Методика определения толщины защитного слоя по условию ограничения величины морозного пучения его основания и обеспечения необходимой прочности подстилающего слоя

Определение необходимой толщины защитного слоя может быть выполнено по методике, представленной в Методических рекомендациях [9]; при отсутствии детальных исходных данных рекомендуется использовать методику, приведенную в Технических указаниях [10]. При этом в настоящем приложении приведены графики, значительно упрощающие выполнение расчетов.

В действующих нормативах ВСН 61-89 и рекомендациях [9 - 11] толщину подушки из дренирующих грунтов (т.е. толщину защитного слоя h _з) рекомендуется определять по формуле

(В.1)

где Z_max - максимальная глубина сезонного промерзания земляного полотна из дренирующих грунтов от верха балластной призмы; определяется по среднему многолетнему значению суммы градусо-суток (W, °С × сут) отрицательных температур наружного воздуха (СНиП 2.01.01-82);

h _б - толщина балластного слоя (от верха балластной призмы);

h _доп - допустимая толщина промерзающего глинистого грунта под подушкой из дренирующих грунтов.

В Технических указаниях [10] приведены поправочные коэффициенты для определения расчетной глубины промерзания

(В.2)

где q - коэффициент, учитывающий вид дренирующего грунта (q = 1 для песчано-гравийной смеси и 0,90 - для асбестовых отходов);

n - коэффициент, учитывающий вид конструкции земляного полотна (n = 1 для нулевых мест, 0,95 - для выемок глубин более 1 м, 1,05 - для насыпей высотой более 1 м);

т - коэффициент, учитывающий увеличение глубины промерзания земляного полотна по сравнению с многолетними и средними данными, определяется по формуле

(B.3)

где W₁₀ - максимальная в десятилетнем периоде сумма градусо-суток отрицательных температур наружного воздуха за год, W₁₀, °С × сут.

Величина h _доп определяется по формуле

(В.4)

где D_доп - допустимая величина пучения, принимается в зависимости от категории дорог и перспективной скорости движения поездов.

Категория дорог...... IV III II - I

D_доп, мм..................... 35 25 20

С - коэффициент, характеризующий условия промерзания и пучения. С = 1 для условий сезонного промерзания и несливающейся мерзлоты, С = 1,4 - для условий сливающейся мерзлоты;

f - расчетная интенсивность пучения, зависит от вида и состояния грунта (в наибольшей степени от его влажности).

а - при многолетней средней сумме градусо-суток отрицательных температур наружного воздуха W, °С × сут - 2600; б - то же W - 2200; в - то же W - 1800; г - то же W - 1400; д - то же W - 1000

Н _пр - глубина промерзания двухслойной среды, м.

Рисунок В. 1 - Графики для определения толщины слоя дренирующего грунта, обеспечивающего непревышение допустимой величины пучения 20 мм, при различной интенсивности пучения f, %, для различных климатических условий

Установление толщины защитного слоя, при которой значение морозного пучения земляного полотна не превысит допустимых значений, должно проводиться методом подбора - путем последовательных приближений. Для упрощения этих расчетов составлены вспомогательные графики (рисунки В.1, В.2).

Для построения первичных графиков (рисунок В.1), характеризующих глубину промерзания двухслойной среды в зависимости от толщины поверхностного слоя дренирующих грунтов при различных климатических условиях, использована номограмма, взятая из Технических указаний [10], рисунок В.3.

На итоговом графике (рисунок В.2) представлены значения суммарной толщины слоя дренирующих (песчано-гравийных) грунтов (Н = h _з + h _б), обеспечивающего непревышение заданной величины пучения подстилающих глинистых грунтов (20 - 25 - 35 мм) при известных климатических и грунтовых условиях, выражаемых через суммарное количество градусо-суток отрицательных температур W и через интенсивность пучения глинистых грунтов f.

Требуемая толщина защитного слоя из песчано-гравийных грунтов h _з определяется по формуле

(В.5)

Значения W определяются по СНиП 2.01.01-82.

а - при допустимой величине пучения D = 20 мм; б - то же, при D = 25 мм, в - тоже, при D = 35 мм; Н _др - толщина слоя дренирующего грунта, м; f - интенсивность пучения, %; W - средняя многолетняя сумма отрицательныхтемператур наружного воздуха, градусо-сутки

Рисунок В. 2 - Толщина дренирующего слоя, обеспечивающая непревышение допустимой величины пучения, в зависимости от интенсивности пучения, для различных климатических условий

Z _пр - глубина промерзания; W - средняя многолетняя сумма градусо-суток отрицательных температур наружного воздуха; h - толщина слоя дренирующего грунта (песчано-гравийного)

Рисунок В. 3 - Номограмма для определения глубины промерзания в зависимости от климатических условий при различной толщине дренирующего грунта

Значения интенсивности пучения могут быть установлены по прилагаемой таблице В.1 с учетом прогнозируемого режима поверхностных и грунтовых вод, устанавливающегося в результате разработки земляного полотна и осуществления запроектированных противодеформационных устройств.

В таблице В.2 приведены результаты расчетов, выполненных с использованием приведенных графиков по двум пунктам при различных условиях для насыпей и выемок.

Окончательно решение о требуемой толщине защитного слоя для каждого объекта принимается по большему из двух значений, полученных из условия непревышения допустимой величины морозного пучения подстилающих грунтов и по условию их прочности, но не менее предусмотренных СНиП 32-01-95.

Дата добавления: 2015-07-21