесь запас по высоте следует назначить по минимальной величине , поскольку в пределах одного элемента продольного профиля величины на разных пикетах и плюсах могут отличаться друг от друга. Этим самым обеспечивается постоянство уклона продольного профиля.

Осадка, учитываемая при определении запаса по ширине насыпи на конкретных пикетах, будет равна разности расчетной осадки за счет уплотнения оттаивающих вечномерзлых грунтов и доли её, относимой в запас по высоте, то есть

(1.13)

Проектирование поперечного профиля насыпи зимней отсыпки

При проектировании поперечного профиля насыпи зимней отсыпки, на линиях со сроком сдачи их в постоянную эксплуатацию после пятого года с начала строительства, в запас по высоте насыпи следует относить осадку за счет уплотнения грунтов деятельного слоя, наименьшую из всех значений ее в пределах конкретного элемента продольного профиля

. (1.14)

На поперечниках насыпи, где расчетная осадка грунтов деятельного слоя , разность их должна прибавляться к осадке оттаивающих вечномерзлых грунтов и всю ее следует учитывать при определении запаса по ширине, то есть:

. (1.15)

Если плановый срок сдачи линии в постоянную эксплуатацию меньше пяти лет, то в запас по высоте насыпи целесообразно отнести половину большей из всех расчетных осадок деятельного слоя

(1.16)

При этом следует соблюсти условие для поперечника насыпи с : . Правомерность этой рекомендации вытекает из хода оттаивания деятельного слоя под насыпью только зимней отсыпки.

Запас по ширине насыпи назначается с учетом разности суммарной осадки грунтов основания и той части её, которая учтена в запас по высоте

(1.17)

По результатам расчет, в произвольном масштабе, строится поперечный профиль насыпи зимней отсыпки с запасами на осадку по высоте и ширине.

Пример расчета.

Для условий мохо-торфяной мари запроектировать насыпь из дренирующих грунтов по принципу II. Дорога I-й категории.

Исходные данные: Грунтовый разрез: торф-1,1 м, суглинок – 2,3 м, супесь 0,9 м; величина деятельного слоя в естественных условиях =1,2м. Минимальная высота насыпи над поверхностью мари =1,2м, а по условию снегозаносимости =1,4 м [3].

Решение:

1.4.1 Определение минимальной высоты насыпи. Так, как в основании насыпи залегает торф на глубину более 1м, минимальную высоту её определяем из условия (1.5)

В первом приближении зададимся м. Глубину протаивания насыпи для насыпи высотой 1.5 м определим по формуле (1.1)

м.

Величина суммарной осадки в этом случае определится по формуле (1.3). Для подсчета осадки удобно пользоваться схемой показанной на рисунке 1.4

Рис. 1.4 – Расчетная схема к расчету осадки оттаивающих грунтов основания насыпи

Из условия (1.7) находим

м.

Принимаем =1,5м и проверяем вторую часть условия (1.5)

, м.

Для определения высоты слоя уплотненного талого торфа необходимо из толщины слоя торфа естественного залегания вычесть величину осадки слоя торфа под нагрузкой.

В данном примере деятельный слой полностью вмещает слой торфа, следовательно весь слой торфа сезонномерзлый.

м

Тогда .

Условие (1.5) выполняется. Найденная величина больше заданных и .

1.4.2 Поперечный профиль насыпи высотой 1,5 м для летней отсыпки запроектируем с запасами на её осадку по высоте и ширине (рис 1.5). Считаем, что во время отсыпки насыпи произойдет 80% осадки за счет уплотнения грунта деятельного слоя м. При возведении насыпи будет компенсирована осадка грунтом на величину м.

Примем, что плановый срок сдачи линии в постоянную эксплуатацию через пять лет после начала строительства. Тогда протаивание грунтов основания на пятый год составит (рис 1.3) ,

м. Прогнозируемая глубина протаивания м. Величина осадки оттаивающих на пятый год вечномерзлыхгрунтов (в данном случае суглинок) составит

м.

Осадка оттаивающих в период постоянной эксплуатации дороги вечномерзлых грунтов составит

м.

Найдем осадки, относимые в запас по высоте и ширине насыпи (м)

м.

Здесь осадка учтена полностью, потому, что она слишком мала, а определена при мощности насыпного грунта – 2,21 м.

( м) и относительной осадке равной 0,03 [4]; м.

Осадка грунтов основания м.

Уширение насыпи м.

1.4.3 Для проектирования поперечного профиля насыпи зимней отсыпки (рис 1.6) используем ранее полученные значения протаивания грунтов основания и осадки насыпи высотой м, м, м, м, м. Осадка за счет самоуплотнения грунта насыпи при зимней отсыпке составляет 10% от ее высоты [5]. При плановом сроке сдачи линии в постоянную эксплуатацию, равном пяти годам, глубина протаивания м. (см. рис 1.3), то есть протаивает только деятельный слой 1,2 м и 0,12 м вечномерзлых грунтов.

Осадки относимые в запас по высоте и ширине насыпи будут равны:

м м.

При зимнем производстве работ, когда основание промерзшее, грунтом насыпи компенсируется будущая осадка грунтов деятельного слоя и осадка самоуплотнения насыпи. Вся осадка за счет оттаивания вечномерзлых грунтов учитывается при определении запаса по ширине насыпи, по этому ширина насыпи на уровне проектной бровки больше, чем при летнем производстве работ. Объем балласта для досыпки насыпи в период эксплуатации также получился больше, чем у насыпи летней отсыпки.

Рис.1.5 – Поперечный профиль насыпи летней отсыпки

Рис. 1.5 – Поперечный профиль насыпи зимней отсыпки

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П1

Характеристики дренирующих грунтов (по результатам исследования опытных участков БАМ)

Таблица П2

Характеристики вечномерзлого торфа (по результатам исследования опытных участков БАМ)

Таблица П3

Характеристики связных грунтов (по результатам исследования опытных участков БАМ)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: