Насыпи возводят без ограничений из скальных слабовыветривающихся и легковыветривающихся неразмягчаемых горных пород, крупнообломочных, песчаных (за исключением недренирующих и пылеватых песков) и из супесей легких крупных.
Грунты, состояние и свойства которых в значительной степени изменяются под воздействием природных факторов, разрешается применять в качестве материала для насыпей с учетом некоторых ограничений. К таким грунтам относятся: легковыветривающиеся размягчаемые скальные породы, мелкие недренирующие пески, глинистые грунты тугопластичной консистенции (при коэффициенте консистенции 0,25 < В ≤ 0,50), сильно набухающие глинистые и некоторые грунты особых разновидностей.
Возможность и целесообразность использования этих грунтов устанавливают в проекте в зависимости от местных условий и технико-экономических показателей с учетом обоснованной расчетом конструкции насыпи, а также способов защиты земляного полотна от разрушающего воздействия природных факторов.
Не разрешается отсыпать насыпи из торфа, ила, мелкого песка и глинистых грунтов с примесью ила и органических веществ, тальковых, а также грунтов, содержащих большой процент гипса.
Для насыпей, возводимых средствами гидромеханизации, применяют дренирующие грунты.
Мелкие пылеватые пески и супеси разрешается применять при условии, что в теле возводимой насыпи будет не более 15% частиц размером менее 0,01 см.
Нижняя часть постоянно подтопляемых насыпей, при сооружении которых грунт отсыпают в воду, должна состоять из скальных или крупнообломочных грунтов, песка крупной или средней крупности, а также супеси легкой крупности с содержанием в ней глинистых частиц не более 6%.
Участки насыпей, основания которых расположены на вечномерзлых грунтах I, II и III категорий, можно отсыпать из любых грунтов, удовлетворяющих требованиям СН 449—72.
На просадочном основании IV категории, а также на марях, участках развития термокарста и погребенных льдов, в местах с близким залеганием льдонасыщенных грунтов и других неблагоприятных оснований следует возводить насыпи из песчаных, гравийно-галечных и скальных грунтов. При отсутствии таких грунтов и соответствующем технико-экономическом обосновании могут быть по индивидуальным проектам использованы местные глинистые грунты с включением щебня или гравийно-галечного материала не менее 50%.
Насыпи следует возводить из однородных грунтов, которые отсыпают горизонтальными слоями по всей ее ширине.
Если насыпи сооружают из разнородных грунтов, то каждый горизонтальный слой должен состоять из однородного грунта. При этом соблюдают следующие требования:
Не допускается расположение грунтов, при котором могут образовываться плоскости скольжения или водяные линзы, а также смешиваться различные грунты в одном слое.
Нормы уплотнения грунта в теле насыпей приведены в СН 449—72.
Требуемая плотность песчаных и глинистых грунтов в теле насыпей (по СНиП):
γск = Кγск max,
где γск max — максимальная плотность, г/см3; определяется методом стандартного уплотнения;
К — минимальный коэффициент уплотнения.
Для верхнего метрового слоя насыпи железных дорог I категории и вторых путей К = 0,98; для верхнего метрового слоя насыпи железных дорог II категории и верхнего полуметрового слоя насыпи железных дорог III категории К = 0,95. Минимальный коэффициент уплотнения для нижней части насыпи этих дорог соответственно равен 0,95 и 0,90.
На участках с сильно пересеченным рельефом, на подходах к средним и большим мостам длиной до 100 м и на участках подтопления для дорог II и III категорий К= 0,95.
Для насыпей из одноразмерных песков для верхнего метрового слоя К = 0,95 и нижней части насыпи К =0,92. Коэффициент уплотнения для песчаных и глинистых грунтов может быть уменьшен по сравнению с указанными нормами в том случае, если невозможно или нецелесообразно принимать нормативные значения из-за физических свойств грунтов с малой влажностью или переувлажнения глинистых грунтов. Уменьшать коэффициент уплотнения можно только на основании данных стандартного уплотнения.
Цель стандартного уплотнения — определить практически максимальную плотность γск max и оптимальную влажность грунта Wo, при которой достигается максимальная плотность.
В качестве стандартного принят метод уплотнения образцов грунта на приборе Союздорнии или ЦНИИС (рис. 10). На приборе Союздорнии испытывают грунты, содержащие до 5% частиц крупностью более 5 мм; прибор ЦНИИС служит для ускоренного испытания грунтов, содержащих до 5% частиц крупностью более 0,2 см. Образец грунта уплотняют 4—6 раз при систематическом увеличении влажности. Целесообразно начинать уплотнение при несколько большей влажности, чем у грунта в воздушно-сухом состоянии, но не менее чем на 8—10% оптимальной. Ориентировочно она равна для песков — 8—13%, супесей— 9—15%, суглинков— 12—22%, глин— 16—26%.
Количество воды, необходимое для получения требуемой влажности:
Q = p*(Wтр — Wн)*0,01
где р — масса уплотняемого грунта, г;
Wтр, Wн — влажность требуемая и начальная, %.
Грунт уплотняют в такой последовательности: размельчают образец грунта в воздушно-сухом состоянии и просеивают через сито, затем увлажняют до требуемой влажности, перемешивают, закладывают в цилиндр или кольца прибора и уплотняют.
На приборе Союздорнии образец уплотняют в три слоя, каждый из которых последовательно ударяют грузом (массой 2,5 кг), падающим с высоты 300 мм. Количество ударов зависит от вида грунта (для песков и супесей — 75 ударов, для суглинков — 120).
На приборе ЦНИИС ударами падающего груза уплотняют одновременно весь образец грунта, который предварительно укладывают в кольца и насадку пятью слоями. При укладке в прибор каждый слой уплотняют вручную пестиком.
