Проектирование земляного полотна на слабом основании - Конструкции земляного полотна и дорожной одежды

Исходные данные для расчета (вариант № 9 МУ)

Наименования показателя

Обозначение

Единица измерения

Величина

Ширина насыпи поверху

В

М

15

Крутизна откосов насыпи

1:m

1,5

Проектная высота насыпи по оси дороги

H

М

4

Общая мощность торфа

HТ

М

10

Расстояние от поверхности торфа до уровня грунтовых вод

ZГв

М

0,3

Плотность грунта для возведения насыпи(прил.4)

Г0

Кг/м3

КН/м3
    1600 15,7

Пористость грунта (прил.4)

N

%

38

Характеристики торфа

Влажность

W

%

300-600

Степень разложения

R

%

25-40

Штамповый модуль деформации

EШт

КПа

280

Сцепление в природном залегании

СН

КПа

25

Сцепление при полной консолидации

СК

КПа

100

Угол внутреннего трения в природном залегании

ЦН

Град

12

Угол внутреннего трения при полной консолидации

ЦК

Град

19

Плотность влажного грунта

ГТ

Кг/м3

КН/м3
    1028 10,1

Коэффициент консолидации

СКон

М2/с?10-5

0,40

(зольность "мз"?)

Определение величины осадки

Определение дополнительного слоя грунта эквивалентного нагрузке от автомобиля.

Внешняя нагрузка при расчете заменяется эквивалентным слоем грунта. В соответствие с п. 5.2.3 ГОСТ 52748-2007 "Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения" при расчете осадки насыпи нормативная нагрузка принимается в виде нормативной нагрузки, находящейся в статическом положении. Равномерно распределенную нагрузку вдоль дороги, имитирующую движение колонны транспортным средств, в этом расчете не учитывают.

Нагрузка от транспортных средств приводится к эквивалентному слою грунта земляного полотна.

Толщину эквивалентного слоя грунта НЭ, м. вычисляют по формуле

Где -- число полос движения;

-- ширина земляного полотна, м (дляIIкатегории дороги);

    (по заданию) -- удельный вес грунта, кН/м3. 10К -- нормативная нагрузка АК для расчета осадки насыпи. кН;

D -- база нормативной нагрузки АК, м (для автомобильных дорог база для нормативной нагрузки АК должна быть равна 2,5 м (п. 4.6)).

Согласно ГОСТ 52748-2007 п.4.4 класс нагрузки К для нормативной нагрузки АК следует принимать равным для:

Автомобильных дорог категорий IA, IБ. IB, II -- 11,5:

Автомобильных дорог категорий III и IV -- 10:

Автомобильных дорог категории V.--6;

Эквивалентный слой грунта располагается по всей ширине земляного полотна. Вдоль земляного полотна эквивалентный слой грунта распространяется на неограниченную длину.

Осадка плавающей насыпи определяется по формуле

S=

Где - плотность грунта насыпи с учетом взвешивающего действия воды

= (-10)(1-n) = (27-10)(1-0,38)= 10,54 кН/м3

Расчет осадки насыпи во времени

Время достижения слоем торфа относительной деформации на участке первичной осадки определяют по формуле:

Т = ,

Где КU - коэффициент, величина которого зависит от степени консолидации (0.85);

HТ - расчетный путь фильтрации воды, принимаемый при одностороннем дренировании, равный мощности слоя торфа;

СК - коэффициент консолидации, м2/с.

Т = 246 сут.

Проверка устойчивости основания и выбор конструктивно-технологического решения по возведению насыпи

Степень устойчивости основания устанавливают по величине коэффициента безопасности

КБез = РБез/РРасч,

Где РБез - безопасная предельная нагрузка, обеспечиваемая слабым основанием;

РРасч - расчетная проектная нагрузка, создаваемая насыпью.

Величины РБез и РРасч зависят не только от параметров возводимой насыпи и свойств торфа, но и от режима возведения насыпи. В связи с этим величина КБез устанавливается применительно к двум случаям:

Быстрой (условно мгновенной) отсыпки насыпи -

Медленной в соответствии со скоростью уплотнения и упрочнения торфа при отсыпке насыпи -

Безопасную нагрузку для условий быстрой отсыпки насыпи определяют по формуле

Где - плотность торфа с учетом взвешивающего действия воды, кН/м3 - определяется по формуле

=- 10 = 10,1 - 10 = 0,1;

Z - глубина рассматриваемого горизонта торфа, при которой безопасная нагрузка минимальна. Для упрощения расчетов можно принимать z=НТ;

В - коэффициент, устанавливаемый в зависимости от значении V, Т, ц, где

Т=(В-в)/в;

V=2Н/В;

В - ширина насыпи понизу, равная

В = в + 2 hm;

В - ширина насыпи поверху.

В = 15м, В = 15 + 2 . 4 . 1,5 = 27м

Т = (27 - 15) / 15 = 0,8

V= 2 . 4 / 27 = 0,296

Тогда при Н = 120 =0,38расчетная безопасная нагрузка

Расчетную проектную нагрузку для условий быстрой отсыпки насыпи определяют по формуле

Для случая медленной отсыпки безопасную и расчетную нагрузки определяют по формулам

При К= 190 = 0,36

Выводы:

    1. Тип основания - IIa. 2. Устойчивость при быстрой отсыпке не обеспечена, но обеспечена при медленной отсыпке. 3. При быстрой отсыпке - сдвиг (выдавливание), при медленной - сжатие. 4. Возможно использование торфа в качестве основания при любой отсыпке насыпи (1 тип основания).

Возможные конструктивно-технологические решения земляного полотнаслабых грунтах:

Без выторфовывания, при медленной отсыпке насыпи;

Укладка прослойки из геосинтетического материала;

Частичное выторфовывание;

Вертикальное дренирование (дрены, прорези);

Устройство беспросадочной насыпи на сваях с армогрунтовым ростверком;

Устройство пригрузочных берм;

Посадка насыпи на минеральное дно;

Устройство эстакады.

Похожие статьи




Проектирование земляного полотна на слабом основании - Конструкции земляного полотна и дорожной одежды

Предыдущая | Следующая