Способ укрепления откосов земляного полотна. Способы защиты откосов земляного полотна от воздействия дождевых и паводковых вод

Не может быть прочного и устойчивого земляного полотна при небрежно укрепленных откосах. Эксплуатационные расходы, связанные с содержанием откосов в состоянии, удовлетворяющем действующим техническим правилам, существенно повышаются.
К откосам предъявляют следующие требования: обеспечение устойчивости в течение срока службы земляного полотна при минимальных эксплуатационных расходах по их поддержанию в проектном состоянии;
улучшение общего вида улицы с созданием на откосах яркого растительного покрова;
создание растительного покрова с учетом природных условий местности: рельефа, почвогрунтов, гидрогеологии и климата;
механизация технологии укрепительных работ; использование преимущественно местных дорожно-строительных материалов;
снижение стоимости укрепительных работ; уменьшение эксплуатационных расходов. Если грунты песчаные и близко расположены крупные водоемы или реки, то практика строительства намываемого земляного полотна в районах Сибири показала целесообразность устройства откосов со степенью крутизны 1:15...1:20, названных пляжными. В этом случае гарантируются его прочность и устойчивость в течение многих лет по существу без эксплуатационных работ. Однако при этом значительно увеличивается объем земляных работ, поэтому применение пляжных откосов нуждается в соответствующем технико-экономическом расчете.
До начала укрепительных работ устанавливают положение оси и бровок земляного полотна в плане и продольном профиле. Колышками через 20 м обозначают подошву насыпи или выемки и устанавливают откосники-шаблоны, фиксирующие проектный профиль откоса. Полосу грунта с внешней Стороны бровки откоса планируют бульдозером или автогрейдером по проектным отметкам на ширину не менее 5,5 м. По этой полосе насыпи или предоткосной площадке выемки намечают колышками линию движения экскаватора-планировщика.
Вначале планируют поверхность насыпей, а затем их откосы. В выемках же после откосов планируют дно. Насыпи возводят с запасом грунта на откосах 5-10 см, а откосы выемок не добирают на 10-15 см, чтобы при их планировке грунт срезали, а не досыпали. Уступы на откосе выемок срезают бульдозером, спуская грунт в траншею у подошвы. Затем челночным способом грунт перемещают в насыпь либо погружают на автомобили-самосвалы (рис. 15.1).
Если глубокая выемка (до 13 м) разрабатывалась экскаватором с прямой лопатой, то временные полки на откосах и недобор грунта устраняют экскаватором-драглайном (рис. 15.2), либо по ярусам бульдозером с откосником. В дальнейшем полки шириной 3-4 м разрабатывают универсальным бульдозером (рис. 15.3). Одновременно другим бульдозером, но с откосником, планируют откос выемки. Срезанный грунт сбрасывают под откос и убирают экскаватором при разработке следующего яруса. Во время отделки одного из откосов разрабатывают выемку с другой стороны. Объему работ, выполняемых бульдозером, не превышает 10-12 % общего объема выемки (с учетом недобора).
Специальные дорожные машины для отделки откосов серийно практически не выпускают (кроме автогрейдеров). Навесное же оборудование к экскаваторам выпускают в недостаточном количестве. Отсюда на практике применяют различные конструкции навесного оборудования, изготовляемые непосредственно крупными строительными организациями.
Нередко откосы глубоких выемок по ярусам планируют автогрейдером с навесным откосником (рис. 15.4). Откосы насыпей высотой до 3,5 м, особенно свежеотсыпанных из грантов первых двух групп, планируют автогрейдером.

Для защиты земляного полотна от размыва и волноприбоя, когда происходит чрезмерное воздействии на него атмосферных и паводковых вод, применяют различные типы укрепления поверхностей, с целью уменьшения или предотвращения инфильтрации их в грунты. Тип укрепления и вид защиты выбирается в зависимости от конкретных условий объекта: топографического расположения, климатических условий, гидрологи и других условий.

Укреплению подлежат следующие элементы земляного полотна:

Откосы насыпей, выемок и защитного слоя при всех видах грунтов, кроме скальных слабовыветривающихся и выветривающихся, а также крупнообломочных грунтов;

Обочины насыпей и выемок при песчаных, а в выемках, кроме того, и при переувлажненных глинистых грунтах;

Бермы, разделительные площадки на откосах насыпей и выемок, регуляционные сооружения, кавальеры, банкеты;

Откосы и дно водоотводных канав и кюветов;

Поверхности нарушенных при выполнении земляных работ площадей.

Основными расчетными параметрами при проектировании укреплений земляного полотна являются:

Скорость течения поверхностной воды;

Глубина потока;

Высота волны с заданной обеспеченностью ее непревышения;

Для защиты используются следующие основные виды укрепительных устройств: искусственный дерновой покров, каменные и бетонные укрепления и др.

Искусственный дерновый покров образуется в результате посева семян многолетних трав. Дерновой покров предохраняет поверхность земляного полотна от размывания при скорости текущей воды до 0,9 метр/сек и при глубине до 0,4 метра, до 1,2 метр/сек при глубине до 1 метра и до 1,3 метр/сек при глубине до 2 метров. Сплошная дерновка может выдерживать до 20 сут волнения с высотой образовывающейся волны до 0,2 метра. При этом травяной покров в два раза увеличивает испарение воды из грунта в результате транспирации; армирует корневой системой верхний слой грунта, защищая от водной и ветровой эрозии, инфильтрации и возникновения усадочных трещин при высыхании грунта.

Для многолетних трав применяют гидропосев с мульчированием (добавление в смесь опилок, торфяной крошки и т.д.) без применения растительной земли или механизированный способ - по слою растительного грунта. Подбор состава семян многолетних трав осуществляется согласно агротехническим требованиям с учетом региона, климатических условий, состава почв и прочих особенностях региона. Рекомендуется использовать семена трав трех видов злаковых (рыхлокустовых, корневищевых, стержнекорневых) и бобовых. Засев семенами производят в лучшее время для вегетационноного периода растений, но не позднее чем за месяц до первых заморозков.

На откосах, сложенных из переувлажненных пылеватых грунтов, либо когда есть вероятность смыва семян до образования устойчивого травяного покрова, посев производится в растительный грунт, размещаемый в железобетонных обрешетках, объемных георешетках или в геоматах (рис. 1).

Рис. 1. Укрепления для откосов: а - железобетонные обрешетки для посева трав; 1 - обрешетка; 2 - посев трав; 3 - железобетонные свайки; б - план объемной георешетки; в - общий вид геомата

По технологии производства работ и оправданной стоимости преимущество имеют гибкие пластиковые типы укрепления на основе георешеток и геоматов. Объемные пластиковые георешетки состоят из объемной пластиковой конструкции, анкеров, материала для заполнения ячеек георешетки. Уложенные на откосе материалы образуют сплошной защитный ковер.

