Перков Ю.Р., Смуров Н.М. и др. Рекомендации по совершенствованию методов борьбы с пучинами при ремонте автомобильных дорог - файл n1.doc

приобрести
Перков Ю.Р., Смуров Н.М. и др. Рекомендации по совершенствованию методов борьбы с пучинами при ремонте автомобильных дорог
скачать (1901 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1901kb.13.09.2012 17:15скачать

n1.doc

  1   2   3
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНЦЕРН
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, СТРОИТЕЛЬСТВУ, РЕМОНТУ
И СОДЕРЖАНИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
«РОСАВТОДОР»


ДОРОЖНОЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
НПО РОСДОРНИИ


РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ БОРЬБЫ С ПУЧИНАМИ
ПРИ РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ


(ДЛЯ ОПЫТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ)

Утверждены
Минавтодором РСФСР
7 марта 1990 г.

Москва 1991

В Рекомендациях в качестве мероприятий по снижению величины пучения предложены траншейный дренаж и гидроизоляция земляного полотна. Даны методы оценки снижения расчетной влажности земляного полотна и как следствие - величины пучения грунтов. Отдельно рассмотрены дренажные сооружения для снижения величины весеннего влагонакопления.

Рекомендации разработаны Московским НПЦ НПО Росдорнии совместно с Хабаровским НПЦ НПО Росдорнии и Хабаровским политехническим институтом.

Разделы, посвященные траншейному дренажу и гидроизоляции, разработаны кандидатами технических наук Ю.Р. Перковым, Н.М. Смуровым, инж. А.П. Фоминым при участии инженеров В.Н. Емельянова Е.В. Ефишовой, E.B. Никанычевой, О.В. Труфановой (Московский НПЦ НПО Росдорнии); разделы, посвященные дренажу для снижения весеннего влагонакопления, - кандидатами технических наук А.И. Ярмолинским, Г.П. Собиным, С.И. Доброхотовым, В.В. Боровиковым, В.П. Горбачевым, инженерами А.К. Тихомировым, И.Л. Кокориной (ХПИ); канд. техн. наук И.Е. Закурдаевым, инженерами П.П. Марковым, Н.П. Кудряшовой, Т.А. Белоусовой при участии О.Н. Дулина, Н.В. Ушаковой, Л.Я. Бражниковой, В.П. Короваевой (Хабаровский НПЦ НПО Росдорнии).

Рекомендации предназначены для опытного применения при ремонте и реконструкции автомобильных дорог Государственного концерна Росавтодор.

Зам. директор НПО Росдорнии,

канд. техн. наук                                                                                  А.Я. Эрастов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации предназначены для опытного применения дорожными и проектными организациями при подготовке соответствующей проектно-сметной документации на противопучинные мероприятия ремонтируемых и реконструируемых участков автомобильных дорог в II - IV дорожно-климатических зонах. Приведенные в Рекомендациях мероприятия могут быть использованы и при проектировании строящихся участков автомобильных дорог в сложных условиях.

1.2. В Рекомендациях рассматриваются вопросы снижения влажности грунтов земляного полотна как одной из основных причин, пучинообразования с помощью дренажа и вертикальных свай-дрен, гидроизоляции, совершенствования конструкций, технологии и методов расчета.

1 Ввиду значительного объема работ вопросы применения свай-дрен см. в прил. 5 настоящих Рекомендаций.

Мероприятия по теплоизоляции грунтов земляного полотна следует разрабатывать с использованием следующих нормативно-технических документов:

Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН 46-83. - М.: Транспорт, 1985;

Методические рекомендации по проектированию и устройству теплоизолирующих слоев на пучиноопасных участках автомобильных дорог / Союздорнии. - Балашиха, 1977;

Методические рекомендации по проектированию и устройству на автомобильных дорогах конструктивных теплоизолирующих слоев из цементогрунтов с пористыми заполнителями / Союздорнии. - Балашиха, 1978;

Методические рекомендации по проектированию сопряжений участков автомобильных: дорог с разной величиной пучения с помощью клиновидной конструкции теплоизоляции / Союздорнии. - Балашиха, 1980;

Методические рекомендации по применению теплоизолирующих слоев из пенопласта для снижения объема земляных работ / Союздорнии. - Балашиха, 1988.

1.3. Исходными данными для выбора и разработки противопучинных мероприятий являются результаты обследования пучинистых участков, методика выявления и обследования которых описаны в разд. 2 настоящих Рекомендаций.

