Приложение 2 Обязательное указания по расчетам и конструированию земляного полотна

1. При индивидуальном проектировании земляного полотна оптимизация размеров и типов конструктивных элементов, обеспечиваю­щих прочность основной площадки, устойчи­вость откосов, допустимые размеры осадок, сохранение заданной геометрии сооружения, производится на основании расчетов и выбира­ется на основании сравнения альтернативных строительных и эксплуатационных мероприятий по их обеспечению.

Таблица П.2.1

_____________

* Для насыпей из однородных песков.

** На участках с сильно пересеченным рельефом, на участках периодического подтопления насыпей, а также в пределах участков длиной до 100 м на подходах к мостам.

Методы расчетов принимаются по данным опыта проектирования и рекомендаций науч­ных исследований. Строительные и эксплуата­ционные мероприятия назначаются по ведом­ственным нормативным документам и методи­ческим рекомендациям и могут включать тех­нические (армирование, укрепление грунтов, защитные элементы) и технологические решения (регламенты отсыпки и разработки грунтов, уплотнение, сезонность работ).

2. Требования к уплотнению грунтов. Требуемую в земляном полотне для пес­чаных и глинистых грунтов плотность сухого грунта следует определять по формуле:

где r_{d max} — максимальная плотность сухого грунта, г/см³, определяемая по методу стандартного уплотнения (ГОСТ 22733—77); k — минимальный коэффициент уплотнения, принимаемый по табл. П. 2.1.

При этом необходимо проверять пригод­ность грунта карьера (резерва) по условиям его влажности.

Для скоростных и особогрузонапряженных линий коэффициент уплотнения назначается для верхнего полуметрового слоя под основ­ной площадкой 1,03, для нижележащих 0,98—1,0.

Уменьшение коэффициента уплотнения по сравнению с нормами, приведенными в табли­це, допускается а случаях невозможности или нецелесообразности их достижения (при нали­тое малой влажности в засушливых зонах).

3. Расчет устойчивости земляного полотна. Оценку общей устойчивости земляного по­лотна (насыпей и откосов выемок) рекоменду­ется осуществлять по первому предельному состоянию — несущей способности (по услови­ям предельного равновесия).

Устойчивость откосов должна быть прове­рена по возможным поверхностям сдвига (круглоцилиндрической или по другим, в том числе ломаным поверхностям) с нахождением наиболее опасной призмы обрушения, характе­ризуемой минимальным отношением обоб­щенных предельных реактивных сил сопротив­ления к активным сдвигающим силам.

Критерием устойчивости земляных масси­вов является соблюдение (для наиболее опас­ной призмы обрушения) неравенства:

(2.1.)

где g ~ коэффициент сочетания нагрузок, учитывающий уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок; Т — расчетное значение обобщенной активной сдвигающей силы; g_с — коэффициент условий работы; g_п — коэффициент надежности по на­значению сооружения (коэффициент ответственности со­оружения); R — расчетное значение обобщенной силы предельного сопротивления сдвигу, определенное с учетом коэффициента надежности по грунтам g_g (коэффици­ента безопасности по грунтам).

Расчетные значения Т и R определяются с учетом коэффициента надежности по нагрузке g_f (коэффициента перегрузки). Учет коэффи­циента надежности по нагрузке осуществляет­ся путем умножения на него всех действую­щих сил (в том числе веса призмы обрушения или ее отсеков). Сейсмические нагрузки сле­дует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке g_f, равным единице.

Значение коэффициента g_f принимается при расчете устойчивости откосов выемок равным 1,1, а при расчете устойчивости насыпей 1,15.

В тех случаях, когда ухудшение устойчиво­сти может произойти за счет уменьшения дей­ствующих сил, следует принимать g_f = 0,9.

Значения коэффициента надежности по грунтам g_g устанавливаются в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01—83, а также ГОСТ 20522—75.

Учет коэффициента надежности по грунтам осуществляется путем деления нормативных значений прочностных характеристик грунтов (удельного сцепления, угла внутреннего тре­ния) на величину коэффициента надежности, устанавливаемую в зависимости от изменчиво­сти этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности а, прини­маемой равной 0,95.

Численные значения коэффициентов g_п, g_fс, g_с приведены в таблицах П.2.2—П.2.4.

При поиске наиболее опасной призмы об­рушения за критерий устойчивости может быть принят коэффициент устойчивости

(2.2.)

Полученные расчетом значения коэффици­ента устойчивости при соответствующем соче­тании нагрузок не должны превышать величи­ны (g_n g_fc)/g_c более чем на 10 % и должны быть не менее 1,05*.

_____________

* При расчетах насыпей, сооружаемых из мелких и пылеватых песков и супесей с высоким уровнем динамического воздействия (скорости более 120 км/ч, 8-ми осный подвижной состав) величина K_s должна быть не ме­нее 1,25.

Таблица П.2.2.

Таблица П.2.3

Таблица П.2.4

Для оценки воздействия землетрясений в районах с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов, расчеты устойчивости откосов следует выполнять по выражению (2.1) с учетом вели­чины сейсмической силы, прикладываемой к призме обрушения (или ее отсекам), опреде­ляемой по выражению:

(2.3.)

где K_c — коэффициент сейсмичности (равный 0,025; 0,05; 0,10 соответственно для интенсивности расчетного сейсмического воздействия 7, 8 и 9 баллов); G — вес призмы обрушения (или ее отсеков) с учетом влияния коэффициента надежности по нагрузке.

Угол наклона вектора сейсмической силы к горизонту принимается наиневыгоднейшим для устойчивости — обычно параллельно поверх­ности смещения призмы (или ее отсеков).

Устойчивость откосов можно считать обес­печенной, если условия, определяемые фор­мулой (2.1), удовлетворяются, в противном случае принимается решение о перепроекти­ровке очертаний земляного полотна, устройст­ве берм, контрбанкетов и т. д. либо о стратегии восстановления его при землетрясении.