Крутизна откоса выемки характеризуется

Основные положения и порядок выполнения

По заданной рабочей отметке, количеству главных путей выбирается поперечный профиль:

• выемка глубиной до 12 м, однопутная железнодорожная линия (рис. 2.1);

• выемка глубиной до 12 м при поперечном уклоне местности не круче 1:3, двухпутная железнодорожная линия (рис. 2.2); выемка на косогорах (рис. 2.3).

Табл. 2.2. Вид грунта

Слева и справа от основной площадки строятся кюветы, которые имеют глубину 0,6 м, ширину по дну 0,4 м. Крутизну откосов кюветов с полевой стороны назначают равной крутизне откосов выемки, а со стороны пути – 1:1,5. Продольный уклон дна не менее 0,002.

С внешней стороны границы кюветов, выдерживая необходимые величины крутизны, вычерчиваются откосы выемки в одну и затем в другую стороны. Откосы имеют в зависимости от рода грунта и глубины выемки различную крутизну от 1:0,1 до 1:2 (табл. 2.3).

С нагорной стороны строится банкет и забанкетная канава. Банкет отсыпается высотой не более 0,6 м на расстоянии не менее 1,0 м от бровки откоса выемки. Поверхности банкета придают уклон 0,02…0,04 в сторону забанкетной канавы. Банкет отводит атмосферную воду в забанкетную канаву, глубина которой принимается не менее 0,3 м, с продольным уклоном не менее 0,005. При поперечном уклоне местности круче 1:5 банкет не устраивают, но укрепляют откосы выемки.

Рис. 2.1. Выемка глубиной до 12 м

Рис. 2.2. Выемка глубиной до 12 м с шириной основной площадки 11,7 м

при поперечном уклоне местности не круче 1:3

Табл. 2.3. Крутизна откосов выемок

Рис. 2.3. Выемка на косогорах

На расстоянии не менее 0,5 м от забанкетной канавы и не менее 5 м от бровки откоса выемки (обрез), если грунты твердые и сухие, строится кавальер. При слабых, а также увлажненных грунтах это расстояние увеличивают до 5 + (где – глубина выемки, м), но не менее чем до 10 м.

Высота кавальеров, как правило, не превышает 3 м. Крутизна откосов кавальеров и банкетов: 1:m £ 1:1,5. С нагорной стороны кавальер размещают между бровкой откоса выемки или банкетом и нагорной канавой, планируя его верхнюю часть и площадку между подошвой кавальера и бровкой нагорной канавы с уклоном 0,02…0,04 в сторону канавы. Для стока воды в низовую сторону от выемки кавальер отсыпают с разрывами шириной по низу не менее 1 м через каждые 50 м. Площадке между бровкой откоса выемки и подошвой кавальера придается уклон в сторону разрыва.

С подгорной стороны выемки на обрезе нет ни банкета, ни банкетной канавы.

С нагорной стороны за кавальером строится спланированная в сторону поля берма, а за ней – нагорная канава. Нагорные канавы проектируют трапецеидального сечения с откосами не круче 1:1,5, глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м. Продольный уклон канав – не менее 0,005. При отсутствии кавальера нагорная канава располагается около банкета.

При вычерчивании выемки без кавальера и малых рабочих отметок рекомендуется чертить поперечный профиль в масштабе 1:100, а в остальных случаях – 1:200.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие устройства и сооружения применяются для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод у земляного полотна?

2. Почему происходят деформации основной площадки земляного полотна?

3. Какие поверхностные водоотводы устраивают при выемке? Каковы их размеры в поперечном сечении?

4. Где располагают вынутый при сооружении выемки грунт, не используемый для сооружения насыпи/выемки?

5. Что представляет собой земляное полотно?

6. Что называется поперечным профилем земляного полотна и чем
поперечные профили характеризуются?

7. Какие виды поперечного профиля земляного полотна бывают?

8. Что называют трасой ж.д. пути?

9. Дать определение «план линии». Чем он характеризуется?

10. Что такое продольный профиль пути? Чем он характеризуется?

11. Какие основные особенности необходимо учитывать при проектировании и строительстве ж.д. пути?

12. Что такое выемка?

13. Что характеризует крутизна уклона? В чем она измеряется и как определяется?

14. Дать определение понятию «ж.д. путь».