1.4. Выбор мероприятий для последующего экономического сравнения вариантов производят в соответствии с табл. 2.1, где наряду с рекомендациями приведены и общепринятые решения.

2. МЕТОДИКА ВЫЯВЛЕНИЯ И ОБСЛЕДОВАНИЯ УЧАСТКОВ ПУЧИНООБРАЗОВАНИЯ

2.1. Общие сведения

2.1.1. Пучинами называют деформации дорожных одежд и земляного полотна, проявляющиеся зимой во взбугривании и потере ровности покрытия, а в период оттаивания при проезде автомобилем - в проломах одежды, вызванных снижением прочности переувлажненных грунтов. Классификация условий образования пучин показана в табл. 2.1.

2.1.2. Внешними признаками пучинистых мест в зимний период являются неравномерное поднятие участков покрытия, взбугривания отдельных мест покрытия или образование группы взбугриваний, развитых по площади проезжей части с различной степенью интенсивности. Значительная часть из них, как правило, имеет сетку трещин, концентрирующуюся у вершины бугров пучения, которые разрубают покрытие на отдельные куски различной величины и формы. Образование пучин может развиваться как по ширине проезжей части, так и вдоль нее. Иногда пучины в большей степени развиваются на обочинах, и их поднятие может оказаться большим, чем в зоне проезжей части. В весенний период после схода снега на пучинистых участках могут появляться влажные пятна, наблюдается иногда выход вместе с водой мелких частиц дренирующего слоя или грунта земляного полотна, а также волнообразные колебания дорожной конструкции при наезде транспортных средств. Эти участки имеют, как правило, значительно пониженную прочность и интенсивно разрушаются (образование выбоин, просадок и т.д.).

2.1.3. По относительному превышению пучинистых участков (по сравнению с зоной равномерного пучения) их делят на:

бугры;

впадины;

перепады.

Таблица 2.1

Классификация пучин и мероприятий по их устранению или снижению активности

№ п/п

Наименование пучин (по генетическому характеру увлажнения грунтов)

Связь с грунтовыми и поверхностными водами

Характеристика процессов увлажнения

Основные мероприятия по ликвидации пучин




1

Гидрогеологические

Связаны преимущественно с высоким стоянием грунтовых вод. Накопление влаги происходит за счет капиллярного поднятия грунтовых вод преимущественно в осенний и частично в зимний периоды

Резкое поднятие горизонта грунтовых вод в начале осенне-зимнего периода и высокое стояние его весной

Резкое возрастание влажности верхнего слоя грунтов насыпи в начале зимы с последующим затуханием процесса к концу зимы

Увеличение высоты насыпи.

Устройство дренажа.

Замена грунта.

Калилляропрерывающие прослойки в основании насыпи.

Дренирующие прослойки в дорожной одежде или верхней части насыпи.

Усиление конструкции дорожной одежды, в том числе армирование




2

Температурные

Связаны с перемещением грунтовых вод к зоне промерзания под действием значительных температурных градиентов и длительными сроками их действия

Циклическое изменение влажности верхней части грунтов земляного полотна

Интенсивное накопление ледяных прослоек у границы промерзания

Теплоизолирующие прослойки в дорожной одежде или верхней части насыпи.

Введение солей, понижающих температуру замерзания и препятствующих перераспределению влаги при замерзании.

Устройство дренажа

Усиление конструкции дорожной одежды, в том числе армирование.




3

Поверхностные

Связаны с длительным стоянием поверхностных вод, обильным выпадением атмосферных осадков и их проникновением через трещины покрытия в грунт земляного полотна в осенне-зимний период, плохой организацией работ по снегоочистке дорог

Переувлажнение обочин и откосов в начале осенне-зимнего периода.

Перемещение влаги от обочин и откосов в конце зимы к более холодной проезжей части в результате перемещения снега с проезжей части на обочины

Гидроизоляция обочин.

Уборка снега с обочин.

Дренаж верхней части земляного полотна.

Усиление конструкции дорожной одежды, армирование.

Очистка и планировка кюветов, устройство отводных канав.

Гидроизоляция нижней или верхней частей насыпи




4

Смешанные

То же по пп. 1 - 3

То же по пп. 1 - 3

То же по пп. 1 - 3







































Рис. 2.1. Разновидности пучин:

а - равномерное пучение; б - бугор пучения; в - впадина; г - перепад; 1 - положение дорожной одежды до пучения; 2 - то же, после пучения; lр lб lв lп - величины соответственно равномерного пучения, бугра пучения, впадин, перепада

Под пучинистым бугром (рис. 2.1) подразумевают наиболее вспученный локальный участок. Впадиной называют локальный участок с меньшим по сравнению с равномерным или нулевым поднятием, а границу между двумя зонами равномерного пучения с разной высотой поднятия - перепадом.