Георешетка - это складывающаяся объемная ячеистая конструкция прямоугольной формы, изготавливаемая из полиэтиленовых полос, соединяемых между собой сварными швами, располагающимися в шахматном порядке и перпендикулярно основанию георешетки. Схема георешетки в растянутом положении приведена на рис. 1, б. Конструктивный модуль георешетки имеет следующие основные размеры.

Длина конструктивного модуля в рабочем состоянии А выбирается из стандартных длин, выпускаемых производителем (диапазон от 6 до 14 метров), и зависит от длины укрепляемого откоса. Ширина модуля В также принимается стандартной, выпускаемой производителем (диапазон размеров от 2,4 метра до 2,8 метров). Размеры ячеек георешетки в плане а и b должны быть не менее 200 мм. Толщина георешетки (высота полосы) h в укреплении принимается от 75 до 150 мм, а толщина полосы 5 не меньше 1,5 мм.

Полосы могут быть как сплошными, так и перфорированными отверстиями, выполняющими дренажные функции. Действующая растягивающая нагрузка при этом условном достижении в пределе текучести полосы с шириной 50 миллиметров и при расстоянии между зажимами испытательной машины 100 мм должна быть не ниже 1 кН, а удлинение при этом не более 15 %.

Закрепление георешеток на откосе производится с помощью Г-образных анкеров, которые изготавливают из стальной арматуры диаметр прутка d = 10-14 мм, длина 50-120 сантиметров. Их устанавливают внутри конструктивного модуля равномерно по площади в шахматном порядке с установленным шагом 1,0-1,5 метра и более часто (в каждую ячейку) по границам модуля (рис. 2, а). Конкретные размеры арматурных анкеров и шаг их прокладки определяют проектом в зависимости от грунта, крутизной укрепляемого склона и весом заполнителя решетки, с учетом надежного закрепления конструктивного модуля на откосе от сдвига.

После прокладки и закрепления на грунтовой поверхности георешетки необходимо защитить от воздействия солнечных (ультрафиолетовых) лучей материалом заполнения. Заполнение георешеток производится растительным грунтом или торфопесчаной смесью с таким расчетом, чтобы грунт выступал над верхней поверхностью георешеток на толщину 5-7 см. После заполнения георешеток грунтом выполняется посев семенами многолетних трав.

Геоматы представляют собой трехмерные водопроницаемые высокопористые структурные модули из полимерных хаотически расположенных волокон, соединяемых между собой термическим способом (см. рис. 1, в). Для укрепления откосов геоматы укладывают в определенном порядке, затем высевают семена, образующие покров из трав и небольших растений.

Геоматы выпускаются рулонами с шириной не менее 2 метров. Длина рулона не лимитируется и определяется в зависимости от длины укрепляемого склона, так чтобы при необходимости она была бы не меньше последней.

Применение геоматов должно допускаться при температуре окружающей среды от минус 65 °С до плюс 40 °С в грунтах с параметром кислотности рН от 3 до 10.

Основные требования к прочности материала геоматов для укрепления поверхностей откосов земляного полотна указаны в таблице ниже

Геоматы должны применятся гибкими и выдерживать максимальный изгиб в 180 градусов, при этом видимых разрушений волокон наблюдаться не должно, радиус изгиба 10 миллиметров и температура - 5 °С. После монтажа и крепления на грунтовой поверхности геоматы необходимо защитить от воздействия солнечных (ультрафиолетовых) лучей.

Закрепление геоматов на откосе осуществляют при помощи П — образных скоб, изготавливаемых из металлической арматуры с диаметром прутка 6-8 миллиметров, длина прутка l = 30 см. Их устанавливают внутри конструктивного модуля по всей площади с равномерным шагом 1,0-1,5 метров.

Верхняя часть геомата закрепляется на верхней бровке склона в специально изготовленной траншее треугольной формы, глубина траншеи должна быть не менее 30 сантиметров, в последующем траншею заполняют местным грунтом с уплотнением. Схема закрепления геомата на откосе приведена на рис. 2, б, в.

Рис. 2. Схемы укрепления откоса: а - объемная георешетка; б - геомат в профиле; в - геомат в плане

Соседние рулоны укладываются внахлест друг к другу с перекрыванием не менее 10 сантиметров. При необходимости по длине откоса укладки нескольких рулонов, они также укладываются внахлест с перекрыванием не менее 10 сантиметров. После укладки и закрепления на грунтовой поверхности геоматы покрываются слоем растительного грунта (возможно добавление песка) с семенами многолетних трав. Толщина слоя грунта принимается не менее 10 сантиметров.

Крупнообломочные и скальные грунты (галечниково-гравийные, щебенисто-дресвяные и др.) применяются для покрытия откосов в местах, где посев многолетних трав невозможен по причине климатических, технологических условиях или экономически нецелесообразен, либо скорость течения воды превышает 1,0 м/с. К ним относятся мощение, каменные наброски, габионные структуры.

Кроме того, покрытие откосов насыпей набросками из крупного фракционного камня производится при наличии в основании насыпи мерзлоты, производящей охлаждающее действие, предотвращающее ее деградацию.

Покрытия из крупнообломочных и скальных грунтов имеют разные конструктивные решения. Рассмотрим основные из них.

Мощение из булыжного камня (размер камня 0,15-0,3 метра укладываемый тычком) одиночное или двойное (два ряда камня) представляет собой способ защиты исключительно с использованием ручного труда, применяется в настоящее время редко и при малых объемах работ (например, для конусов мостов). Способ надежен и позволяет укреплять откосы при скорости течения до 2-5 м/с с высотой волны до 1,5 метра.

Каменные наброски из разрыхленных слабовыветриваемых скальных грунтах (горной массы - сортированной или несортированной) выполняется в виде защитных призм (набросок) на откос. В качестве материала наброски должен использоваться камень значительной прочности (> 50 МПа), морозостойкости (более 50 циклов замерзания и оттаивания) и высокого удельного веса (>24 кН/м3). Устройство укрепления в виде каменных набросок экономически и технически целесообразно при скоростях вдоль берегового течения 1,5-5,0 м/с и высоте волны до 2,5 метра.

Верхнее крепление принимается не менее чем на 0,25 метра выше наибольшего расчетного уровня воды (НРУВ) при пропуске паводка с учетом подпора, волнового наката на откос, ветрового нагона, приливных и ледовых проявлений. Наибольший расчетный уровень воды устанавливается с вероятностью превышения 1:100 (1 %) для линий III и более высоких категорий и 1:50 (2 %) для линий IV категории.

При постоянном подтоплении откоса насыпи водотоком в верхней части укрепления, где скорости течения и волновое воздействие максимальны, укрепление может быть основным (более мощным), а нижняя часть облегченной.

