Условие задачи и состав исходных данных для решения практической задачи.

Требуется определить глубину замены грунта в основании выемки при следующих исходных данных:

1. Район проектирования – г. Якутск.

2. Поверхностный сток слабоорганизован.

3. Рельеф местности – слабохолмистый.

4. Геологическое строение основания:

Глубина подошвы слоя от поверхности земли, м	Наименование грунта, его характеристика
0,0 – 0,15	Почвенно-растительный покров
от 0,15 м и до вскрытой глубины 12 м	Суглинок легкий с числом пластичности, плотность в талом состоянии, = 1,84 г/см3 суммарная влажность мерзлого грунта, влажность на границе раскатывания, Относительное сжатие при оттаивании под нагрузкой

5. Глубина выемки – 5 м, устраивается на склоне северной экспозиции.

6. Железная дорога II категории по СП 119.13330.2012 «Железные дороги колеи 1520 мм».

7. Количество путей – 1.

8. Местные грунты для строительства - песок средней крупности.

Порядок решения задачи.

1. Назначение конструкции земляного полотна и балластного слоя

В соответствии с таблицей 5.1 СП 119.13330.2012 «Железные дороги колеи 1520 мм» ширина основной площадки земляного полотна железной дороги II категории принимается равной 7,6 м, поскольку в основании выемки залегает глинистый грунт.

В соответствии с п. 5.14 СП 119.13330.2012, а также п. 6.3.1 СП 238.1326000.2015 «Железнодорожный путь» требуется устройство защитного слоя. В соответствии с п. 6.3.2 СП 238.1326000 защитный слой выполняют из специально подобранной щебеночно-песчано-гравийной смеси (ЩПГС) с размером фракций до 40 мм. Ниже подошвы укладки защитного слоя из ЩПГС предусмотрим устройство слоя из привозного песка средней крупности мощность которого должна быть установлена из условия не превышения в период эксплуатации допустимых осадок основания. Т.е. таким образом, мы регулируем положение верхней границы залегания вечномерзлых грунтов, предусматривая наличие слоя талого глинистого грунта под подошвой слоя из песка средней крупности.

Конструкция балластного слоя назначается в соответствии с таблицей 6.1 СП 119.13330.2012.

Рельсы – Р65 новые термоупрочненные, шпалы – железобетонные, в соответствии с примечанием к табл. 6.1 принимаем балластную призму однослойную из щебеночного балласта, поскольку основная площадка выемки будет сформирована из ЩПГС (защитный слой). Толщину щебня под шпалой принимаем в соответствии с СП 238.1326000.2015. Толщина балласта под подошвой железобетонной шпалы – 0,40 м, ширина плеча балластной призмы – 0,45 м, крутизна откосов балластной призмы 1:1,5.

Рассмотрим основание выемки. Основание выемки сложено почвенно-растительным слоем, который при строительстве будет удаляться. Ниже подошвы слоя песка средней крупности при сооружении выемки будет залегать суглинок с суммарной влажностью W_tot = 30 %. Число пластичности суглинка , влажность на границе раскатывания - .

Учитывая исходные данные найдем показатель текучести суглинка в оттаявшем состоянии :

В соответствии с ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» суглинки при оттаивании приобретают мягкопластичную консистенцию.

Классифицируем тип основания, сложенного многолетнемерзлыми грунтами по просадочности. Используем таблицу 3.1 (СП 238.1326000.2015) и таблицу 3.2.

Тогда в соответствии с п. 6.1.11 СП 238.1326000.2015 земляное полотно следует проектировать в индивидуальном порядке, и все конструктивные решения должны быть обоснованы специальными расчетами.

Крутизну откосов выемки определим в рамках решения задачи № 6. На данном этапе сконструируем рабочую зону земляного полотна, в частности определим толщину слоя замены грунта в основании выемки.

Подытожим, в основании выемки производится замена глинистого грунта на дренирующий. Часть этой замены будет сформирована из защитного слоя из ЩПГС, вторая часть из песка средней крупности. Суммарная их мощность должна составлять не менее требуемой глубины замены глинистого грунта. Мощность слоя из ЩПГС и песка средней крупности установим при решении задачи № 5.