Практическое задание № 3. Поперечный профиль
верхнего строения пути

Цель работы:

1. Изучить составные элементы и типы верхнего строения пути;

2. Вычертить в масштабе 1:25–1:50 поперечный профиль верхнего строения пути заданного типа, с указанием основных элементов и размеров.

Исходные данные

Исходные данные могут быть приняты в соответствии с табл. 3.1.

Мощность верхнего строения пути рекомендуется устанавливать по нормам табл. 3.2.

Поперечные профили верхнего строения пути приведены на рис. 3.1 – 3.2.

Крутизна откоса выемки характеризуется

ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО ЛЕСОВОЗНОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

Основные формы земляного полотна. Конструкция земляного полотна характеризуется третьей основной проекцией — поперечным профилем дороги. В зависимости от положения проектной линии продольного профиля земляное полотно может иметь форму насыпи, выемки, полунасыпи-полувыемки (рис. 5.10). Для обеспечения отвода воды поверхности земляного полотна придают выпуклую форму (на зимних дорогах этого не требуется). Линия, соединяющая бровки земляного полотна и его поверхность, образует сливную призму.

Рис. 5.10. Основные формы земляного полотна

Расстояние между бровками В называется шириной земляного полотна дороги. Площадь между линиями пересечения плоскостей откосов с поверхностью земли называют подошвой насыпи.

Высотой насыпи или глубиной выемки Н является расстояние от поверхности земли на оси дороги до линии, соединяющей бровки земляного полотна. Крутизна откосов характеризуется отношением высоты откоса к его заложению

(горизонтальной проекции) и обозначается 1 : /п, где т — коэффициент заложения откоса. Резервами называют неглубокие выемки-выработки, закладываемые вдоль дороги, из которых берется грунт для отсыпки насыпи (рис. 5.10, а). Для обеспечения стока воды в резерве его дно планируют, придавая необходимый продольный и поперечный уклоны.

Грунт, получаемый при разработке выемок и не используемый для отсыпки смежных насыпей или засыпки низин, оврагов и т. п., укладывают в вал правильной формы, называемый кавальером, с нагорной стороны с устройством банкета и забанкетной канавы (р ис. 5.10,б). Для обеспечения устойчивости насыпи на местности с поперечным уклоном до 1 : 10, в ее основании снимают растительный слой и удаляют пни. При высоте насыпи от 0,5 до 1 м пни срезают заподлицо с землей. При поперечном уклоне местности от 1:10 до 1:5 необходимо удалять растительный слой, корчевать пни под насыпями до 1 м и разрыхлять основание насыпи продольными бороздами при большей высоте.

При поперечном уклоне местности от 1 :5 до 1:3 необходимо устраивать уступы шириной не менее 2 м с уклонами

10. 20 % о по всей ширине основания насыпи (рис. 5.10, в), а на более крутых скатах — упорные банкеты и подпорные стенки.

Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна у насыпей, возводимых из нескальных грунтов, их крутизну назначают: при высоте насыпи до 1 м 1 : 1,5 или 1:3, при высоте насыпи от 1 до 6 м 1 : 1,5, а при высоте более 6 м нижней части насыпи (ниже 6 м) придают откосам крутизну 1 : 1,75. Такая же крутизна откосов принимается у выемок соответствующей глубины. В снегозаносимых местах устраивают раскрытые выемки с крутизной откосов 1:4. 1:10.

Особенности конструкции земляного полотна на болотах.

Земляное полотно на пересечениях болот проектируют с учетом следующей их дорожно-строительной классификации:

I тип — сплошь заполненные торфом устойчивой консистенции без бокового выдавливания под насыпями высотой до
3 м;

II тип — слой торфа подстилается слоем сапропеля, мергеля или ила и перекрыт или не перекрыт слоем наносного грунта; слабый грунт выдавливается при быстром возведении насыпи высотой до 3 м, но уплотняется при медленном возведении;

III тип — торфяной слой плавает на поверхности воды.

Насыпи лесовозных дорог на болотах I типа глубиной до 4 м

возводят без выторфовывания (рис. 5.13,а), а при устройстве усовершенствованных покрытий или глубине болота более 4 м — с полным или частичным выторфовыванием (рис. 5.13,6). На болотах II и III типов насыпи на магистралях и ветках длительного действия, как правило, должны возводиться с посадкой на минеральное дно вместе со сплавиной (рис. 5.13, б, г). Высота насыпи над поверхностью болота после полной ее осадки должна отвечать требованиям норм СНиП 2.05.02—85 (см. табл. 5.6).