При неразмываемых грунтах основания применяют конструктивное решение в виде одной защитной призмы (рис. 3, а), а в случае возможности размыва грунтов основания защитные призмы дополняют в нижней части при постоянном водотоке упорными бермами (рис. 3, б) и при периодическом подтоплении - рисбермами (рис. 3, в).

Рис. 3. Укрепление насыпи набросками из горной массы: а - при неразмываемых грунтах основания; б - при размываемых грунтах осно¬вания; в - при подтоплениях двухслойной каменной наброской с рисбермой; 1 - каменная наброска; 2 - упорная призма; 3 - песчано-гравийная смесь; 4 - геотекстиль; 5 - рисберма; а - ширина защитной призмы; dBy - отметка верха укрепления; НУРВ и МУВ - наивысший расчетный и меженный уровни воды

Размеры рисбермы и упорных берм выбираются из условия предотвращения размыва основания у подошвы откоса и восприятия составляющей веса вышележащего массива наброски. Расчетный размер камня в наброске dK выбирается наибольшим исходя из требований обеспечения устойчивости камня на откосе данной крутизны в зависимости от скорости вдольберегового течения и высоты волны:

где vp - расчетная скорость течения, м/с, принимаемая как средняя скорость потока по вертикали у подошвы откоса в рассматриваемом сечении;

А - коэффициент, учитывающий устойчивость камня на откосе; А = 1 на участках крутых поворотов русла реки при радиусе менее 300 метров и А - 1,15 во всех остальных случаях;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

gK и gB - удельный вес камня и воды соответственно, кН/м3;

а - угол наклона откоса насыпи к горизонту, град;

QK - вес расчетного камня, кН;

hi%- высота волны i%-ной обеспеченности, м (обеспеченность i принимается 1 % для всех дорог от 111 категории и выше и 2 % для дорог IV категории);

X - средняя длина волны, м; величины и X определяется по СНиП 2.06.04-82.

Сортированная горная масса должна содержать не более 25 % неполномерных камней, а несортированная более 50 % камней расчетного веса. При этом степень неоднородности в горной массе Сц- d60/dl0 принимается в пределах от 3 до 15.

Каменная наброска может быть как однослойная, так и многослойная. При многослойной каменной наброске размеры камня нижних слоев dK_i определяются из условия их фильтрационной устойчивости

где d K _ j + l - диаметр вышележащего контактирующего слоя каменной наброски.

Толщина однослойной каменной наброски (защитной призмы) t должна быть не менее t > 3dK при несортированной горной массе и не менее t> 2,5dK - при сортированном камне. При многослойной каменной наброске толщина каждого i-го слоя наброски определяется tj > 2dK_j. При этом ширина защитной призмы а (см. рис. 3) принимается не менее 1 метра, а если призма сооружается по местным условиям отдельно от насыпи, то исходя из технологии производства работ, не менее 3 метров.

Под каменной наброской в случае, если коэффициент междуслойности нижнего слоя камня и грунта насыпи хк_г > 30, устраивается обратный фильтр, в качестве которого может быть слой щебня, песчано-гравийная смесь либо геотекстиль (нетканый материал). Коэффициент междуслойности нижнего слоя камня и насыпи определяется как

где d5о_ г - размер частиц грунта насыпи, меньше которых по массе в грунте содержится 50 %.

Обратный фильтр служит для предотвращения механических суффозий мелкими частицами грунта откосов в поры каменной наброски при снижении уровня подтопления, уменьшения уровня пойменных вод, накате и откате волн на откос. Обратный фильтр, как правило, по технологическим соображениям принимается однослойным. При этом обратный фильтр проектируется из условия недопущения выноса частиц грунта в фильтр и его кольматации, а также вымывания частиц самого фильтра через наброску. Для однослойных фильтров из зернистых материалов требования к их гранулометрическому составу определяются формулами:

где С и _ ф - степень неоднородности гранулометрического состава фильтра;

d60-ф’ d50-ф и d10-ф - размеры частиц фильтра, меньше которых по массе в нем содержится соответственно 60, 50 и 10 %.

Если не выполняется условие, то рассматривают возможность укладки каменной наброски с большим количеством слоёв и соответственно уменьшение величины d50_ф либо укладку под фильтр геотекстиля. В качестве геотекстиля применяют нетканый материал, имеющий толщину не менее 4 мм и поверхностную плотность не менее 500 г/м2.

Толщина обратного однослойного фильтра из зернового материала 5ф принимается

При этом минимальная толщина фильтра 5ф принимается не менее 20 см при отсыпке посуху и не менее 30 см при отсыпке в воду. Если по формуле толщина фильтра 5ф получилась более 35 см, то переходят на двухслойный фильтр.

Если зерновой материал применяется в комбинации с геотекстилем, то его толщина уменьшается до величины 5ф>4d 50-ф, а минимальная толщина может быть уменьшена до 10 см.

При постоянном подтоплении откоса насыпи технологически целесообразно применять обратные фильтры из геотекстиля без дополнительного слоя зерновых материалов. В качестве такого геотекстиля используют специальные толстые фильтрационные нетканые материалы, толщина которых не менее 10 мм и поверхностная плотность не менее 1000 г/м2.

Габионные структуры в виде коробчатых габионов или матрасов Рено (плоские габионы) или их сочетание широко применяются для создания защит от размывов откосов, берегов и конусов мостов. Устройство укрепления в виде габионных структур экономически и технически целесообразно при скоростях вдольберегового течения 1,5-5,0 м/с и высоте волны до 1,5 метра.

Конструктивно габион представляет собой проволочный остов коробчатого типа, заполняемый камнем. Коробчатый габион - ящик прямоугольной формы с откидными крышками (рис. 4), изготовленный из металлической оцинкованной сетки, которая имеет шестигранные звенья (ячеи) с двойным кручением.

Рис. 4. Коробчатые габионы: а, б- габионы соответственно без диафрагмы и с диафрагмой; в - матрас Рено; г - металлическая сетка с двойным кручением ячей: 1 - кромка сетки; 2 - проволока; 3 - двойное кручение; Z) и В - размеры ячеи

Ящики заполняются камнем, крышки закрываются и связываются со стенками такой же проволокой. Стандартная высота коробчатых габионов устанавливается 0,5 и 1,0 метр при ширине 1,0 метр, а матрасов Рено — 0,17, 0,23 и 0,30 метра при ширине 2,0 метра. По длине коробчатые габионы изменяются от 2,0 до 4,0 метра, а матрасы Рено - от 3,0 до 6,0 метров.

Для придания габионам большей жесткости в них через 1,0 метр по длине могут устанавливаться из той же сетки диафрагмы (см. рис.4, б). Для особых целей (при высоких скоростях течения) существуют габионы больших размеров («джамбо»), ширина которых составляет 2,0 метра, а длина - 6,0 метров.

