Специальная часть

НАСЫПЬ – грунтовое линейное сооружение, возводимое на трассе дороги обычно в понижениях рельефа, на подходах к мостам и путепроводам и обеспечивающее размещение верхнего строения пути на заданном уровне над поверхностью земли (см. рис. 10). Основные элементы насыпи: центральная несущая часть (ядро), основная площадка, предназначенная для укладки верхнего строения; откосные части; основание; укрепительные и защитные сооружения и устройства.

Рис. 10. Типовой поперечный профиль насыпи: 1 – основная площадка; 2 – сливная призма;

3 – бровка земляного полотна; 4 – засыпка пазухи; 5 – продольный водоотвод

Насыпи возводят обычно из однородного местного или привозного грунта (скального, песчаного, глинистого и др.), получаемого при разработке выемок, из путевых резервов или карьеров. Пригодность грунта для насыпи определяемая при проектировании пути, зависит: от естественного состояния грунта, способов производства строительных работ, высоты насыпи, устойчивости ее основания, длительности подтопления и т. п. Конструктивные особенности насыпи (способ подготовки основания, крутизна откосов, наличие берм и их размеры, способы укрепления и защиты и т. д.), а также степень уплотнения грунта зависят от плана и профиля линии, категории железных дорог, местных природных условий, свойств используемых материалов.

В обычных условиях насыпи сооружают из обыкновенных грунтов высотой до 12 м (из слабовыветривающихся скальных пород – до 20 м) на устойчивых некосогорных основаниях по типовым поперечным профилям; в сложных, но широко распространенных в данном регионе условиях (заболоченные территории, песчаные пустыни и др.) применяют групповые решения (общие для группы идентичных объектов); и индивидуальные конструкции для частных случаев (высокие насыпи, крутые косогоры, поймы рек, пересечения глубоких болот и т. п.).

 

Рис. 11. Групповой поперечный профиль насыпи до 12 м из мелких и пылеватых песков,

глинистых, крупнообломочных с глинистым заполнителем грунтов и раздробленных,

скальных выветренных пород: b – ширина основной площадки

Ширина насыпи по верху зависит от числа путей, ширины междупутий, плана линии (радиуса кривой), скоростей движения поездов, материала, используемого для ее возведения, категории железнодорожной линии и обычно равна нормируемой ширине основной площадки земляного полотна. Крутизна откосов насыпей высотой до 6 м из глинистых и других распространенных грунтов составляет, как правило, 1:1,5 и уменьшается до 1:1,75 в нижней части (для насыпей высотой до 12 м). В сложных условиях (слабые грунты, длительное подтопление и т. д.) откосы насыпи делают более пологими или устраивают бермы.

Таблица 2

 

Параметры откосов насыпи

 

Вид используемых грунтов	Крутизна откосов при высоте насыпи
	до 6 м	до 12 м
		в верхней части высотой 6 м		в нижней части от 6 до 12 м
Раздробленные скальные слабовыветривающиеся и выветривающиеся, крупнообломочные и крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые крупные и средней крупности, металлургические шлаки	1:1,5	1:1,5		1:1,5
Пески мелкие и пылеватые, глинистые грунты (в том числе лессовидные) твердой и полутвердой консистенции, крупнообломочные с глинистым заполнителем такой же консистенции, раздробленные скальные легковыветривающиеся*	1:1,5	1:1,5		1:1,75
Глинистые грунты тугопластичной консистенции и крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем такой же консистенции*	1:2	По индивидуальному проекту
Глинистые и пылеватые грунты (в том числе лессовидные) в районах избыточного увлажнения***, а также пески однородные, мелкие и пылеватые*	1:1,75	1:1,75	1:2
Пески мелкие барханные в районах с засушливым климатом	1:2	1:2	1:2

 

В отдельных случаях для уменьшения объема сооружения и площади основания, повышения устойчивости или несущей способности насыпи ее возводят полностью или частично из более прочных привозных материалов (например, упорные каменные призмы на косогорах, подпорные стены вместо откосной части насыпи). Для этих же целей применяют упрочняющие (армирующие) прокладки в теле насыпи, синтетические текстильные материалы в ее основании, гидроизоляционные пленки в периферийных слоях и другие материалы

Для укрепления поверхности откосов незатопляемых насыпей проводят травосеяние, при постоянном или временном подтоплении устраивают защитные сооружения. Вдоль насыпи с нагорной стороны сооружают водоотводную канаву для защиты основания и откоса от переувлажнения и размыва. Нередко в качестве канавы используют путевые резервы; в необходимых случаях (на крутых косогорах, при пересеченной местности и т. п.) прибегают к сложной системе поверхностных водоотводов, включающей лотки, быстротоки, перепады с гасителями энергии потоков и т. д. В теле насыпи часто размещают водопропускные трубы или другие искусственные сооружения.