2.1.4. В соответствии с ВСН 46-83 зимнее вспучивание существенно не влияет на ровность покрытия и долговечность дорожной одежды, если общее поднятие проезжей части в процессе промерзания дорожной конструкции не превышает следующих допустимых значений lдоп., см.

Капитальная одежда:

цементобетонное монолитное покрытие                                                                      3

цементобетонное сборное покрытие                                                                             4

асфальтобетонное покрытие (горячая и теплая смеси I и II марок)                           4

Облегченная одежда:

асфальтобетонное покрытие (горячая и теплая смеси III марки)                               6

Переходная одежда                                                                                                           10

В восточных районах II и III дорожно-климатических зон значения lдоп. следует увеличивать на 20-40 % (большее значение - для облегченных и переходных дорожных одежд).

2.1.5. Наиболее пучиноопасными являются насыпи и выемки в пылеватых грунтах. Кроме того, опасны с позиций пучинообразования по:

а) гидрологическим и гидрогеологическим признакам:

равнинные участки с поверхностным застоем воды в придорожной полосе;

то же, с торфо-растительной прослойкой в основании насыпи;

-"- с высоко расположенным горизонтом грунтовых вод;

б) по орографическим, грунтовым, конструктивным и технологическим признакам:

выпуклые и вогнутые переломы продольного профиля;

затяжные уклоны автомобильных дорог;

места пересечения микрологов, узких складок местности;

места примыкания съездов или других нарушений режима потока поверхностной воды по кюветам или боковым канавам;

места водосборов, малых искусственных сооружений;

места выхода грунтовых вод и наледных вод;

места с дефектами при строительстве: перебор в скальной выемке, неправильное взаиморасположение грунтов в насыпи и т.д.;

места пересечения автомобильных дорог с подземными инженерными коммуникациями;

места натечных промышленно-хозяйственных вод и стоков.

Практика показывает, что первые три разновидности характерны для участков пучин большей протяженности, остальные для локальных пучин.

2.2. Выявление пучинистых участков и их предварительное обследование

2.2.1. Выявление и предварительное обследование пучинистых участков проводят визуальным осмотром дороги в зимне-весенний период, в том числе после того, как покрытие очистилось от снега.

Существование пучин на данном участке дороги определяют по наличию характерных деформаций (см. пп. 2.1.2 и 2.1.3).

2.2.2. Работы по п. 2.2.1 проводят для определения характера поражения участков дороги пучинами, степени их развития, состояния покрытия; оценивают возможные причины образования пучин (состояние водоотвода, наличие общей трещиноватости покрытия проезжей части, состояние обочин, рельеф местности и т.д.), снижения прочности дорожной конструкции, необходимость введения неотложных мероприятий (закрытие дороги, ограничение движения и т.д.) для исключения интенсивного разрушения дорожной конструкции.

2.2.3. После выявления пучинистого участка ему присваивают номер и определяют его протяженность (от КМ+ ... до КM+).

2.2.4. По данным паспорта дороги и проектным данным на обследуемом участке выясняют дополнительный данные (толщину конструктивных слоев дорожной одежды, наличие и характеристики дренирующего слоя, вид подстилающего грунта, уровень грунтовых вод и т.д.).

2.2.5. По результатам анализа данных предварительного обследования назначают мероприятия по борьбе с пучинами.

2.3. Детальное обследование

2.3.1. Детальное обследование проводят в случае, если на стадии предварительного обследования не удается установить причины образования пучин и выбрать мероприятия для их ликвидации.

2.3.2. Детальное обследование включает виды работ:

нивелировочные;

полевые инженерно-геологические;

обработку результатов.

2.3.3. Нивелировочные работы проводят с целью определения величины поднятия дорожной одежды при относительно равномерном пучении и при отсутствии явных визуальных примет пучинообразования (см. п. 2.1.2). Существование относительно равномерного пучения может быть выявлено на данном участке или вблизи него по наличию деформаций пучения в виде перепадов (см. п. 2.1.3). Для выяснения вопроса о необходимости проведения противопучинных мероприятий полученную при нивелировочных работах величину пучения сравнивают с допустимой (см. п. 2.1.4).

