УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ АД

Рис. 4.5. Схема для расчета параметров резерва:

а – односкатный при lр < 10 м; б – двускатный при lр > 10 м

При двусторонних резервах, т.е. при Fcp=2Fр, ширина резерва по

Среднюю глубину резерва определяют в соответствии с рис. 4.5. При незначительном уклоне поверхности земли для двускатного профиля резерва принимают h1=h2, т.е. глубину резерва у подошвы внутреннего и внешнего откосов принимают одинаковыми, а глубину резерва по середине вычисляют по формуле

ных) фактический объем требуемого грунта для насыпей Vf следует определять по формуле

где V – объем проектируемой насыпи, вычисленный по рабочим отметкам продольного профиля, м3; k1 – коэффициент относительного уплотнения, равный отношению

где ρтр – требуемая плотность грунта в насыпи, г/см3, ρр – плотность грунта в резерве (карьере), г/см3.

Ориентировочное значение k1 в зависимости от требующейся плотности (назначенного коэффициента уплотнения) может быть принято по прил.2 табл.7.

4.3. ПРИМЕР ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Задание: назначить типовые конструкции земляного полотна на каждом характерном участке дороги III категории; выполнить индивидуальную привязку типовых конструкций к условиям на местности; определить площади поперечных сечений насыпей, выемок и других элементов земляного полотна.

Исходные данные

Поперечные размеры земляного полотна и прочие нормативные параметры установить по СНиП 2.05.02–85.

Отметки по оси трассы, разведочные геологические характеристики грунта и другую информацию принять по продольному профилю прил. 9 и ранее принятым проектным решениям.

4.3.1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Последовательность решения

1. Устанавливаем по СНиП [4] нормы проектирования земляного полотна в поперечном профиле.

Дорога III категории; II ДКЗ

122

2.По продольному профилю и топографической карте (см. рис. 2.1) устанавливаем следующую информацию, необходимую для выбора типовой конструкции:

– трасса проходит в нестесненных условиях по землям, не отнесенным к категории ценных;

– местность относится к 1–му типу по увлажнению (кроме участков пересечения логов);

– на участке ПК0 – ПК36+00 направление склона справа налево

всторону р.Реж. После ПК36+00 и до конца трассы уклон естественного склона меняется на обратный (верховая сторона слева от оси трассы);

– крутизна естественного склона не превышает 1:10 на всем протяжении трассы;

– грунты суглинки легкие; в логах – песок мелкий.

3.Устанавливаем степень пригодности суглинка легкого для устройства рабочего слоя земляного полотна: согласно классификации СНиП 2.05.02–85 средняя величина относительного морозного пучения для суглинков легких на местности 1–го типа составляет 2 – 4% (прил. 2, табл. 5). Это означает, что в данном случае суглинок легкий относится ко II группе грунтов по степени пучинистости – слабопучинистые (прил. 2, табл. 3 и 4). Такие грунты используются в рабочем слое земляного полотна на местности 1–го типа без ограничений. Поэтому принимаем решение: для отсыпки насыпи использовать местный грунт – суглинок легкий. Для этой цели назначаем с верховой стороны притрассовый резерв.

На подходе к логам и в местах сопряжений с водопропускными трубами насыпи проектируем из грунта сосредоточенных резервов с коэффициентом фильтрации грунтов Кф≥0,5 м/сут.

4.В зависимости от условий на местности выделяем характерные участки и обозначаем их границы в соответствующих графах сетки продольного профиля. Основные признаки при выделении характерных участков следующие: положение проектной линии (насыпи, выемка), крутизна естественного склона, тип грунта, величина рабочей отметки.

5.Ориентируясь на указанные основные признаки и условия на местности, а также учитывая требования строительных норм и руководствуясь типовыми решениями «Союздорпроекта» [18], назначаем следующие типовые конструкции земляного полотна:

123

Тип 1 (рис. 4.6) назначаем на участках дороги: ПК0 – ПК16+49;

ПК20+31 – ПК21+05; ПК22+50 – ПК23+75; ПК27+44 – ПК28+50;

ПК29+50 – ПК47+62. Данные участки характеризуются следующими общими признаками: размещаются на неплодородных землях в нестесненных условиях; высота насыпи Н≤3 м; грунты пригодны для устройства земляного полотна; уклон естественного склона не более 1:30, т.е. насыпь можно отсыпать из боковых резервов, расположенных с верховой стороны.

Тип 10 (рис. 4.7) принимаем на участках глубоких выемок. Внешние откосы выемок глубиной от 1 до 5 м должны быть по возможности крутыми 1:2–1:1,5.

Внутренние откосы кюветов принимают более пологими (допускается уполаживать до 1:3–1:4).

На начальных участках глубоких выемок на расстоянии до глубины выемки 1 м назначаем конструкцию земляного полотна типа 7А

(рис. 4.8).

Тип 7А – раскрытая выемка с крутизной внешних откосов от 1:5 до 1:10 (в целях предохранения от снежных заносов). Внутренние откосы мелких выемок можно назначать более крутыми 1:4 –1:3.

