2. Выбор принципа проектирования земляного полотна на вечномёрзлых грунтах

Для установления принципа проектирования следует руководствоваться таблицей 3.3.

Подзона распространения многолетнемерзлых грунтов устанавливается по карте дорожно-климатического районирования (рис. 3.1). Тип местности по условиям увлажнения устанавливается в соответствии с таблицей 3.4.

По таблице 3.1 устанавливаем, что тип основания по просадочности – III (слабое), так как у суглинка относительное сжатие при оттаивании под нагрузкой составляет .

Также в нашем случае имеем: для г. Якутска – подзона распространения вечномерзлых грунтов – I₂, тип местности по условиям увлажнения – 3 тип, поскольку поверхностный сток не организован вследствие слабохолмистого рельефа местности. Наблюдается избыточное увлажнение грунтов основание (суглинки при оттаивании приобретают мягкопластичную консистенцию).

Таким образом, при проектировании следует выбирать II принцип строительства земляного полотна на вечномерзлом основании, предусматривающий использование талых грунтов в основании при условии не превышения допустимых осадок грунтов основания.

Как известно из решения предыдущей задачи обеспечение надежности земляного полотна обеспечивается определенной высотой насыпи, при которой верхняя граница вечномерзлой толщи грунта сохраняется на определенном уровне и осадка основания насыпи в оттаявшее основание не будет превосходить допустимой величины. Высота насыпи, при которой осадка основания при оттаивании слагающих его грунтов не будет превосходить допускаемых величин, называется оптимальной высотой насыпи . Высота насыпи не должна быть меньше оптимальной. Если по условиям продольного профиля нельзя обеспечить насыпь высотой или более, то производят замену грунта в основании насыпи. Глубина замены и высота надземной части в сумме должны составлять .

Т.е. при строительстве выемки несущая способность основной площадки земляного полотна, как и ее деформативность, обеспечивается путем замены слоя глинистого грунта на дренирующий. При этом возможны два варианта: выемка разделывается под насыпь (рис. 4.1) или на дне выемки заменяется грунт (рис. 4.2). И в том и в другом случае мощность дренирующего грунта не должна быть меньше оптимальной высоты насыпи. Выбор способа устройства выемки определяется на основании технико-экономических расчетов.

Рассмотрим в рамках нашей задачи устройство выемки с разделыванием ее под насыпь, таким образом отметка дна выемки должна быть определена с учетом требуемой высоты слоя дренирующего грунта, равной .

Рис. 4.1 Регулирование верхней границы вечномерзлых грунтов на дне выемки – разделывание выемки под насыпь

Рис. 4.2 Регулирование верхней границы вечномерзлых грунтов на дне выемки – замена грунта на дне выемки

3. Определение допустимых осадок основания земляного полотна

Для установления допустимых остаточных деформаций земляного полотна используем данные таблицы 3 СП 238.1326000.2015. Для линий II категории допустимая полная остаточная деформация основания земляного полотна до реконструкции или капитального ремонта линии составляет 0,40 м, интенсивность осадки основания не более 150 мм/год, расчетная допустимая величина деформации равномерного морозного пучения не более 20 мм, допустимая упругая осадка основания насыпи – не более 2 мм.

С учетом этого главным критерием в данной ситуации является интенсивность осадки, поскольку в данном случае она будет реализовываться за счет оттаивания грунтов основания насыпи. Таким образом за допустимую остаточную деформацию насыпи примем интенсивность осадки и определим оптимальную высоту насыпи, при которой осадка основания не превысит ежегодную допустимую деформацию основания.

Определим оптимальную высоту насыпи, исходя из условия расчетной осадки основания земляного полотна .