2.3.4. Перед проведением нивелировочных работ выбирают вблизи участка наблюдений репер, высотное и плановое положение которого не изменяется в процессе промерзания-оттаивания. В качестве репера могут быть использованы устои моста, оголовки трубы, цоколь здания с фундаментом, заложенным ниже границы промерзания, оголовок сваи, смотровые колодцы. При отсутствии указанных сооружений ниже глубины промерзания закладывают специальный репер, конструкция которого показана на рис. 2.2.



Рис. 2.2. Схема конструкции репера для нивелировочных работ на пучинистых участках:

1 - цементобетонная плита 500x500x150; 2 - неподвижная труба; 3 - подвижная труба; 4 - заглушка; Нзагл. - заглубление в непромерзающий грунт; Нпр. - глубина промерзания грунта; Нр. - высота репера (неподвижной трубы); Нп - высота подвижной трубы над поверхностью земли

2.3.5. Нивелировку проводят по поперечникам, закладываемым на характерных участках, но не реже чем через 10 м.

Внутри поперечников отсчеты производят по характерным точкам (бугор, впадина, перепад), но не реже, чем через 0,5 м. Во избежание нарушения картины пучения не следует размещать точки снятия отсчетов в выбоинах.

2.3.6. Результаты заносят в обычные журналы нивелировочных работ с составлением плана расположения точек отсчетов на поперечниках (рис. 2.3). По этим точкам проводят изолинии равных значений величины пучения через интервалы, соответствующие допустимой величине пучения для различных типов покрытия (см. п. 2.1.4).

2.3.7. Обработка результатов нивелировки заключается в определении средней величины пучения (lпуч.ср.), максимальной величины пучения (lмакс.), минимальной величины пучения (lмин.) на участке, коэффициента пучения (Кпуч.) и коэффициента неравномерности пучения (Кнер.пуч).

2.3.8. Величину пучения находят в данной точке по формуле

lпуч. = lзим.(весен.) - lлет(осен.),                                                 (2.1)

где lзим.(весен.) - отметка точки в зимне-весенний период;

       lлет(осен.) - то же, в летне-осенний период.



Рис. 2.3. Схема пучинистого участка N … (КМ+...ёКМ+...):

обозначение номеров: I ёVI - поперечников; 1 ё 9 - скважин; 1 - 72-точек замеров; цифры в скобках - величины пучения, lпуч.,i, мм; -20- - изолинии равной величины пучения; lоб. - ширина обочины, м; lпр.ч. - ширина проезжей части, м.

2.3.9. Среднюю величину пучения определяют по формуле

lпуч.ср = ,                                                           (2.2)

где  - сумма величин пучения в каждой точке по поперечникам на данном участке; N - количество точек на участке.

2.3.10. Коэффициент пучения выражается формулой:

Кпуч.=,                                                             (2.3)

где hпромерз. - глубина промерзания.

2.3.11. Коэффициент неравномерности пучения определяют по формуле

Кнер.пуч. =

где lмакс. и lмин. - см. п. 2.3.7.

Допустимая величина коэффициента для дорог с асфальтобетонным покрытием Кнер.пуч. = 0,35.

2.3.12. Полевые инженерно-геологические работы состоят в бурении скважин с отбором проб материала дренирующего слоя и грунта насыпи, определения уровня грунтовых вод, оценки границы глубины промерзания, развития, прослоек льда, как непосредственно в местах пучинообразований, так и на соседних участках, где нет пучин. Отбор проб грунта производят не реже чем через 0,5 м. Скважины бурят на глубину до 2,5 м. На поперечниках, которые назначают исходя из местных условий или по результатам нивелирования, бурят три скважины (ось, правая и левая обочины). При работе буром геолога дорожную одежду вскрывают лунками. Описание лунок и пробуренных скважин производят в специальном журнале обследования, пучинистых участков по форме, указанной в таблицах 2.2 и 2.3.

Кроме того, при полевых работах оценивают состояние (по трещиноватости) покрытия проезжей части, обочин, а также состояние дренажных, водоотводящих устройств с позиций их стоковой способности, наличие длительно стоящих поверхностных вод, определяют геометрические параметры насыпи.

Таблица 2.2

Описание дорожной одежды по промерам в лунках

Поперечник КМ+ и протяженность характерного участка от КМ+ до КМ+

Конструктивный слой дорожной одежды (толщина слоя, см)

Расстояние от оси влево, … м

Ось

Расстояние от оси вправо, ...м

Ширина покрытия, м

Примечание

толщина, см

состояние слоя

Толщина, см

состояние слоя

толщина, см

состояние слоя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3

№ выработки, местоположение (ось, обочина и т.д.)