Земляное полотно типов 10 и 7А проектируем на участках ПК16+49 – ПК20+31; ПК23+75 – ПК27+44.

Тип 4 назначаем на участках пересечения логов, где высота насыпи Н>6 м. Земляное полотно проектируем из дренирующего грунта сосредоточенного резерва (песок средней крупности). Откосы насыпи должны быть переменной крутизны: в верхней части более крутые, чем в нижней (рис. 4.12).

4.3.2. ПРИВЯЗКА ТИПОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА К УСЛОВИЯМ ПК15

Исходные данные: конструкция земляного полотна типа 1 представлена на рис. 4.6. Фактические условия на местности изло-

жены в п. 4.3.1.

Чтобы выполнить привязку конструкции к ПК15, вносим следующие уточнения и коррективы к типовому решению, представленному на рис. 4.6:

124

125

126

– резерв назначаем только с одной (верховой) стороны;

127

– внутренние откосы резервов и откосы насыпи проектируем одинаковой крутизны и по возможности пологими (для безопасного съезда в аварийной ситуации), принимая коэффициенты крутизны m=n=4;

– учитывая, что после окончания строительства дороги боковые резервы подлежат рекультивации, внешние откосы резервов проектируем не круче 1:4–1:6.

Определение ширины резерва на участке ПК0 – ПК16+49

Ширину резерва на данном участке определяем, предварительно вычислив среднюю площадь сечения насыпи Fн для следующих ее размеров: В=12 м; в=7,0 м; c'=0,5 м; hу=0 (обочины неукрепленные). Толщину дорожной одежды принимаем согласно расчетам на прочность (п. 5.3.1) h д.о =0,53 м. Среднюю рабочую отметку на участке ПК0 – ПК16+49 определяем как среднеарифметическую величину на данном участке:

По формуле (4.8) находим Fср:

Fн = 12·1,49+4·1,492–(7+2·0,5) 0,53=22,5 м2.

Назначаем максимальную глубину резерва hр=1,5 м и определяем его ширину по низу по формуле (4.10) при условии, что коэффициенты крутизны внутреннего и внешнего откосов резерва равны m=n=4.

l p 22,51,5 (4 4) 1,52 9м.

Расчетная ширина резерва lр< 10 м, поэтому уклон дна назначаем односкатным в сторону от земляного полотна и принимаем для дальнейших расчетов lр=10 м.

Ширину резерва по верху l'р определяем по формуле (4.13), приняв глубину резерва у подошвы внутреннего и внешнего откосов одинаковой h1=h2=1,5 м, поскольку уклон поверхности земли незначительный:

l'р =10+4·1,5+4·1,5=22 м.

Привязка поперечного профиля земляного полотна

После вычисления размеров резерва приступаем к вычерчиванию индивидуального поперечного профиля и вычислению площади сечений насыпи, резерва и срезки ПРГ. Последовательность решения задачи принимаем следующую.

128

1.Уточняем исходные данные по ранее принятым проектным решениям и чертежам:

– отметка земли по оси дороги на ПК15+00 равна 205,05;

– проектная отметка по оси равна 207,82;

– уклон естественного склона на ПК15+00 iск=0,033 (определяем по карте рис. 2.1);

– толщина срезки почвенно-растительного грунта (ПРГ) 0,2 м.

2.Наносим линию поверхности земли (сплошной тонкой линией) и вносим в соответствующую графу сетки поперечного профиля фактические данные (отметки, расстояния). Обозначаем на чертеже подошвы слоев и тип грунта, влажность, консистенцию грунта и прочие разведочные геологические данные.

3.Ориентируясь на типовую конструкцию рис. 4.6, вычерчиваем контур проектируемого земляного полотна и линии ординат от точек перелома проектной линии (сплошной толстой основной линией); обозначаем контур срезки плодородного слоя грунта, крутизну откосов насыпи и резерва (рис. 4.9).

4.Вычисляем проектные отметки в зависимости от назначенных проектных уклонов и поперечных размеров земляного полотна; затем определяем заложение откосов. При высоте откоса Н=207,82–204,85=2,97 м заложение низового откоса без учета уклона

естественного склона равно: m Н=4 2,97 =11,9 м.

Аналогично определяем заложение откосов резерва и записываем в соответствующей графе рис. 4.9.

5. Определяем площади поперечных сечений насыпи Fн, резерва Fр и срезки ПРГ Fср как сумму площадей геометрических фигур: площадь насыпи (без поправки на дорожную одежду)

Fн 12 2,97 4 2,972 0,02 122 4 71,64 м2,

Fp 10 1,5 4 1,52 24 м2,

Fcp 0,2(11,9 12 10,3 5,2 10 6) 11,08 м2.

Полученные значения площадей записываем над боковиком поперечного профиля.

Привязку типовых конструкций, запроектированных для других участков дороги (тип 10, тип 7–А и тип 4), выполняем аналогично и в той же последовательности, поэтому подробное решение здесь не приводится. Чертежи с индивидуальной привязкой поперечных профилей к ПК17, ПК25, и ПК29 представлены соответственно на рис.

4.10, 4.11, 4.12.

129

130