42. Требования к земляному полотну, сооружаемому на слабом основании

К слабым следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания при испытании прибором вращательного среза менее 0,075 МПа, удельное сопротивление статическому зондированию конусом с углом при вершине менее 0,02 МПа или модуль осадки при нагрузке 0,25 МПа более 50 мм/м (модуль деформации ниже 5 МПа).

К земляному полотну, сооружаемому на слабом основании предъявляются дополнительные требования.

Должна быть исключена возможность выдавливания оставляемого слабого грунта из под насыпи в процессе её возведения и эксплуатации (обеспечение устойчивости основания).

Интенсивная часть осадки должна завершиться до сооружения покрытия (обеспечение стабильности).

Упругие колебания земляного полотна, возникающие при наличии слабых грунтов в основании не должны превышать допустимую величину для принятого типа покрытия.

На насыпях, в основаниях которых оставлены слабые грунты, дорожные одежды можно устраивать:

0. капитального типа после завершения не менее 90 % расчетной осадки или средняя интенсивность осадки за месяц предшествующий устройству покрытия не превышает 1,5 - 2,0 см/год;

1. облегченного типа после завершения не менее 80 % расчетной осадки или интенсивности осадки не более 3 - 5 см/год.

Для исключения недопустимых упругих колебаний толщина насыпей, сооружаемых на торфяных основаниях должна быть не менее 1,2 м в зависимости от мощности слабого грунта (глубины болота) и капитальности дорожной одежды. Если толщина насыпного слоя Н_гр меньше 3 м, необходимо проводить динамический расчет устойчивости дорожной конструкции.

43. Методы ускорения осадки слабых оснований

1. Временная пригрузка.

Наиболее простым и эффективным методом ускорения осадки насыпи на болотах I типа является метод обжатия с помощью временного пригруза. Осадка заданной величины может быть достигнута за более короткий срок

Пригрузка в виде дополнительного слоя насыпи на всю ширину земляного полотна устраивается на дорогах с усовершенствованными покрытиями. Толщину пригрузочного слоя принимают в зависимости от несущей способности основания и требуемого срока ускорения осадки (обычно 1-2 м). После пригрузочный слой снимают, и грунт используют на следующих участках.

Для дорог с переходным и низшим типом покрытий допускается устройство пригрузки за счет временного симметричного увеличения крутизны откосов. Ширина пригрузочного слоя поверху должна быть не менее проектной ширины проезжей части. После достижения проектной величины осадки грунт из пригрузочного слоя распределяется на откосах в соответствии с проектным поперечным профилем.

2. Вертикальное дренирование.

Вертикальные дрены устраивают с целью ускорения консолидации основания за счет сокращения пути фильтрации воды. Вертикальные дрены способствуют ускорению уплотнения слабого грунта и повышают устойчивости основания. Этот способ неприменим при глинистых грунтах.

Вертикальное дренирование следует совмещать с временной пригрузкой.

Вертикальные дрены выполняют в виде скважин, заполненных песком диаметром от 40 до 60 см.

При применении вертикальных дрен насыпь или ее нижнюю часть толщиной не менее 50 см устраивают из дренирующих грунтов.

Вместо песка для вертикальных дрен можно использовать ленты из геотекстильного материала, погружаемые в толщу специальными механизмами.

Упрощенной разновидностью вертикального дренирования являются дренажные прорези. Их устраивают при мощности слабого слоя до 4 м и возможности сохранить в слабой толще вертикальные откосы в течении времени, необходимого для заполнения прорези дренирующим грунтом.

Расстояния между дренажными прорезями назначают в пределах 1.5 - 3.0 м. Ширина прорезей назначается 0.6 - 1.0 м.

3. Частичное удаление слабого грунта.

Удаление верхней части слабой толщи и заполнение траншеи дренирующим грунтом дает комплексный эффект - повышение прочности и ускорение осадки основания.

Частичное удаление слабого грунта целесообразно в случаях:

0. жесткого ограничения отметки проезжей части и когда соблюдение прочности требует устройства массивной насыпи;

1. если верхний слой слабой толщи имеет меньшую прочность;

2. для ускорения стабилизации осадки, когда нельзя применить временную пригрузку.

4. Метод предварительной консолидации.

Метод предварительной консолидации или метод постепенного загружения применяется на болотах II и I типов при временной пригрузки в случаях, когда устойчивость слабой толщи в природном состоянии недостаточна для восприятия прикладываемой нагрузки.

Принцип этого метода заключается в назначении определенного режима возведения насыпи, соответствующего повышению прочности грунта слабого основания при уплотнении его давлением насыпи.

5. Устройство боковых пригрузочных призм (берм).

При наличии достаточной полосы отвода и небольшом расстоянии перевозки грунта устраивают боковые призмы шириной не менее 4 м с поперечным уклоном 2 - 3 % к насыпи. При ширине призмы более 6 - 8 м применяют двухскатный профиль.

Эффект применения боковых призм можно рассматривать как снижение расчетной величины действующей нагрузки.

6. Применение армирующих прослоек.

Повышение устойчивости земляного полотна на слабом основании при заданной крутизне откосов можно обеспечить путем укладки в нижней части насыпи армирующих прослоек не обладающих жесткостью в вертикальном направлении, но воспринимающих горизонтальное растягивающие напряжения.