№ образцов, бюксов и глубина взятия, м

Вертикальный разрез

Наименование слоя, глубина подошвы, м

Мощность слоя, м

Цвет, окраска

Степень влажности, признаки оголения

Степень плотности

Новообразования (мерзлые включения)

УГВ, (появившийся и установившийся)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.13. Лабораторные работы по исследованию свойств грунтов включают определение по стандартным методикам следующих показателей:

для связных грунтов:

естественная влажность грунта;

влажность на границе раскатывания;

влажность на границе текучести;

число пластичности;

грансостав;

наименование грунта;

для несвязных грунтов:

грансостав;

наименование грунта;

коэффициент фильтрации.

2.3.14. Обработка результатов полевого обследования и лабораторных испытаний заключается в следующем:

определение наименования грунта по степени пучинистости (см. таблицы 6, 7 прил. 2 СНиП 2.05.02.85);

составление инженерно-геологических разрезов по продольному профилю дороги и поперечникам, нанесение на них полевого описания геологии по скважинам и характеристик грунта по результатам лабораторных испытаний.

3. ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНШЕЙНОГО ДРЕНАЖА

3.1. Общие сведения

3.1.1. Траншейный дренаж применяют в условиях, когда уровень грунтовых вод оказывает существенное влияние на влажность грунтов рабочего слоя земляного полотна - обычно третий тип местности по условиям увлажнения, расположения уровня грунтовых вод не глубже 1 - 1,5 м от дневной поверхности, высоты насыпей в пределах значений, регламентируемых табл. 21 СНиП 2.05.02-85. Цель применения - понижение, перехват и отвод грунтовых вод, снижение за счет этого влажности грунтов рабочего слоя и величины пучения.

3.1.2. В отдельных случаях траншейный дренаж служит дополнительно для предотвращения поступления влаги атмосферных осадков в рабочий слой земляного полотна через обочины, откосы, для чего требуется применение специальных конструктивных решений (пп. 3.2.9, 3.2.10).

3.1.3. Дренаж по пп. 3.1.1 и 3.1.2 может быть применен как при реконструкции автомобильных дорог, так и при их ремонте на пучинистых участках в случае, когда рельеф местности позволяет выполнять сброс перехватываемого дренажом потока вблизи этих участков.

3.1.4. При проектировании траншейного дренажа следует руководствоваться пп. 3.2 и 3.3 настоящих Рекомендаций и учитывать положения других нормативно-технических документов, в том числе в части подбора размеров дрены (см. Дренажные устройства земляного полотна автомобильных дорог общей сети СССР. Типовые проектные решения, сер. 503-0-43/ Минтрансстрой СССР. - М., 1981) и в части технологии производства работ (см. разд. 5 ВСН 49-86). Учет данных работ в сметной документации выполняют в соответствии с единичными расценками по прил. 1 настоящих Рекомендаций. Причем для устройства траншей обычно используют экскаваторы, оборудованные обратной лопатой с ковшом емкостью до 0,35 м3, траншеекопатели роторного типа. Наибольшая производительность выполнения работ может быть обеспечена при применении экскаваторов-дреноукладчиков ЭТЦ-406, ЭТЦ-206. При производстве работ в пределах обочины наиболее целесообразно использовать экскаватор на базе трактора «Беларусь».

3.2. Конструкция земляного полотна с траншейным дренажем

3.2.1. Такие конструкции применяют в зависимости от притока воды, глубины промерзания и залегания грунтовых вод, ширины земляного полотна, рельефа местности.

3.2.2. При назначении конструкции земляного полотна с траншейным дренажом следует учитывать следующие общие положения:

уклон дренажа должен превышать 3 %о, причем оптимальное его значение - 6 %о;

при расположении водоупора на глубине до 3 м дренаж рекомендуют заглублять в него (дренаж совершенного типа), при этом глубина дренажа должна превышать глубину промерзания не менее чем на 0,3 м;

скорость течения воды в трубах дренажа должна составлять 0,3 - 1,0 м/с.

3.2.3. Основные конструкции земляного полотна с траншейным дренажом представлены на рис. 3.1, основные конструкции дренажей - на рис. 3.2.

3.2.4. Двусторонний или односторонний подкюветный дренаж по рис. 3.1а, б применяют в случаях, когда по условиям строительства возможно выполнение работ у подошвы насыпи, т.е. обеспечен проход экскаватора (свободный или после минимальной подготовки). Односторонний дренаж приемлем в большинстве, случаев при одностороннем притоке воды и ширине насыпи, характерной для дорог не выше II категории. Окончательный выбор варианта (односторонний или двусторонний дренаж) следует принимать после выполнения расчетов по п. 3.3 и анализа объема работ, требуемого для получения одной величины снижения уровня грунтовых вод.

