Документ містить методичні рекомендації щодо проектування та технології зведення земляного полотна автомобільних доріг на ділянках із заляганням слабких іольдієвих глин. Він регулює вибір конструктивних рішень для забезпечення стійкості насипів та запобігання деформаціям дорожнього покриття в складних геологічних умовах.
При проведенні робіт на слабких ґрунтах обов'язково контролювати дотримання технологічних етапів влаштування привантажувальних берм або піщаних паль для запобігання зсувам та обрушенням.
Download document
.docx format · available to registered users
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУКЦИЯМ И ТЕХНОЛОГИИ СООРУЖЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА УЧАСТКАХ ЗАЛЕГАНИЯ ИОЛЬДИЕВЫХ ГЛИН. Союздорнии. М., 1973.
Рассмотрены особенности проектирования и выбора конструкций автодорожных насыпей на иольдиевых глинах, учитывающие физико-механические свойства глин и условия их залегания. Приведены варианты конструктивных решений насыпей: легкая насыпь; насыпь с распределительной плитой; насыпь с пригрузочными бермами; насыпь с песчаными сваями в основании. Разработан расчет рекомендуемых конструкций и даны указания по технологии их сооружения.
Предисловие
При строительстве автомобильных дорог с капитальными покрытиями на Северо-Западе европейской части СССР нередко возникает необходимость использовать иольдиевые глины в качестве естественного основания автодорожных насыпей. Возведение насыпей на иольдиевых глинах часто требует специальных мероприятий, повышающих устойчивость основания. Для решения вопроса о конструкции земляного полотна на участках залегания иольдиевых глин в Союздорнии были выполнены исследования глин, их работы в основании насыпи и предложены рациональные варианты конструктивных решений.
Настоящие «Методические рекомендации по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна автомобильных дорог на участках залегания иольдиевых глин» разработаны в развитие «Методических указаний по проектированию земляного полотна на слабых грунтах» и содержат классификацию иольдиевых глин для дорожного строительства, методику расчета устойчивости оснований, сложенных иольдиевыми глинами, рекомендации по выбору конструкций земляного полотна, их расчет и технологию сооружения.
Настоящие «Методические рекомендации» составили канд. техн. наук В.Д. Казарновский и инж. А.Г. Полуновский.
Замечания, пожелания по данной работе просьба направлять по адресу: 143900 Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии.
кандидат технических наук
Ю. Мотылев
Общие положения
1. Свойства иольдиевых глин и их поведение под нагрузками от дорожных насыпейх) позволяют отнести иольдиевые глины к слабым грунтам. Поэтому изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог на участках залегания иольдиевых глин следует вести в соответствии с требованиями, изложенными в «Методических указаниях по проектированию земляного полотна на слабых грунтах» (М., 1968), в дальнейших ссылках сокращенно именуемых «Методическими указаниями».
х) В исследованиях физико-механических свойств иольдиевых глин принимали участие инженеры Е.Т. Семенова, Т.И. Федосеева, а в строительстве опытных участков - инженеры Б.Е. Беляев, Ю.В. Пудов, Н.С. Трошков.
2. Конструкция, грунты и методы возведения верхней части земляного полотна на иольдиевых глинах должны отвечать общим требованиям, изложенным в СНиП II-Д.5-72 и СНиП III-Д.5-62.
При назначении сроков сооружения покрытий капитального типа на участках насыпей, построенных на иольдиевых глинах, необходимо руководствоваться требованиями п. 1.14 СНиП III-Д.5-62 независимо от высоты насыпи.
3. При проектировании и строительстве автомобильных дорог на участках залегания иольдиевых глин следует классифицировать глины по приводимой таблице.
4. Конструкцию земляного полотна на иольдиевых глинах необходимо назначать с учетом особенностей свойств глин и условий их залегания.
Глины залегают слоями мощностью 5 - 10 м, иногда до 30 м, и перекрыты обычно торфами мощностью 2 - 3 м. В условиях природного залегания глины отличаются высокой пористостью, влажностью выше предела текучести, слабой водопроницаемостью, низкими прочностными показателями и резким снижением прочности при разрушении природной структуры.
Группа
Относительная влажность
Модуль осадки, мм/м, при нагрузке, кгс/см2
Предел структурной прочности, кгс/см2
Полное сцепление, кгс/см2
Угол внутреннего трения, град.
Структурное сцепление, кгс/см2
0,2
1,0
I
Менее 1,0
7 - 9
15 - 40
-
Более 0,15
Более 7
Более 0,10
II
От 1,0 до 1,5
9 - 11
40 - 120
Более 0,5
0,20 - 0,10
7 - 3
0,13 - 0,07
III
Более 1,5
11 - 14
120 - 250
Менее 0,5
0,15 - 0,05
3 - 0
0,07 - 0,03
К характерным особенностям физико-механических свойств глин (приложение 1) и условий их залегания относятся:
- слабая упрочняемость под нагрузками до 1 кгс/см2;
- наличие предела структурной прочности при компрессионном сжатии;
- возможность разделения полного сцепления на восстанавливающуюся и невосстанавливающуюся при сдвиге составляющие.