Проволока, которая используется для изготовления габионов, должна иметь цинковое покрытие с плотностью 0,240-290 кг/м2, а для применения габионов в особокоррозионной среде оцинкованная проволока должна дополнительно покрываться оболочкой из поливинилхлорида (ПВХ) толщиною 0,4-0,6 миллиметра. Проволока должна иметь соответствующий предел прочности 380-500 МПа при соразмерном удлинении менее 12 %, диаметр проволоки 2-3 мм, размер звеньев от 5×7 см до 10×12 см. Разрывная нагрузка звеньев сетки 35-53 кН/м.

Для заполнения габионов применяется каменный материал, в основном состоящий из булыжника, карьерного камня, гальки. Рекомендуется использовать камень с большим удельным весом (не меньше 17 кН/м3) и пористостью не более 0,40, прочный, неразмягчаемых пород, морозоустойчивый (марка по морозостойкости выше МР350). Размер камня должен быть больше чем 1,0-1,5 размера ячейки сетки.

Из габионов устраиваются подпорные стены, а матрасы Рено укладывают в виде покрытий на откосы. Варианты укреплений откосов и других защитных сооружений с применением габионов указаны на рис. 5.

Рис. 5. Укрепления из габионов: а - стена из габионов, опирающаяся на матрасы Рено; б - стена из габионов, опирающаяся на каменную наброску; в - покрытие из матрасов Рено; г - комплексное укрепление в виде стены из габионов и покрытия из матрасов Рено; / - габионы сечением 1,0×1,0 м; 2 - матрасы Рено; 3 - максимальный размыв дна; 4 - основание из каменной наброски; 5 - фильтр из геотекстиля; 6 - обратная засыпка; НРУВ и МУВ - соответственно наивысший расчетный и меженный уровни воды

Укрепления и защитные сооружения из габионных структур рассчитываются на скорость вдольберегового течения, волновое воздействие, ледовую нагрузку и возможность подмыва основания.

Использование габионных конструкций в качестве укрепления земляного полотна, имеет свои преимущества: высокое сопротивление нагрузкам (скорости течения и высоте волны), и одновременно гибкость лучше, чем покрытия из бетона, устойчивость к деформациям и усадкам.

Бетонные и железобетонные укрепления являются индустриальными укреплениями и широко применяются для защиты от размыва и волноприбоя. Укрепляемые плитами откосы из условия устойчивости плит на откосе должны быть не круче чем 1:2. Эти укрепления имеют разные типы.

Бетонные плиты сборные, свободнолежащие применяются если скорость течения воды составляет до 1,5 м/с, и высоте волны до 0,7 метра и слабом ледоходе. Типовым являются размер плит 1,00×1,00×0,16 метров, укладываемые на щебеночной или гравийной подготовке при толщине 0,1 0,2 метра. Размер шва между плитами 0,01-0,02 метра.

Железобетонные конструкции, разрезные плиты (шарнирно-соединенные между собой) применяются если скорость течения воды составляет до 3,0 м/с а высота волны до 1,5 метра. Типовыми являются плиты размером 2,50×3,00 толщиной от 0,10 метра до 0,20 метра, укладываемые на сплошном слое обратного фильтра. Размер шва между плитами применяется 0,01-0,02 метра (рис. 6).

Рис. 6. Покрытия из плит, омоноличенных по контуру: 1 - железобетонные плиты; 2- обратный фильтр; 3 - геотекстиль; НРУВ - наивысший расчетный уровень воды; В - размер плиты, перпендикулярный урезу воды; а - длина плиты; b - ширина шва между плитами

В качестве обратного фильтра под железобетонными плитами применяют слой щебня или песчано-гравийной смеси. Требования к материалу такого фильтра аналогичны, как и для обратного фильтра под каменной наброской, и он должен предотвращать вымывание частиц грунта и частиц самого фильтра через швы в плитах. Для однослойного обратного фильтра параметры подбираются по формулам:

где С и _ ф, d 60 _ ф , d 50 _ ф , d 25 _ ф, и d 50 _ r — те же параметры гранулометри­ческого состава фильтра и грунта, что и в предыдущих формулах; b - ширина шва между плитами.

Если не выполняется условие, то под фильтр предусматривают укладку геотекстиля в виде нетканого материала, имеющего толщину не менее 4 мм и поверхностную плотность не менее 500 г/м2. Толщина обратного однослойного фильтра под плитами определяется аналогично, как и при каменной наброске по формуле.

Железобетонные плиты, омоноличенные по контуру в карты, применяются при скорости течения до 6,0 м/с и высоте волны до 3,0 метров. При этом используются плиты тех же размеров, что для разрезных покрытий, соединенных шарнирно. Эти плиты соединяются сваркой арматуры, выпуски которой делают по краям, а сами края плит во избежание сколов при поворотах имеют скосы. Карты могут иметь размеры до 20-30 метров. Шов между соседними картами принимается 0,06-0,10 метра и заделывается пластичными смесями. Омоноличенные карты укладывают на подготовку из разнозернистого гравия или щебня толщиной 10 см, а под швами делается ленточный фильтр (рис. 7).

Рис. 7. Конструкция ленточного фильтра: а - продольного; б - поперечного; 1 - железобетонная плита; 2 - подготовка из разнозернистого гравия или щебня; 3 - крупный гравий или щебень; 4 - крупнозернистый песок; 5 - мелкий гравий или щебень

Монолитные железобетонные покрытия изготавливают на месте и обычно применяют при больших площадях защищаемых поверхностей и криволинейных откосах. Размеры карт, изготавливаемых на месте, могут изменяться в широких пределах в зависимости от потребности в температурно-усадочных швах, принятой технологии и местных условий. Швы между картами заделываются аналогично, как и для карт, выполненных из плит, омоноличенных по контуру. Монолитные покрытия применяют при скорости течения до 8,0 м/с и высоте волны до 3,0 метров.

При применении всех перечисленных бетонных и железобетонных покрытий их толщина определяется исходя из требований обеспечения плиты от всплытия (из-за противодавления воды), сдвига и опрокидывания ее расчетной волной по формуле

Где Кб- коэффициент запаса (для линий: скоростных, особогрузонапряженных и I категории - 1,30; II категории - 1,20; III категории - 1,15 и IV катего­рии - 1,10);

nпл - коэффициент, учитывающий тип плиты (1,00 - при монолитных и 1,10 - при сборных и омоноличенных плитах);

h i % - высота волны /%-й обеспеченности,

X - средняя длина волны,;

В - размер плиты, перпендикулярный урезу воды,

у пл и y b - удельный вес материала плиты и воды соответственно, кН/м 3 ;

m - показатель заложения откоса.