3.2.5. Двусторонний или односторонний дренаж на обочине по рис. 3.1в, г устраивают в случае технической нецелесообразности работ у подошвы насыпи при ширине обочины не менее 2,5 м. Такой дренаж приемлем при высоте насыпей до 1,5 м, а также в случаях, когда необходимо получить эффект с точки зрения уменьшения поступления потока со стороны обочин и откосов в рабочий слой земляного полотна (пп. 3.2.9 и 3.2.10). Односторонний дренаж применяют обычно при одностороннем притоке воды, ширине земляного полотна, характерной для дорог не выше II категории, и отсутствии необходимости получения названного выше дополнительного эффекта. Окончательный выбор варианта следует принимать после выполнения расчетов по п. 3.3 и анализа объема работ, требуемого для получения одной величины снижения уровня грунтовых вод.



Рис. 3.1. Основные конструктивные решения земляного полотна с траншейным дренажом:

а, б - соответственно подкюветные односторонний и двусторонний дренажи;

в, г - соответственно прикромочные односторонний и двусторонний дренажи;

?Н - величина снижения уровня грунтовых вод (УГВ)



Рис. 3.2. Основные конструкции траншейного дренажа:

1 - связный грунт; 2 - рулонный водонепроницаемый материал; 3 - засыпка из песка крупнозернистого с Кф = 5 м/сут.; 4 - щебеночный (гравийный) фильтр; 5 - дрена; 6 - засыпка из песка мелкого с Кф = 3 - 5 м/сут.; 7 - геотекстиль; 8 - анкер; 9 - дренирующий слой дорожной одежды; 10 - «складки» из геотекстиля (по а.с. № 1484862); d - диаметр дрены

3.2.6. Конструкция дренажей по рис. 3.2 принимают по результатам экономического сопоставления вариантов. Целесообразно использовать в качестве фильтров таких дренажей геотекстильные материалы, перечисленные в табл. 3.1, что позволит, во-первых, снизить требования к материалам засыпки и, во-вторых, повысить надежность работы дренажей. Для создания водонепроницаемого экрана в верхней части дренажа применяют (в сочетании с устройством слоя утрамбованного связного грунта) рулонные водонепроницаемые материалы (см. табл. 4.1). В качестве дрен предпочтительно применять трубофильтры по ТУ 33-5-75, изготовляемые ЦНИИСом, или трубы из полимерных материалов. Последние требуют создания фильтра. Их можно укладывать при температуре не ниже -5 °С на глубине до 3 м в малокислотных и малощелочных средах (рН 4ё9) при грунтовых водах с наличием железистых соединений до 50 г/л. В то же время при равном диаметре они имеют в 2-3 раза меньшую стоимость и более технологичны. Могут быть применены также трубы из полимеров высокой плотности (полиэтилена) по ТУ 6-05-1078-78, ТУ 6-19-224-83 производства Вильнюсского, Борисовского заводов пластмассовых изделий, экспериментального завода ВНИИВодполимера и поливинилхлорида по ТУ 61-УССР-72-72 производства Ирпенского комбината «Прогресс».

Таблица 3.1

Перечень основных отечественных геотекстильных материалов-фильтров

Материал

Изготовитель

Ориентировочные характеристики

1. Дорнит по ТУ-63.032-19-89, тип 1 - 3, нетканый, иглопробивной из смеси волокон

Ленинградская, Антропнинская, Омская, Челябинская, Хабаровская, фабрики нетканых материалов, комбинат «Прогресс» (г. Ирпень), Владивостокская фабрика напольных покрытий «Радуга», московское производственное предприятие нетканых материалов, объединение «Гомельстройматериалы»

Кф ? 100 м/сут.

b до 2,5 м

В = 50 - 100 Mкм

q = 500 г/м2

С = 1,6 руб./м2

2. Нетканый иглопробивной материал из капроамида по ТУ 6-06-С105-84

Кемеровское ПО Союзхимволокно, Гродненское ПО Химволокно

b = 2,5 ё 3,5 м

Кф = 80 м/сут.

В » 60 Mкм

С = 1,2 руб./м2

3. Армодор 3с по ТУ 17-28-ОП-89 или по ТУ 17-14-255-Д иглопробивной термоскрепленный

Сыктывкарская фабрика нетканых материалов

b Ј 4,0 м

Кф = 40 м/сут.