Для повышения устойчивости насыпей на болотах применяют елани из нетоварного леса (поперечный настил, рис. 5.13, д), укрепляют основание насыпи слоем лесосечных отходов, гео-текстиля и др., препятствующих образованию выпуклого очертания подошвы насыпи, способствующего погружению ее в торфяную залежь и выпиранию из-под нее слабого грунта.

Для ускорения осадки насыпи, которая в естественных условиях происходит в течение длительного времени (1. 2 года), применяют вертикальные дрены в основании насыпей, заполненные песком, или продольные прорези, способствующие ско-рейшему удалению воды из торфяного основания и ее осадки. На лесовозных дорогах широко практикуют постройку земляного полотна не менее чем за год до возведения дорожной одежды.

Рис. 5.13. Устройство земляного полотна на болотах:

Площадь поперечного сечения просевшей части насыпи для других типов земляного полотна определяется по рис. 5.13,6, в, г.

Определение необходимой ширины дорожной полосы отвода. Нормами отвода земель для линейных сооружений (СН 467—74) ширина постоянного отвода ограничена фактическими границами земляного полотна и водоотводных сооружений, увеличенными с каждой стороны на 1 м. Кроме того, производится временный отвод земель для размещения притрассовых и сосредоточенных резервов, карьеров, временных сооружений и зданий. Эти земли по окончании строительства должны быть рекультивированы и возвращены лесхозам, совхозам, колхозам и другим землепользователям (табл. 5.5).

На дорогах временного действия (ветках) ширину полосы отвода принимают равной не более 15. 18 м. На участках с рабочей отметкой более 1 м ширина полосы отвода увеличивается на 3,5 м на каждый метр рабочей отметки. К приведенным значениям на отдельных участках прибавляют ширину резервов, участков для размещения нагорных и других канав, полосы леса, вырубаемой для обеспечения видимости,

участки для размещения снегозащитных устройств. На землях гослесфонда ширину отводимой дорожной полосы принимают равной суммарной ширине дорожной просеки и полосы насаждений, оставляемых для защиты дороги от снежных заносов.

Рис. 5.14. Водно-тепловой режим земляного полотна:

Водно-тепловой режим земляного полотна и основы его регулирования. Водно-тепловым режимом земляного полотна автомобильной дороги называют закономерные изменения во времени влажности и температуры в различных точках земляного полотна (рис. 5.14). В одной и той же местности водно-тепловой режим насыпи резко отличается от режимов нулевого места или выемки. Насыщение земляного полотна влагой приводит к резкому снижению прочности грунтового основания и дорожной одежды и вызывает нарушения устойчивости откосов. В связи с этим при проектировании автомобильной дороги необходимо всесторонне учитывать влияние на водно-тепловой режим земляного полотна таких факторов, как осадки, испарение, амплитуда колебаний температуры, продолжительность морозного периода, глубина промерзания грунта, мощность снежного покрова и др.,

В соответствии с ВСН 46—83 [13] территория СССР разделена по признаку приблизительно одинаковой влажности грунта земляного полотна в весенний период на пять дорожноклиматических зон (ДКЗ) (рис. 5.15): / — вечной мерзлоты (с тремя подзонами); II — избыточного увлажнения или зона лесов (с двумя подзонами); III — значительного увлажнения в отдельные годы (лесостепи); IV—недостаточного увлажнения (степи); V — засушливая (пустыни).

Внутри каждой зоны различают три типа местности в зависимости от увлажнения:

I тип — сухие места; поверхностный сток обеспечен, грунтовые воды не оказывают существенного влияния;

II тип —сырые места; избыточное увлажнение в отдельные периоды года; поверхностный сток не обеспечен, но грунтовые воды не оказывают существенного влияния; почвы с признаками поверхностного заболачивания; весной и осенью появляется застой воды на поверхности;

III тип — мокрые места; постоянное избыточное увлажнение; грунтовые или длительно стоящие (более 30 сут) поверхностные воды влияют на увлажнение верхней толщины; почвы торфяные, с признаками заболачивания.

Можно считать, что грунтовые воды не оказывают существенного влияния на увлажнение верхней толщи, если их уровень осенью залегает ниже поверхности земли на 2 м и более в глинах, суглинках тяжелых и пылеватых, на 1,5 м и более в суглинках легких, супесях тяжелых и пылеватых и на 1 м и более в супесях легких, песках.