Владельцы патента RU 2507343:

Изобретение относится к области транспортного строительства и может быть использовано для укрепления откосов и основной площадки земляного полотна на участках с балластными углублениями. Способ укрепления откосов земляного полотна включает изготовление дренажных скважин, принудительное удаление воды из полостей земляного полотна за его пределы через дренажные скважины путем направленного нагнетания твердеющего раствора в сторону дренажных скважин. Предварительно в тело земляного полотна осуществляют установку армирующих анкерных элементов, причем их установку осуществляют поярусно и под углом друг к другу с образованием пространственной решетки. Технический результат состоит в повышении качества и эффективности проводимых работ, повышении сопротивляемости грунтового массива сжимающим и сдвигающим нагрузкам. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области транспортного строительства и может быть использовано для укрепления откосов и основной площадки земляного полотна на участках с балластными углублениями. Формирование и развитие балластных углублений основной площадки сопровождается накоплением воды в теле земляного полотна, что может привести к сползанию откоса и потере устойчивости грунтового массива.

Известны способы ликвидации балластных углублений планировкой или заменой грунтов основной площадки. Такие меры являются весьма эффективными, однако они связаны со значительными финансовыми потерями, так как требуют закрытия движения на перегоне.

Известен способ ремонта земляного полотна, при котором осуществляют отвод накопленной в земляном полотне воды посредством устройства дренажных скважин [Справочник по земляному полотну эксплуатируемых железных дорог. Под ред. А.Ф. Подпалого, М.А. Чернышева, В.П. Титова. - М., Транспорт, 1987. - С.254-255].

Среди недостатков способа следует выделить самотечное удаление воды, не позволяющее осушить балластное углубление и возможность недопустимой осадки пути за счет образовавшихся пустот и пор в грунтах земляного полотна. Возможен также процесс суффозии - вынос более мелких частиц грунта вместе с удаляемой водой. Другим серьезным недостатком известного способа является то, что осушение земляного полотна не решает вопрос о повышении устойчивости откоса земляного полотна, сниженной в процессе развития балластного углубления.

Известен способ укрепления земляного полотна устройством дренажей, одновременно являющихся армирующими элементами. Способ основан на использовании устройства, включающего размещенную в теле земляного полотна дренажную трубу, снабженную водозаборным устройством, и оголовок, жестко соединенный с дренажной трубой и погруженный в тело откоса. При этом оголовок выполнен в виде анкерного элемента [Патент РФ №2305730 «Устройство для укрепления откосов земляного полотна»]. Использование оголовка в виде анкерного крепления, по мнению авторов, позволяет укрепить откосы земляного полотна.

Известный способ не обеспечивает полного осушения балластного углубления, так как удаление влаги происходит в самотечном режиме. Кроме того, оставшиеся после осушения поры заполнены воздухом, что может вызвать просадки основной площадки земляного полотна. В результате земляное полотно не будет находиться в стабильном состоянии длительное время.

Известен способ ремонта железнодорожного земляного полотна, включающий изготовление дренажных скважин, погружение инъекторов, принудительное удаление воды из полостей земляного полотна за его пределы через дренажные скважины путем направленного нагнетания через инъекторы твердеющего раствора в сторону дренажных скважин [Патент РФ №2277616 «Способ ремонта железнодорожного земляного полотна»]. Данный способ позволяет обеспечить эффективное удаление влаги из балластного углубления с одновременной заменой ее твердеющим раствором, что обеспечивает дополнительную прочность и водонепроницаемость основной площадки. Данный способ не решает вопрос укрепления откосов, что приводит к увеличению трудоемкости и соответственно стоимости ремонта. Кроме того, затвердевший раствор подвержен потере прочности во времени.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности способа с одновременным упрочнением земляного полотна.

Это достигается за счет того, что в способе укрепления земляного полотна, включающем изготовление дренажных скважин, принудительное удаление воды из полостей земляного полотна за его пределы через дренажные скважины путем направленного нагнетания твердеющего раствора в сторону дренажных скважин, предварительно в тело земляного полотна осуществляют установку армирующих анкерных элементов, причем их установку осуществляют поярусно и под углом друг к другу с образованием пространственной решетки.

В качестве армирующего анкерного элемента возможно использовать стальную, композитную (базальтопластиковую, стеклопластиковую и т.д) трубу, инъектор с теряемым наконечником. В качестве инъекционного материала целесообразно применять твердеющий раствор на основе цементного вяжущего.

Сущность предлагаемого способа укрепления откосов земляного полотна поясняется чертежами и примером его использования.

На фиг.1 изображена операция по нагнетанию твердеющего раствора. На фиг.2 изображена схема расположения верхнего яруса армирующих анкерных элементов (вид сверху).

Реализация предлагаемого способа ремонта железнодорожного земляного полотна осуществляется в следующей последовательности.

На откосе земляного полотна 1 (фиг.1 и 2) монтируется стартовое устройство пневмоударной машины (ПУМ) с выставлением проектного угла забивки. Затем производится забивка армирующих анкерных элементов 2 до проектной отметки. Забивка производится в нескольких ярусах под углом друг к другу с образованием пространственной решетки. С целью освобождения пространства для выхода наконечника (при использовании в качестве армирующего анкерного элемента инъектора с теряемым наконечником), армирующие анкерные элементы выдергиваются на 100 мм. После этого изготавливаются дренажные скважины 4 и монтируется водосборный коллектор 6, а затем осуществляют нагнетание твердеющего раствора 3 с одновременным извлечением анкерного элемента 2 вплоть до поглощения грунтом проектного объема твердеющего раствора. При этом происходит удаление воды 5 из обводненной зоны 7 земляного полотна с одновременным замещением ее твердеющим раствором 3. После этого армирующие анкерные элементы 2 добиваются до проектной отметки. Со временем раствор 3 затвердевает, объединяя собой все армирующие анкерные элементы 2 в единый каркас, обеспечивающий дополнительное сопротивление грунтового массива сжимающим и сдвигающим воздействиям.

Также существует возможность достижения указанного технического результата путем использования армирующих анкерных элементов с глухим наконечником и перфорированной частью. В этом случае работы выполняются в следующем порядке.

На откосе земляного полотна 1 монтируется стартовое устройство пневмоударной машины (ПУМ). Затем выполняется забивка армирующих анкерных элементов 2 до проектной отметки, длина перфорированной части которых равна проектной длине проработки грунтового массива. Забивка выполняется в нескольких ярусах таким образом, чтобы армирующие элементы образовывали в одном ярусе забивки решетку. После чего изготавливаются дренажные скважины 4 и монтируется водосборный коллектор 6. Следующим этапом производится приготовление твердеющего раствора на основе цементного вяжущего. Нагнетание твердеющего раствора 3 производится вплоть до поглощения грунтом проектного объема. При этом происходит удаление воды из обводненной зоны 5 земляного полотна с одновременным замещением ее твердеющим раствором. Со временем раствор затвердевает, объединяя собой все армирующие анкерные элементы 2 в единый каркас, обеспечивающий дополнительное сопротивление грунтового массива сжимающим и сдвигающим воздействиям.