В = 40 Mкм

q = 160 г/м2

С = 0,68 руб./м2

4. Нетканый иглопробивной из полипропиленовых волокон по ТУ 6-06-С254-88

Каменское ПО Химволокно (г. Каменск-Шахтинск)

b = 2,5 м

Кф = 10 м/сут.

В = 60 Mкм

q = 500 г/м2

С = 1,1 руб./м2

5. Свтекс по ТУ 1867888-88 ОП-1, тип 1, 2, нетканый иглопробивной

Совместное советско-венгерское предприятие «Свтекс» (г. Москва)

b = 2,4 м

Кф = 100 м/сут.

В » 60 Mкм

q = 600 г/м2

С = 1,7 руб./м2

Примечание. b - ширина полотна; Кф - коэффициент фильтрации; В - фильтрующая способность; q - поверхностная плотность; С - оптовая цена.

При отсутствии таких труб применимы керамические дренажные по ГОСТ 8411-74, асбоцементные по ГОСТ 1839-72.

3.2.7. Дренаж по рис. 3.2а предусматривает засыпку из гравелистого или крупнозернистого песка с Кф > 5 м/сут., фильтр из щебеночного или гравийного материала 10 - 20 мм вокруг дрены. Тот же дренаж, но по рис. 3.2б включает устройство фильтра из геотекстиля вокруг щебеночного (гравийного) фильтра, что дает возможность снизить требования к песку засыпки (песок мелкий с Кф = 3-5 м/сут.) и повысить надежность дренажа.

3.2.8. Дренаж по рис. 3.2в предусматривает обертывание дрен в фильтр из геотекстиля на всем ее протяжении при наличии отверстий в дрене или только в местах стыков (на ширину более 0,5 м) для коротких труб.

3.2.9. Дренаж по рис. 3.2г, в отличие от дренажа по рис. 3.2б (п. 3.2.7) требует устройства дополнительной дренирующей прослойки из геотекстиля по пп. 1, 2, 4, 5 табл. 3.1 по ближайшей к проезжей части стороне траншеи на высоту засыпки и гидроизолирующей прослойки (см. табл. 4.1) по верху дренирующей прослойки с отгибом ее под утрамбованный грунт. Подобную конструкцию рекомендуют применять в дренаже на обочине для перехвата поверхностных вод, поступающих со стороны обочин и откосов.

3.2.10. Дренаж по рис. 3.2д, е устраивают на обочине в случаях, когда траншея не доходит до уровня грунтовых вод. Цель их применения - отвод проникающих в рабочий слой земляного полотна поверхностных вод, при гидроизоляции ближайшей к проезжей части стороны траншеи по типу рис. 3.2.г (п. 3.2.9) перехват поверхностных вод, поступающих со стороны обочин и откосов. Глубина траншеи в этом случае должна превышать толщину рабочего слоя на 0,5 м. Устройство такого дренажа целесообразно в 1, 2 типах местности по условиям увлажнения при рабочем слое земляного полотна из супесей пылеватых, тяжелых пылеватых или суглинков легких пылеватых, а также в случаях, когда пучение связано с избыточным увлажнением рабочего слоя из-за неудовлетворительной работы песчаного дренирующего слоя в результате его заиления или отсутствия выхода воды на откос. Дренажи такой конструкции применимы только для устройства дренажных прорезей.

3.3. Расчет величины вспучивания и толщины стабильных слоев дорожной одежды

3.3.1. Расчет ожидаемого зимнего вспучивания дорожной конструкции выполняют в зависимости от пониженного в результате применения траншейного дренажа уровня грунтовых вод. Величину понижения ?Нугв находят по номограммам на одном из рис. 3.3 - 3.6, каждый их которых относится к одной из разновидностей дренажей (совершенный, несовершенный, односторонний, двусторонний). Определение ?Нугв выполняют в зависимости от:

вида грунта (каждому из них соответствует определенная шкала L1ё6);

расстояние L от траншеи до оси земляного полотна при двустороннем или до сечения, проходящего через край проезжей части для одностороннего дренажа;

расстояние от начального уровня грунтовых вод до дрены

?Нт=Нтр - Нугв;

расстояние от дрены до водоупора Т для несовершенного дренажа (дренажа, не доходящего до водоупора).