В зависимости от ДКЗ и типа местности при проектировании дороги устанавливается расчетная влажность грунта и его

прочностные показатели. Количество влаги в грунте не остается в течение года постоянным, а изменяется согласно уравнению водного баланса (см. рис. 5.14, а)

Рис. 5.15. Карта дорожно-климатичесшх зон СССР

В годовом цикле изменения влажности грунта во II зоне различают периоды: осени, когда происходит накопление влаги в результате осенних дождей; зимы, когда происходят промерзание грунта земляного полотна и зимнее перераспределение влаги с ее миграцией из нижних, более теплых слоев в верхние, более холодные слои по пленкам связанной воды и капиллярам; весны, когда происходят оттаивание земляного полотна, таяние ледяных прослоек и линз, образовавшихся под дорожной одеждой в результате миграции воды, и наступает переувлажнение грунта; лета, когда полотно дороги просыхает и его влажность уменьшается до минимума, определяемого типом местности (см. рис. 5.14,6).

При проектировании автомобильной дороги предусматривают необходимые мероприятия по улучшению водно-теплового режима земляного полотна, в частности: 1) устраивают водоотвод для удаления и перехвата осадков и воды, поступающих к земляному полотну по уклонам местности; 2) для устранения вреднего влияния высоко стоящих грунтовых вод и длительно стоящей поверхностной воды доводят до минимума протяжение выемок и нулевых мест, назначая проектную линию продольного профиля в насыпях, согласно табл. 5.6; 3) в необходимых случаях, например, когда невыгодно или невозможно назначить насыпь необходимой высоты, проектируют понижение уровня грунтовых вод с устройством осушительных канав (дренажа) или 4) отсыпают верхнюю часть земляного полотна из песчаного грунта и других грунтов с малой высотой капиллярного поднятия воды.; В целях борьбы с капиллярным поднятием воды применяют также капиллярно-прерывающие прослойки, устраиваемые в толще земляного полотна из щебня, гравия или крупного песка, толщиной не менее 0,15. 0,2 м с противо-заиливающими прослойками из геотекстиля и других материалов (например, мха) с поперечным уклоном в сторону от оси дороги 30 %о, на высоте не менее 0,2 м от источника увлаж-нения и на глубине от низа одежды не менее 0,8 м. На ветках и лесовозно-лесохозяйственных дорогах целесообразно использовать для этой цели прослойки из лесосечных отходов.

5.6. ТРЕБОВАНИЯ СНиП 2.02.05—85 ПО МИНИМАЛЬНОМУ ВОЗВЫШЕНИЮ покрытия

Основные элементы и проекции пути

Лесной путь — это сложное инженерное сооружение, предназначенное для перемещения по нему транспортных машин и прицепного состава в процессе перевозки различных грузов и людей.

Конструкция пути зависит от типа дороги, объема перевозимого груза, местных условий (рельеф, грунтово-гидрологические условия). Лесной путь состоит из земляного полотна, дорожной одежды, водоотводных и водопропускных сооружений.

Земляное полотно — это естественно или искусственно созданное сооружение из грунтового массива, на котором устраивают дорожную одежду. В зависимости от положения проектной линии продольного профиля земляное полотно может иметь форму насыпи или выемки, а на косогоре — полунасыпи-полувыемки (рис. 4.4).

Насыпь представляет собой призматоид переменного сечения, выемка — земляное сооружение в виде траншеи трапецеидальной формы с двумя боковыми канавами-кюветами.

Основными размерами земляного полотна дороги являются ширина земляного полотна В, измеряемая между бровками, высота насыпи Ин и глубина выемки Нв, определяемые как разность отметок бровки земляного полотна и поверхности земли по оси дороги.

Бровка земляного полотна — это линия пересечения плоскости откоса с поверхностью земляного полотна дороги.

Откосы земляного полотна представляют собой наклонные плоскости, ограниченные бровкой земляного полотна и подошвой насыпи. Наружный откос выемки формируется плоскостью (линией) дна кювета и линией выхода на дневную поверхность земли.

Крутизна откосов характеризуется коэффициентом крутизны откоса m, который определяется как отношение заложения откоса к высоте насыпи или глубине выемки. Крутизна откосов обозначается на чертежах надписью 1: m. Величина m зависит от вида грунта и технологии возведения земляного полотна, на лесных

дорогах m = 1,5. 3.