Объемная масса уплотненного грунта:
γ = (p1 — p2)/V,
где p1 — общая масса разъемного цилиндра (или кольца), г;
p2 — масса пустого цилиндра (или кольца), г;
V — объем цилиндра (или кольца), см3.
Влажность уплотненного грунта определяют на пробах, которые берут по 15—20 г из верхней, средней и нижней частей образца. Пробы размельчают и увеличивают их влажность на 2—3%, добавляя 50—70 г воды на каждые 3 кг грунта.
Плотность грунта:
γск = γ/(1 + 0,01W),
где γ — объемная масса, г/см3;
W— весовая влажность уплотненного грунта, %.
По полученным данным строят кривую стандартного уплотнения (рис. 11), по которой определяют максимальную плотность и соответствующую ей оптимальную влажность.
Для грунтов, содержащих от 5 до 40% частиц размером более 5 мм, максимальная плотность:
ϒ`ck max = ϒck max * Кγ
W` = W0Kw
где ϒck max — максимальная стандартная плотность, г/см3;
W0 — оптимальная влажность отсеянного грунта с размером частиц менее 5 мм, %;
Кγ, Kw — коэффициенты, учитывающие влияние крупных частиц на плотность и влажность грунта (табл. 6).
Плотность грунта в насыпи определяют по образцам, взятым из уплотненного слоя режущим кольцом. В полевых условиях влажность и плотность грунтов можно быстро определить прибором П. П. Ковалева (рис. 12).
Прибор основан на принципе гидростатического взвешивания. На трубке поплавка нанесены четыре шкалы показателей объемной массы грунта. Подвесной сосуд соединяют с поплавком специальными замками так, чтобы между ними оставался зазор 1—2 мм для доступа воды и выпуска воздуха. Объем сосуда 200 м3; его масса 273 г; масса грунтоноса 123 г. При испытании в ведро-футляр наливают воду (ведро служит также для переноса всех частей прибора). К комплекту прибора прилагаются насадки для вдавливания режущего кольца в грунт и нож для срезания избытка грунта, выступающего над краями кольца при отборе пробы.
Перед началом работы прибор тарируют. Для этого поплавок погружают в воду с подвешенным к нему сосудом, предварительно вложив в поплавок кольцо. Поплавок должен опуститься в воду до начальной черты, соответствующей объемной массе по шкале влажного грунта. Незначительные отклонения начальной черты от уровня воды устраняют добавлением или снятием тарировочного груза, находящегося в крышке поплавка.
На новых приборах, кроме тарировки, определяют объемную массу влажного и сухого грунтов взвешиванием.
При определении объемной массы влажного грунта режущее кольцо с грунтом вставляют в нижнюю часть поплавка и герметически закрывают снизу крышкой; поплавок без нижнего сосуда погружают в ведро-футляр с водой так, чтобы трубка стояла вертикально. Отсчет по шкале влажного грунта на уровне воды показывает величину объемной массы влажного грунта.
Объемную массу сухого грунта определяют следующим образом. Пробу из режущего кольца после определения объемной массы влажного грунта переносят в латунный сосуд, наполненный примерно на 3/4 водой. В сосуде грунт тщательно размешивают до состояния суспензии так, чтобы не оставалось комьев. Затем сосуд соединяют
с поплавком и все вместе (без кольца) погружают в воду, налитую в ведро-футляр. Вода через зазор между поплавком и сосудом заполняет остальное пространство в сосуде, и весь прибор погружается в воду до определенного уровня. В зависимости от вида грунта по шкале (чернозем, песок, глина), нанесенной на трубке поплавка, берут отсчет на уровне воды, который указывает величину объемной массы сухого грунта.
Влажность грунта:
W = (γоб — γск)/γск * 100,
Уплотнение насыпей из легковыветривающихся скальных (аргиллитов, алевролитов, глинистых сланцев, мергелей и др.) и крупнообломочных пород достигается необходимым числом проходов уплотняющих машин, которое определяется предварительным пробным уплотнением, и зависит от толщины отсыпаемых слоев и размера отдельных камней.
Слабовыветривающиеся скальные породы специального уплотнения не требуют, но верхнюю часть насыпей из таких грунтов необходимо отсыпать щебенистым материалом.
Запас на осадку насыпей на прочных талых основаниях, возводимых по нормам плотности за счет доуплотнения в процессе первого периода эксплуатации, создают в следующих размерах: для насыпи из скальных грунтов — 3%, для насыпей из песчаных и глинистых грунтов при коэффициенте уплотнения К = 0,90—2,5%, при К = 0,95—6,5%; для насыпи из глинистых переувлажненных грунтов — 2—3%.
Фактический объем грунта, если требуемая плотность его в насыпи больше естественной плотности в карьере или резерве:
Vнф = VнK1 [м3],
где Vн — объем проектируемой насыпи, м3;
K1 —коэффициент относительного уплотнения грунта в насыпи:
K1 = γнск/γск.к
γнск и γск.к — плотность грунта соответственно в насыпи и естественная в карьере (резерве), г/см3.
Если основа оригинала (карты пли плана) прозрачна, то копию можно снять при помощи стола со…
Определение координат точки. Пусть точка А (рис. 32) находится в квадрате, абсциссы и ординаты вершин…
Рельефом местности называется совокупность неровностей физической поверхности земли. В зависимости от характера рельефа местность делят…
Для обозначения на планах и картах различных предметов местности, применяются специально разработанные условные знаки. Для обличения…
В инженерной геодезии чаще всего пользуются топографическими картами. Их составляют в масштабах 1:10000, 1:25000, 1:50000…