3.3.2. Расчет ожидаемого зимнего вспучивания (lпуч) для случая, когда глубина промерзания (Z) не превышает расстояния до уровня грунтовых вод (Нугв ) с учетом его понижения (отсчет Z и Нугв от поверхности покрытия), т.е. Z/Н Ј 1,0, выполняют по зависимости

lпуч. = l΄·Z/?0,

где Z - расчетная глубина промерзания, см;

?0 - климатический показатель, см2/сут. (п. 4.21 ВСН 46-83);

l΄ - коэффициент, определяемый по рис. 3.7 в зависимости от уровня грунтовых вод Нугв (с учетом его понижения дренажом), глубины промерзания Z, толщины стабильных слоев дорожной одежды (в том числе дополнительного морозозащитного слоя) Z1 и вида грунта (каждому из них соответствует определенная шкала l1ё3), см2/сут.

3.3.3. Расчет толщины стабильных слоев дорожной одежды при Z/Н ? 1,0 выполняют по рис. 3.7, принимая величину коэффициента l΄ по зависимости

l΄ = lдоп.∙?0/Z,

где lдоп. - допустимое значение, общее поднятие (см. п. 2.1.4) проезжей части в процессе промерзания конструкции, см; остальные обозначения по п. 3.2.2.

3.3.4. В случае, если глубина промерзания (Z) превышает расстояние до уровня грунтовых вод (Z/Н > 1,0), то величину понижения уровня (?Нугв.) назначают таким образом, чтобы условие Z/Н ? 1,0 соблюдалось, т.е. по зависимости ?Нугв. = ?Нугв. - Z. После этого необходимые расчеты выполняют по пп. 3.3.2 и 3.3.3, а затем по величине назначенного требуемого ?Нугв определяют параметры (глубину) траншейного дренажа по номограмме на рис. 3.3-3.6.



Рис. 3.3. Номограмма к расчету понижения УГВ (?Нугв.) для двустороннего несовершенного дренажа.

Шкалы расстояний L, м: L1 - для песка; L2 - супеси; L3 - торфа слаборазложившегося; L4 - суглинка; L5 - торфа сильноразложившегося; L6 - глины. Цифры на кривых - величина Т, м



Рис. 3.4. Номограмма к расчету ?Нугв. для одностороннего несовершенного дренажа (обозначения см. на рис. 3.3)



Рис. 3.5. Номограмма к расчету ?Нугв для двустороннего совершенного дренажа (Т=0, обозначения см. на рис. 3.3)



Рис. 3.6 Номограмма к расчету ?Нугв для одностороннего совершенного дренажа (Т=0, обозначения см. на рис. 3.3)



Рис. 3.7. Номограмма к расчету коэффициента l΄ или толщины слоев из стабильных материалов Z1 (случай Z/Н ? 1);

Z - глубина промерзания; Нугв - расстояние от поверхности покрытия до УГВ; шкалы l΄: это l΄1 - для супесей тяжелых пылеватых, суглинков легких пылеватых; l΄2 - супеси пылеватые, суглинки тяжелые пылеватые, пески пылеватые; l΄3 - глины, суглинки непылеватые, суглинки легкие

3.3.5. Используя номограммы на рис. 3.3 - 3.7, можно решать обратную задачу с определением требуемого понижения уровня грунтовых вод, а значит, и глубины траншеи при заданном значении величины вспучивания. Для этого по рис. 3.7 или 3.8, принимая соответствующие определенным допустимым величинам вспучивания параметры l΄ (п. 3.3.3), находят соответствующее этому вспучиванию требуемое значение уровня грунтовых вод (?Нугв).

После этого определяют требуемое снижение уровня грунтовых вод (?Нугв) как разницу между фактическим и требуемым значениями уровня грунтовых вод. По номограммам на рис. 3.3 - 3.6 по найденному значению ?Нугв и известному L (п. 3.3.1) находят величину ?Нт, а по ней требуемую глубину траншеи Нт = Нугв + ?Нт.

3.3.6. При использовании дренажей на обочине по пп. 3.2.9 и 3.2.10 для целей перехвата поверхностных вод со стороны обочин и откосов в условиях, когда влияние уровня грунтовых вод на влажность земляного полотна отсутствует, значение величины вспучивания во втором типе местности по условиям увлажнения может быть определено по пп. 4.3.2 - 4.3.4 при рабочем слое земляного полотна из супесей пылеватых, тяжелых пылеватых и суглинков легких пылеватых.

  1   2   3


РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНЦЕРН ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, СТРОИТЕЛЬСТВУ, РЕМОНТУ И СОДЕРЖАНИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ «РОСАВТОДОР»
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации