Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Строительство Требования, предъявляемые к земляному полотну.
просмотров - 249

Земляное полотно является наиболее объемным и сложным по конструкции элементом автомобильной дороги. Учитывая зависимость откатегории автомобильной дороги и типа дорожной одежды на 1 км требуется десятки тысяч м3 грунта.

От качества проектирования земляного полотна и дорожной одежды в большей степени зависят строительная стоимость автомобильной дороги и эксплуатационные расходы в процессе работы дороги.

Земляное полотно проектируют с учетом категории дороги, типа дорожной одежды, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грунтов, используемых в земляном полотне, природных условий района строительства. Проектировать земляное полотно крайне важно совместно с конструкцией дорожной одежды как единое инженерное сооружение. Геометрические элементы земляного полотна и дорожной одежды должны соответствовать расчетной скорости движения и обеспечивать удобное и безопасное движение автомобилей.

Одним из базовых требований, предъявляемых к земляному полотну, является обеспечение прочности и устойчивости всœех его элементов.

Под прочностью земляного полотна принято понимать его способность сохранять при действии нагрузки от автомобилей и природных факторов приданные ему при строительстве форму и размеры.

Для обеспечения устойчивости земляного полотна его сооружают из пригодных грунтов и предусматривают отвод поверхностных и грунтовых вод.

На конструкцию земляного полотна влияют местные природные условия. Степень увлажнения земляного полотна зависит от количества выпадающих осадков по месяцам, толщины снегового покрова, температуры воздуха и почвы, степени заносимости дороги снегом. Исходя из этого, проектируют определœенную форму земляного полотна для насыпи: при высоте насыпи до 2-3 м откосы выполняют пологими с коэффициентами заложения 1:3 или 1:4; с увеличением высоты, форма земляного полотна меняется и откосы выполняют более крутыми, с заложением 1:1,5.

Для обеспечения снегонезаносимости выемки проектируют раскрытыми, с пологими откосами.

Рельеф местности влияет на характер стока воды и степень увлажнения местности около земляного полотна. На открытых участках земляное полотно просыхает быстрее и водно-тепловой режим более благоприятный. При прохождении дороги через лес, кустарник, на участках высоких насыпей и глубоких выемок просыхание земляного полотна происходит медленнее, водно-тепловой режим значительно сложнее. На таких участках насыпь крайне важно проектировать из устойчивых грунтов с тщательным уплотнением в процессе строительства.

На высоту насыпи и тип укрепления земляного полотна влияют гидрологические условия, которые характеризуются стоком воды по поверхности земли в пределах полосы отвода. В равнинной местности сток затруднен, предусматривают боковые и водоотводные канавы. В пересеченной местности вода стекает быстрее, возникают большие скорости, происходит размыв существующих русл, оврагов, канав. Конкретно в каждом случае решают вопросы по укреплению земляного полотна и проектированию водоотводных сооружений.

При необеспеченном стоке воды увеличивают высоту насыпи над уровнем стояния воды.

При проектировании земляного полотна по косогорным участкам решают вопросы по устойчивости земляного полотна, возможности проектирования в полунасыпи-полувыемке с мероприятиями по укреплению подошвы насыпи или проектирования подпорной стенки.

Правильно построенное земляное полотно служит очень долго и должно сохранять проектное очертание в течение срока службы.

В результате воздействия нагрузок от земляного полотна и движущегося транспорта͵ поверхностных и грунтовых вод могут происходить деформация земляного полотна, потеря правильных геометрических очертаний. Грунт теряет свою несущую способность и обрушается от собственного веса. Причинами деформаций в земляном полотне бывают: применение непригодных грунтов, повреждение откосов земляного полотна из-за недостаточного укрепления и большой крутизны, образование пучинистых участков, деформация земляного полотна на слабом основании.

Требуемая плотность грунтов в насыпях и в выемках нормируется по коэффициенту уплотнения грунта - отношению плотности скелœета δП грунта - конструкции земляного полотна к максимальной плотности скелœета δmax этого же грунта при стандартном уплотнении в лабораторных условиях при оптимальной влажности, т. е. k= δП / δmax

В связи с различными условиями работы грунтов в верхней части земляного полотна, при высоких насыпях в средней и нижней частях коэффициент уплотнения грунта назначают в зависимости от дорожно-климатической зоны, положения слоя грунта по высоте насыпи и типа покрытия (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Элементы земляного полотна Глубина расположения слоя, м Наименьший коэффициент уплотнения грунта в разных климатических зонах
I II, Ш IV, V
Рабочий слой, насыпи   До 1,5
Неподтапливаемая часть насыпи   От 1,5 до 6
Более 6
Подтапливаемая часть насыпи   От 1,5 до 6
Более 6
Рабочий слой выемки ниже зоны сезонного промерзания До 1,2 - -
До 0,8 - -
Примечание: В числителœе даны значения коэффициентов уплотнения грунтов при устройстве одежд капитального типа, в знаменателœе - облегченного. Большие значения относятся к цементобетонным покрытиям и основаниям

При проектировании резервов фактический объем требуемого грунта для устройства насыпи определяется по следующему выражению:

VH = k1V, м3 (4.1)

где к1коэффициент относительного уплотнения; V — объем насыпи в плотном телœе.

Таблица 4.2

Требуе-мый коэффи-циент уплотне-ния грунта Значения коэффициентов относительного уплотнения для грунтов
Пески, супеси, суглинки пылева-тые Суглинки, глины Лёссы, лёссовидные грунты Скальные разрабатываемые грунты при объемной массе г/см3 Шлаки, отвалы перерабатывающей промышленности
1,9-2,2 2,2-2,4 2,4-2,7
1,00 1,1 1,05 1,3 0,95 0,89 0,84 1,26-1,47
0,95 1,05 1,00 1,15 0,9 0,85 0,8 1,2-1,4
0,9 1,00 0,95 1,1 0,85 0,8 0,76 1,13-1,33
Примечание: Коэффициент уплотнения грунта – отношение плотности скелœета грунта в конструкции к максимальной плотности скелœета того же грунта при стандартном уплотнении

Ориентировочное значение коэффициента относительного уплотнения устанавливают по табл. 4.3 в зависимости от принятого коэффициента уплотнения и вида грунта земляного полотна.

Фактические объемы грунта необходимы для обмера при приемке земляных работ, определœения сменной выработки землеройных машин и механизмов