Пример. Выполнялся ремонт 12-метровой насыпи участка железнодорожной линии Междуреченск - Тайшет на 961 км Красноярской железной дороги. Необходимость усиления возникла в связи с развитием дефектов откосов земляного полотна.

Укрепление грунтов откосной части земляного полотна выполнялось забивкой армирующих анкерных элементов, в качестве которых использованы трубы с внутренним диаметром 40 мм в нескольких ярусах с откоса под углом 45° с шагом 1,5 м таким образом, что бы в горизонтальной плоскости каждого яруса образовывались решетки из них. Армирующие элементы забивались в тело насыпи с помощью пневмоударного механизма (ПУМ).

После погружения армирующих элементов осуществлялось направленное нагнетание твердеющего раствора. Исходный состав компонентов на 1 м 3 раствора: песок - 1000 кг, глина - 200 кг, цемент М400 - 200 кг, пластификатор - 1,5 кг. Нагнетание производилось с одновременным извлечением армирующих элементов, затем армирующие элементы были добиты до проектной отметки.

По окончании работ установлено инструментальное наблюдение за деформациями откоса. В настоящее время подвижек закрепленного грунтового массива не наблюдается.

Использование предложенного способа ремонта железнодорожного земляного полотна позволяет значительно повысить качество и эффективность проводимых работ за счет отвода избыточной влаги под давлением нагнетаемого раствора и создания армирующего каркаса, повышающего сопротивляемость грунтового массива сжимающим и сдвигающим нагрузкам.

1. Способ укрепления откосов земляного полотна, включающий изготовление дренажных скважин, принудительное удаление воды из полостей земляного полотна за его пределы через дренажные скважины путем направленного нагнетания твердеющего раствора в сторону дренажных скважин, отличающийся тем, что предварительно в тело земляного полотна осуществляют установку армирующих анкерных элементов, причем их установку осуществляют поярусно и под углом друг к другу, с образованием пространственной решетки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве анкерного элемента используют инъектор с теряемым наконечником или перфорированные стальную или композитную трубы.