НУЛЕВОЕ МЕСТО – участок земляного полотна, рабочие отметки которого равны нулю; обычно это место перехода от выемки к насыпи и наоборот. К нулевым местам относятся так же переходные участки земляного полотна от полунасыпи или насыпи с высотой одного из откосов до 1 м к выемкам или полувыемкам с высотой их откосов до 1 м. Балластная призма такого участка уложена на естественное основание, водоотводами служат кюветы. Нулевые места подвержены размывам и затоплениям весенними и ливневыми водами, снежным и песчаным заносам, вследствие чего их протяженность стремятся сделать минимальной (практически она составляет несколько метров).

ОСНОВАНИЕ НАСЫПИ – полоса на поверхности земли, предназначенная для возведения насыпи, а также слой (или несколько слоев) ниже границы насыпных грунтов, воспринимающие нагрузку от грунта насыпи, железнодорожного пути и подвижного состава. Ширина основания насыпи – от подошвы одного откоса до подошвы другого; глубина несколько метров. Основания насыпей разделяют на:

– горизонтальные (поперечным уклоном до 0,1) и косогорные (с односторонним наклоном поверхности земли; более 0,1 м, на значительном протяжении);

– прочные, недостаточно прочные и слабые (затопляемые, оторфованные, засоленные, на неустойчивых косогорах, имеющие выходы грунтовых вод, на болотах, илах, переувлажненных грунтах и т. п.);

– сухие, сырые и мокрые (в зависимости от влажности и смачиваемости грунтов).

В горной местности основанием насыпи могут служить дно или берег водотока, неустойчивые отложения на склонах. Прочные основания перед возведением насыпи в ряде случаев требуют подготовки: при высоте насыпи до 1 м с поверхности удаляют растительный дерновой покров; при высоте более 1 м на косогорах с уклонами 1:10–1:5 грунт рыхлят (вспахивают); на косогорах с уклонами 1:5-1:3 устраивают уступы шириной 1–4 м и высотой до 2 м в пределах основания насыпи независимо от ее высоты.

Рис. 12. Насыпь на косогоре

Верху уступов придают поперечный уклон 0,01–0,02 в низовую сторону, стенки уступов могут быть вертикальные при их высоте до 1 м, а при высоте до 2 м с наклоном около 1:0,5. Подготовка основания не предусматривается для насыпей на косогорах сложенных дренирующими необводненными грунтами и не имеющих растительного покрова.

Способы подготовки оснований насыпей на болотах зависят от типов болот, уклона дна, отсыпаемых грунтов, проектной высоты насыпи, числа путей, категории дороги. Перед возведением насыпей высотой до 2 м на болоте глубиной до 2 м болотные отложения устойчивой консистенции удаляют до дна. При больших глубинах болот отложения удаляют частично, обеспечивая нормируемую толщину отсыпаемого слоя. На болотах, заполненных водой, разжиженным илом и т.п., насыпи опускают на дно из минеральных пород; дно с уклоном более 1:10 выравнивают. Засоленные грунты основания насыпи защищают от переувлажнения или удаляют на расчетную глубину. Грунтовые воды, залегающие на небольшой глубине, «перехватывают» или их уровень понижают, изливающиеся воды (ключи) собирают (каптируют) и отводят.

Повышение стабильности слабых оснований построенных насыпей достигают устройством пригрузочных берм, уположением откосов, осушением территории, ускорением стабилизации слабых слоев песчаными сваями-дренами.

ОСНОВНАЯ ПЛОЩАДКА земляного полотна это верхняя спланированная вдоль железнодорожного пути поверхность земляного полотна, предназначенная для размещения на ней балластной призмы. Характеризуется шириной (В), которая зависит от категории линии, числа главных путей, вида грунт. При строительстве новых железнодорожных путей на прямых участках пути в пределах перегонов ширина земляного полотна (в уровне основной площадки) принимается по нормам, приведенным в табл. 3.

Таблица 3