Сливная призма земляного полотна — это треугольная призма его верхней части, предназначенная для отвода воды, проникающей через дорожную одежду.

Резерв — это уширенная боковая канава, образовавшаяся в результате выемки грунта, для возведения земляного полотна в насыпи.

Дорожная одежда — это прочная, ровная и износостойкая конструкция из одного или нескольких слоев дорожно-строительных материалов, непосредственно воспринимающая нагрузку от колес автомобиля и прицепного состава и передающая ее в распределенном виде на земляное полотно.

Дорожная одежда характеризуется шириной и уклонами проезжей части, толщиной слоев по оси и на кромках проезжей части, а также на бровках дороги при укреплении обочин.

Водоотводные сооружения дороги — это лотки, канавы (продольные, осушительные, нагорные), дренажные и водопоглощающие устройства, сливная призма земляного полотна, откосы, бермы и другие защитные устройства, обеспечивающие устойчивость насыпей и выемок.

Водопропускные сооружения дороги — это мосты и трубы в деревянном, железобетонном или металлическом исполнении, служащие для пропуска воды с одной стороны дороги на другую и проезда по ним транспорта.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Виды земляных работ и сооружений

Земляные работы присутствуют при возведении почти всех сооружений и на всех этапах строительства гидротехнических объектов. На первом этапе — это отсыпка перемычек и разработка котлованов, на втором — это отсыпка каменного банкета и грунта при перекрытии, на третьем — это разработка котлованов при русловой компоновке и отсыпка основного тела плотины при пойменной компоновке, на четвертом и пятом — это продолжение отсыпки земляных частей сооружений, благоустройство территорий.

Стоимость земляных работ достигает до 50% общей стоимости объекта. Объёмы работ особенно в гидротехническом строительстве достигают многих миллионов кубических метров грунта. Так при строительстве Волжской ГЭС им. Ленина потребовалось переработать 162 млн. м3; на Канале им. Москвы — 154 млн. м3; на Братской ГЭС — 17,7 млн. м3.

По высотному положению относительно существующей поверхности земли земляные сооружения делят на выемки и насыпи.

Выемки — сооружения расположенные ниже дневной поверхности земли (Рис. 6.1) — каналы, траншеи, карьеры.

Насыпи — сооружения, возводимые на отметках выше дневной поверхности земли (рис. 6.2) — плотины, дамбы, дорожное полотно и др.

К насыпям относят и обратные засыпки ранее образованных выемок.

Полувыемки — сооружения с преобладанием выемки.

Полунасыпи — сооружения с преобладанием насыпи.

В зависимости от назначения различают выемки профильные и не профильные.

Профильные выемки (деловые) являются частью строящихся сооружений. Не профильные — выемки для получения грунтов для насыпи (карьеры, резервы) и дополнительные выемки по условиям производства работ.

В зависимости от срока существования различают постоянные или временные выемки. Последние возводятся только на время производства строительных работ.

Виды основных сооружений и их различия видны из Рис.6.1, 6.2.

Элементы поперечного сечения выемки и насыпи даны на Рис. 6.3. Крутизна откосов характеризуется коэффициентами заложения откосов.

Для постоянных земляных сооружений крутизна откосов задаётся проектом из условий их устойчивости. Для временных котлованов и траншей крутизна откосов назначается с учётом вида грунтов и глубины выемок.

Особым видом земляных работ являются планировочные работы, выполняемые для выравнивания поверхности (площадки) и придания ей заданного уклона. При этом срезают грунт с повышенных мест и отсыпают его в пониженных местах с общим выравниванием поверхности.

Объём земляных работ определяют в соответствии с правилами вычисления объёмов геометрических тел, используя вычислительную технику, а для сложных конфигураций и поверхностей соответствующие программы. Объёмы работ по выемкам определяют по грунту, как правило, в состоянии его естественной плотности. При возведении насыпей объем укладываемого грунта определяется с учетом коэффициента уплотнения.

Различают проектные (профильные) объёмы работ и производственные. Проектные — по геометрическим размерам в проекте сооружения. Производственные объёмы — фактически выполняемые с учётом дополнительных объёмов, связанных с условиями производства работ, переработки грунтов и деформацией (осадки) насыпей.