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для укрепления берегов, дамб, русел и поверхностей иных объектов. Гибкий бетонный мат содержит бетонные блоки, соединенные между собой порядно и в рядах с зазором замоноличенным канатом.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к гибкому бетонному покрытию для защиты берегового откоса или склона, которое предназначено для укладки его на грунтовом береговом откосе или склоне, подверженном размыву.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам соединения для протяженных ячеистых конструкций локализации, предназначенных для удержания заполняющего материала. Устройство соединения, предназначенное для скрепления вместе двух протяженных ячеистых конструкций локализации, содержит элемент ввода, имеющий первый и второй противоположные концы ввода и удлинение элемента ввода между ними, причем элемент ввода имеет первую длину между первым и вторым концами ввода, объединенный корпус, идущий в основном перпендикулярно от удлинения элемента ввода и смещенный от каждого из первого и второго концов ввода, объединенную ручку, идущую в основном перпендикулярно от корпуса, на конце корпуса, удаленном от элемента ввода. Ручка имеет первый и второй концы и удлинение между ними. Корпус смещен от первого и второго концов ручки. Ручка имеет вторую длину между своими первым и вторым концами. Корпус имеет третью длину между элементом ввода и ручкой, при этом вторая длина больше чем первая длина, а третья длина меньше чем половина первой и второй длин. Технический результат состоит в повышении производительности работ по соединению, снижении материалоемкости, повышении долговечности соединений. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народнохозяйственных объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов. Способ включает ступенчатую укладку габионов и тяжелых фашин у подошвы обрушаемого откоса. Вдоль подошвы первой ступени устраивают свайный ростверк 13, выполненный из группы свай 14, забитых в основание через определенное расстояние друг от друга по одной линии. К верхним частям свай прикрепляют обрешетку 15 из металлических профильных балок, образующих свайный ростверк 13. Обрешетку устраивают по высоте первой ступени. За свайным ростверком 13 по длине первого участка раскладывают в длину три ряда тяжелых фашин 4 и соединяют их между собой. Затем сверху рядов тяжелых фашин 4 перпендикулярно к ним укладывают габионные тюфяки 5. Габионные тюфяки 5 с дренажными устройствами, образующими площадки ступеней 1, 2, 3, выполняют врезанными в обрушаемый массив грунта и с уклоном в сторону ступеней. Поверху последней ступени габионный тюфяк 6 площадки достраивают дальше линии возможного обрушения массива до его устойчивых грунтов. Повышается эффективность и надежность работы системы в качестве противооползневого сооружения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народно-хозяйственных объектов от оползней и обрушений. Способ включает укладку габионов на обрушаемый откос. Вначале на основании обрушаемого откоса устраивают подготовку из гибких тюфяков 2, выполненных из плотных рядов легких фашин, уложенных нормально к линии уклона откоса. Затем сверху гибких тюфяков 2 выполняют крепление из габионных тюфяков 3 с дренажными устройствами, состоящими из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку. Гибкие тюфяки 2 в основании и габионные тюфяки 3 сверху них связывают между собой оцинкованной металлической проволокой диаметром 2,5-3 мм. Вдоль подошвы обрушаемого откоса устраивают дренажную призму 6 из каменной наброски. Обеспечивается надежная защита различных объектов, расположенных под склонами и откосами, где возможны оползни и обрушения грунтовых массивов. Наиболее эффективно способ может быть использован, когда высота возможного обрушения грунтового массива не превышает 10-12 м. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народнохозяйственных объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов. Противооползневая система содержит ступенчатую укладку габионов и тяжелых фашин у подошвы обрушаемого откоса. Вдоль подошвы первой ступени, состоящей из трех рядов тяжелых фашин 4, устроен свайный ростверк 13. Свайный ростверк 13 выполнен из группы свай 14, забитых в основание через определенное расстояние друг от друга по одной линии, и металлической обрешетки 15. Обрешетка 15 устроена по верху свай по высоте первой ступени. Габионные тюфяки 5 с дренажными устройствами, образующими площадки ступеней 1, 2, 3, выполнены врезанными в обрушаемый массив грунта и с уклоном в сторону подпорных стен. Поверху последней ступени габионный тюфяк 6 площадки устроен дальше линии возможного обрушения массива, до его устойчивых грунтов. Повышается эффективность и надежность работы системы в качестве противооползневого сооружения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Способ включает ориентирование гибкого бетонного мата (ГБМ) по отношению к донной поверхности одной или другой его стороной в зависимости от типа грунта. Способ укладки ГБМ по первому варианту включает ориентирование ГБМ к донной поверхности стороной с большей проникающей способностью при превышении течением воды в водотоке величины неразмывающей скорости для данного участка водотока и/или если характеристики грунта донной поверхности достаточны для самопогружения ГБМ в грунт под действием собственного веса. В противном случае ГБМ ориентируют к донной поверхности стороной с меньшей проникающей способностью. Способ укладки ГБМ по второму варианту в случае, если донная поверхность образована преимущественно скальными, полускальными или глинистыми грунтами включает ориентирование ГБМ к донной поверхности стороной, на которой блоки имеют основания плоской формы и большей площади в плане по сравнению с противоположной стороной. В случае, если донная поверхность образована преимущественно песчанистыми или крупнообломочными грунтами, то ориентирование ГБМ к донной поверхности осуществляют стороной, на которой блоки имеют основания меньшей площади в плане или выполнены без оснований. В случае, если донная поверхность водотока содержит в основном илы, сапропели, заторфованные грунты или торфы, то ГБМ ориентируют к донной поверхности любой его стороной. Гибкий бетонный мат содержит бетонные блоки, связанные между собой порядно и в рядах по меньшей мере одним соединительным элементом. Поверхности у данных блоков с верхней и нижней стороны ГБМ выполнены преимущественно сужающимися по направлению от центральной части блоков. Основания блоков имеют плоскую форму с одной или с обеих сторон ГБМ. Отношения средних величин площади оснований, высоты блоков и углов наклона боковой поверхности блоков должны соответствовать приведенным в формуле изобретения закономерностям. Коэффициент асимметрии между сторонами ГБМ превышает или равен 1,05. Повышена надежность сцепления ГБМ с защищаемыми донными поверхностями любого типа. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области гидротехнического, гражданского и промышленного строительства и может быть использовано при креплении откосов грунтовых плотин, каналов, в берегоукреплении, ландшафтных работах, защите склонов от водной эрозии. Техническим результатом изобретения является повышение статической устойчивости откоса, защиты от различных воздействий и отвода фильтрационных вод. Способ крепления откоса геосотовым геосинтетическим материалом включает слой геотекстильного материала, уложенного сверху вниз на подготовленную поверхность откоса. При этом поверх геотекстильного материала укладывают гесотовый геосинтетический материал, состоящий из перфорированных геополос, который закрепляют металлическими анкерами на поверхности откоса. Причем внутреннее пространство ячеек геосотового геосинтетического материала по всей высоте откоса заполняют пористым бетоном с высокими фильтрационными свойствами, а в основании геосотовый геосинтетический материал закрепляют бетонным упором. 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон, дорог и других народно-хозяйственных объектов от оползней и обрушений грунтовых массивов. В противооползневом сооружении на основании обрушаемого откоса устроена подготовка из гибких тюфяков, которые выполнены из плотных рядов легких фашин, уложенных нормально к линии уклона откоса. Сверху гибких тюфяков устроено крепление из габионных тюфяков с дренажными устройствами, состоящими из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующимися рядами и завернутых в габионную сетку. Гибкие тюфяки в основании и габионные тюфяки сверху них связаны между собой оцинкованной металлической проволокой диаметром 2,5-3 мм. Вдоль подошвы обрушаемого откоса устроена дренажная призма из каменной наброски. Выше откосного крепления из гибких и габионных тюфяков устроено дополнительное крепление с малым уклоном из аналогичных габионных тюфяков с дренажными устройствами. Габионные тюфяки откосного и дополнительного креплений прочно перевязаны с помощью арматурной проволоки, и прикреплены к железобетонным анкерам, устроенным через определенное расстояние друг от друга в устойчивом грунте за обрушаемым массивом откоса. Обеспечивается надежная защита различных объектов, расположенных под склонами и откосами, где возможны оползни и обрушения грунтовых массивов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авто- и железнодорожному строительству, строительству аэродромов, объектов и сооружений различного назначения, ландшафтному строительству и может быть использовано для организации хранения и применения объемной георешетки при обустройстве основания дорожной одежды. Способ подготовки к хранению и использованию объемной георешетки, изготовленной из уложенных друг на друга и соединенных в поперечном направлении между собой в шахматном порядке гибких полос, состоит в формировании пакета для его размещения на подготовленной поверхности. Формирование пакета осуществляют непрерывной зигзагообразной укладкой на подготовленную поверхность упомянутых соединенных между собой гибких полос по меньшей мере в один горизонтальный ряд, причем петли зигзагов имеют одинаковые геометрические размеры. Технический результат состоит в обеспечении компактного размещения объемной георешетки на поверхности носителя при одновременном упрощении процесса использования георешетки. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству сооружений, преимущественно на вечномерзлых грунтах и может быть применено для защиты основания на сильнольдистых вечномерзлых грунтах на слабом просадочном при оттаивании основании. Способ заключается в бурении скважин, разрушении через пробуренные скважины сильнольдистых фрагментов с последующим формированием в основании под сооружением армирующих элементов в виде свай путем заполнения образующихся полостей грунтоцементной пульпой. Формирование свай производят посредством образования грунтоцементного тела одновременно с бурением скважин путем нагнетания цементного раствора под высоким давлением с перемешиванием грунта при обратном движении бурового инструмента. Одновременно с формированием грунтоцементного тела производят оттаивание вечномерзлого грунта посредством добавления в нагнетаемый цементный раствор ускорителя набора прочности бетона для активизации гидратации бетона и увеличения экзотермии процесса. В качестве ускорителя набора прочности бетона в нагнетаемый цементный раствор добавляют негашеную известь-кипелку в количестве 10-15% и соляную кислоту в количестве 1-2%. Технический результат заключается в сокращении времени сооружения укрепляющих свай и ускорении набора прочности сооруженными сваями. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области строительства и горного дела и может быть использовано при креплении уступов карьеров, строительстве дорог, тоннелей, подверженных воздействию грунтовых вод. Техническим результатом является обеспечение надежности предотвращения образования оползней за счет полного отведения поверхностных и подземных вод от оползневого тела. Способ заключается в том, что проводят инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания для определения наличия оползневых тел. Затем проводят биолокационную съемку, по результатам которой определяют подземные водотоки и выясняют их характеристики для определения количества и месторасположения сквозных фильтров. После чего на поверхности уступа, или откоса, или склона, или косогора за пределами оползневого тела проходят коллектор для сбора поверхностных вод и части неглубоких водотоков. После этого с подножия уступа, или откоса, или склона, или косогора проходят дренажную выработку в глубь уступа, или откоса, или склона, или косогора за пределы оползневого тела, с поверхности уступа, или откоса, или склона, или косогора бурят вертикальные скважины до сопряжения с дренажной выработкой под сквозные фильтры, сопряжения обустраивают камерами соединения, в вертикальные скважины с поверхности опускают сквозные фильтры, выполненные в виде труб с перфорированными участками отверстий и фильтрующими элементами, выполненными на уровне сопряжения с подземными водотоками, причем коллектор и дренажную выработку проходят с уклоном i=0,005 в сторону стока для самотека перехваченной воды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Бермы и откосы земляного полотна, кюветов, продольных водоотводных и нагорных канав требуют защиты от размыва ливневыми, паводковыми и текущими водами, а также от выдувания пылеватых мелкозернистых грунтов ветрами. Наиболее простой способ их укрепления - посев много­летних трав с предварительным покрытием откосов насыпей и выемок, сос­тоящих из глин, суглинков, песков и супесков, растительным слоем грунта. Сеют травы и вносят удобрения специальным агрегатом.