5. Полную сопротивляемость сдвигу иольдиевых глин выражают зависимостью:
Spw = ptgjw + åw + Cc, (1)
где Spw - полная сопротивляемость сдвигу;
p - нормальное давление;
jw - угол внутреннего трения при данной влажности;
åw - восстанавливающаяся при сдвиге часть сцепления;
Cc - невосстанавливающееся при сдвиге структурное сцепление.
6. Длительную сопротивляемость сдвигу tlim определяют по формуле
tlim = ptgjw + Cc, (2)
Величина невосстанавливающейся части сцепления может быть найдена с помощью сдвиговых испытаний как разность между полной сопротивляемостью сдвигу глин с ненарушенной структурой и сопротивляемостью повторному сдвигу или сдвигу по методике «плашка по плашке»:
Cc = Spw - (ptgjw + åw). (3)
7. В основании, сложенном иольдиевыми глинами, развитие недопустимых по условиям работы дорожного покрытия деформаций может происходить под действием касательных напряжений, превышающих мгновенную или длительную сопротивляемость грунта сдвигу, или нормальных сжимающих напряжений, превышающих предел структурной прочности при компрессионном сжатии.
Работу грунта на сдвиг можно выразить следующими зависимостями:
а) быстрое разрушение с образованием кривой скольжения
t > Spw = ptgjw + åw + Cc, (4)
где t - касательные напряжения, действующие по наиболее опасным площадкам;
б) медленная деформация сдвига типа ползучести
ptgjw + åw + Cc > t > ptgjw + Cc; (5)
в) отсутствие деформаций сдвига
t < ptgjw + Cc. (6)
Работу грунта на сжатие можно выразить зависимостями:
а) значительные и длительные деформации уплотнения
σ > Рстр, (7)
где σ - большее главное напряжение;
Рстр - предел структурной прочности при компрессионном сжатии;
б) отсутствие деформаций уплотнения
σ < Рстр. (8)
Назначение конструкций земляного полотна на участках залегания иольдиевых глин
8. При назначении конструкций земляного полотна необходимо принимать во внимание особенности физико-механических свойств и условий залегания иольдиевых глин (п. 4).
9. Целесообразно применять конструкции с полным или частичным удалением глины или перекрывающего ее торфа на участках иольдиевых глин. Замена торфа привозным грунтом увеличивает давление на основание, к тому же удаление торфа сопряжено с возможностью нарушения естественного сложения верхнего, наиболее прочного горизонта иольдиевых глин. Удаление самой иольдиевой глины с заменой ее стабильным грунтом практически исключено из-за значительной мощности иольдиевых глин и опасности их разжижения в случае нарушения естественной структуры грунта.
10. Нерационально применять на иольдиевых глинах конструкции, ускоряющие процесс консолидации глинистой толщи или упрочняющие иольдиевые глины путем их уплотнения весом насыпи (вертикальные дрены, дренажные прорези, временная пригрузка и предварительная консолидация). Неприемлемость таких конструкций обусловлена чрезвычайно низкой водопроницаемостью иольдиевых глин и их слабой способностью к упрочнению при уплотнении, поэтому стимулирование процесса консолидации не в состоянии существенно сократить его продолжительность и повысить прочность глин.
Расчет высоты насыпи
11. Высота насыпи на иольдиевых глинах должна быть не меньше минимальной толщины насыпного слоя по условию воздействия напряжений от временной нагрузки. Минимальную толщину насыпного слоя рассчитывают в соответствии с п. 62 «Методических указаний».
При залегании глин I группы на поверхности минимальную толщину насыпного слоя уменьшают на толщину корки, т.е.
hmin ³ hвр - hк, (9)
где hmin - минимальная высота насыпи на иольдиевых глинах;
hвр - минимальная толщина насыпного слоя;
hк - толщина корки.
12. Высота насыпи на иольдиевых глинах должна быть не меньше минимального возвышения бровки земляного полотна по условиям снегозаносимости и водно-теплового режима (СНиП II-Д.5-72, пп. 5.4 и 5.7).
13. Максимальную допустимую высоту насыпи обычного очертания без специальных мер по обеспечению устойчивости оснований, сложенных иольдиевыми глинами II или III группы, рассчитывают исходя из следующих условий:
(10)
Pдоп = Рстр, (11)
где Pдоп - допустимое давление на основание;
Сс - структурное сцепление глины;
Рстр - предел структурной прочности при компрессионном сжатии;
b - функция проектного очертания насыпи, принимаемая по графику (рис. 5 «Методических указаний»).
14. Если глины выходят на поверхность, максимальную допустимую высоту насыпи обычного очертания определяют по формулам:
(12)
(13)
где g - осредненный объемный вес всей дорожной конструкции (насыпь и дорожная одежда).
В расчет прин
