3.5. Конструкция земляного полотна с вертикальными дренами

пособ устройства земляного полотна из переувлажненных грунтов с вертикальными дренами учитывает опыт проектных и строительных организаций. Он предназначен для ускорения процесса осушения и консолидации насыпей из грунтов с повышенной влажностью или переувлажнённых грунтов.

Рекомендац могут быть использованы при проектировании и строительстве дорог III и IV технических категорий в условиях II и III дорожно-кл мат ческ х зон.

ного грунта земляного полотна (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Схема работы вертикальных дрен в земляном полотне: 1 –верхний песчаный слой; 2 – осушаемый грунт; 3 – нижний дренирующий слой; 4 – кольцевая дрена; 5 – сплошная

дрена; 6 – направление миграции влаги из грунта

ДВлага из грунта мигрирует к вертикальным дренам и инфильтруется в нижний дренирующий слой, откуда отводится за пределы земляного полотна благодаря поперечному уклону. Верхний песчаный слой выполняет функции дренирования слоёв дорожной одежды и предохраняет земляное полотно

от увлажнения атмосферными осадками. И Вертикальные дрены могут устраиваться сплошного и кольцево-

го сечения с целью экономии дренирующего материала. Кольцевые дрены отличаются от сплошных наличием в центре тела дрены грунтового сердечника, образующегося при выбуривании специальным оборудованием. Диаметр вертикальных песчаных дрен D следует принимать равным 0,4 – 0,6 м (d = 0,5D), что обусловлено возможностью использования выпускаемого промышленного оборудования.

Для засыпки вертикальных дрен рекомендуется использовать однородный мелкий или средний песок с начальной влажностью не более 1–3% и коэффициентом фильтрации не менее 0,5 м/сут в уплотнённом состоянии.

90

Ориентировочная толщина горизонтальных песчаных прослоек по условию поглощения воды из грунтов повышенной влажности, а также с учётом проходимости по ним построечного транспорта назначается по табл. 3.9.

Пр мечан я: 1. Над чертой даны значения для гусеничных и лёгких колесных катков, под чертой – для тяжёлых колёсных массой более 6 – 7 т. 2. При переувлажненных грунтах (KW = 1,6 – 1,8) толщину прослойки устанавливают опытным путём.

Для ускорения процесса осушения грунта с повышенной влажностью или переувлажненного за счёт устройства горизонтальных дренирующих прослоек их следует чередовать со слоями переувлажненных грунтов. Ориентировочные толщины дренирующих прослоек

Время осушения земляного полотна зависит от физикомеханических свойств используемого переувлажненного грунта геометрических параметров насыпи и расстояния между вертикальными дренами.

91

При конструировании земляного полотна из грунтов повышенной влажности с вертикальными песчаными дренами наряду с определением геометрических характеристик (высота насыпи, крутизна откосов, уклоны поверхности земляного полотна, очертания и размеры боковых водоотводных канав и берм) устанавливают места расположения в теле насыпи вертикальных дрен и горизонтальных дренирующих слоёв, размеры дрен и расстояния между ними. При этом учитывают степень влажности и физико-механические свойства грун-

Рис. 3.16. Конструкция земляного полотна с вертикальными дренами в виде сплошных цилиндров (а) или цилиндрических труб (б): 1 – верхний дренирую-

При высоте насыпи до 1,5 м устройство земляного полотна из переувлажненных связных грунтов обеспечивается укладкой верхнего и нижнего слоёв из дренирующих грунтовИ, поэтому вертикальные

песчаные дрены не устраиваются.

На дорогах с двумя полосами движения вертикальные дрены устраивают под крайними полосами наката и вблизи оси дороги по трем продольным рядам в шахматном порядке (рис. 3.17).

Высота дрен зависит от высоты насыпи, толщины дорожной одежды и нижнего дренирующего слоя.

Расстояние между дренами в насыпи из связных грунтов обычно принимают 2 – 3 м. Оптимальное расстояние следует устанавливать расчётом на основе технико-экономического анализа конкурентоспособных вариантов.

92

Рис. 3.17. Схема расположения вертикальных дрен в земляном полотне двухполосной дороги

из верт кальных дрен в нижний гор зонтальный дренирующ й слой по-

следний должен меть толщину h hкап (hкап – высота капиллярного поднят я дрен рующем материале), но не менее 0,5 м, попе-

нами при высоте насыпи 2 – 6 м и верхней части насыпи при высоте более 6 м про сход т лагодаря эффекту смачивания и возможности оттока воды в горизонтальные дренирующие слои. Осушение нижней части насыпи (при Н > > 6 м) происходит благодаря наличию гори-

вертикальные песчаные дрены целесообразно устраивать в верхней

части насыпи на глубину до 3 – 4 м с обеспечением стока воды из И

дрен в горизонтальную дренирующую прослойку. Земляное полотно при этом сооружают слоями. Толщина слоя осушаемого грунта не должна превышать 3 – 4 м.

При назначении вертикальных песчаных дрен следует учитывать, что начальная влажность грунта существенно влияет на интен-

сивность его осушения. Наиболее эффективно работают вертикальные песчаные дрены при влажности связного грунта с коэффициентом увлажнения 1,2 – 1,6.

Следует учитывать, что при коэффициенте увлажнения, равном и более 1,4, весьма затруднительно производить окончательное уплотнение грунта в процессе возведения земляного полотна, что не позволяет сразу после его сооружения устраивать дорожную одежду.

93

Необходимо сделать технологический перерыв, в течение которого грунт осушается вертикальными песчаными дренами до допустимого значения влажности.

Оптимальную продолжительность технологического перерыва определяют по номограмме или формуле [6]:

технологическом перерыве.

Рис. 3.18. Номограмма для определения продолжительности технологического перерыва для осушения земляного полотна вертикальными песчаными дренами: цифры на кривых – половина расстояния между вертикальными дренами

t, сут

94