Другой способ – одерновка откосов в клетку и плашмя (рис. 46). Сплошная одерновка плашмя предотвращает размыв дождями и талыми водами и допускает периодическое подтопление и небольшое волновое воз­действие. Для срезки дерна применяется дернорез-дерноукладчик. Куски дерна закрепляют на откосах деревянными спицами размером 2x2x25 см.

В благоприятных климатических условиях периодически подтапливае­мые откосы защищают древесно-кустарниковые насаждения, которые хоро­шо противостоят воздействию текущей воды и волнобоя и предупреждают поверхностные сплывы откосов.

Каменная наброска в плетневых клетках и мощение камнем (рис. 47) надежно защищают подтопляемые откосы от размыва, но требуют больших затрат ручного труда и их почти не применяют. Для создания каменных от­сыпей (рис. 48) используют самосвалы, бульдозеры и другие машины. Отсыпи

способны приспосабливаться к неравномерной осадке откосов и этот спо­соб защиты широко применяют в районах, где камень не дорог.

Прочным и надежным укреплением, позволяющим полностью меха­низировать изготовление и укладку, служат сборные железобетонные плиты размерами в плане 2,5x2,5; 2,5x3 и 2,5x3,5 м, толщиной не менее 12 см. При укладке швы между плитами заливают бетоном или цементным раст­вором. Этот способ укрепления применяют, как правило, при полной стаби­лизации земляного полотна.

Различные конструкции укрепления выдерживают примерно следую­щую скорость течения воды: одерновка - 0,9-1,4, наброска из камней - 3,0-4,9, одиночное каменное мощение - 2,5-5,0, бетонные откосные пли­ты - 5,0-12,0 м/с. В зависимости от местных условий выбирают тот или другой способ укрепления.

Повышают устойчивость насыпей на крутых косогорах и откосов под­порные стены (рис. 49), пригружающие контрбанкеты (рис. 50) и контрфор­сы (рис. 51), сооружаемые по индивидуальным проектам в зависимости от гидрологических особенностей каждого объекта. Контрбанкеты желательно отсыпать из камня, щебня, галечника, гравия, песка.

7. Деформации и разрушения земляного полотна

Прочность грунтов земляного полотна резко меняется под воздействием физико-химических процессов. Увлажнение глинистых грунтов, например, может стать причиной перехода их из твердого состояния в пластичное и даже текучее. Под воздействием динамических нагрузок (вибрации, уда­ры) грунты, взаимодействуя с содержащейся в них водой, становятся не­устойчивыми. Промерзание и оттаивание их сопровождаются объемными и прочностными изменениями. Эти изменения в сочетании с ошибками и не­удачными решениями при проектировании, сооружении и эксплуатации иног­да приводят к катастрофическим последствиям. Медленно протекающие деформации земляного полотна, постепенно накапливаясь, становятся опас­ными и могут вызвать его разрушения (оползни, провалы, обвалы и др.). Ос­новные виды деформаций основной площадки земляного полотна - бал­ластные корыта (рис. 52), ложи (рис. 53), мешки и гнезда (рис. 54 и 55).

Развитию этих деформаций способствуют переувлажнение грунтов при оттаивании или скопление воды, выпадающей в виде атмосферных осадков, во впадинах под шпалами, на основной площадке из-за неудовлетворитель­ного содержания или недостаточной толщины балластного слоя, неисправ­ности водоотводных устройств (кюветов, лотков и др.), использования не­пригодных грунтов или недостаточного их уплотнения при сооружении зем­ляного полотна. Меры борьбы с углублениями: замена глинистых грунтов дренирующими, срезка бортов (рис. 56) балластных корыт, лож и мешков с заменой вырезанного грунта, устройство продольных дренажей и попереч­ных прорезей для отвода воды (рис. 57 и 58). Эти работы очень трудоемки и требуют перерыва в движении поездов, поэтому когда балластные мешки и гнезда глубокие, вместо срезки бортов с помощью пневмопробойника в них пробивают отверстия, выпускают воду и укрепляют грунт, инъекцируя в него вяжущие растворы.

Зимой в глинистых грунтах часто наблюдаются неравномерные вспу­чивания земляного полотна, так называемые пучины. Выравнивание иска­женного пучинами профиля пути - очень трудоемкая работа. Различают балластные и грунтовые пучины. Балластные пучины появляются в начале зимы при замерзании воды в загрязненном балласте и в углублениях основ­ной площадки земляного полотна. Высота этих пучин 2-4 см. Весной обычно

появляются весенние пучинные просадки вследствие переувлажнения и резкого понижения несущей способности оттаивающих грунтов. Меры борьбы с балластными пучинами и весенними пучинными просадками: выравнивание основной площадки земляного полотна, замена или очистка загрязненного балласта, устранение застоя воды на земляном полотне (прочистка кюветов, срезка наслоения грунта и грязного балласта на обочинах, устранение различных впадин на основной площадке); увеличение толщины балластного слоя.

Грунтовые пучины образуются при замерзании воды под основной площадкой земляного полотна в течение всего периода промерзания. Высота таких пучин достигает 10-20 см. Причины их появления: неоднородные грунты в промерзаемой части земляного полотна, различно увлажняемые, с неодинаковой интенсивностью пучения; бессточные неровности в глинис­том грунте из-за местного недобора или перебора его при строительстве, а также из-за балластных лож, мешков и гнезд. Осадка грунтовых пучин продолжается до полного оттаивания грунта. Для их устранения необходимо заменять пучащие грунты хорошо дренирующими, а также дополнительно поднимать путь на балласт или устраивать теплоизоляционные подушки (рис. 59) из асбестового балласта. Для борьбы с пучинами в последние годы применяют также теплоизолирующий слой из пенопласта. Нередко достаточно эффективным, наиболее простым и дешевым средством борьбы служит увеличение толщины балластного слоя, особенно асбестового, под шпалами с помощью электробалластеров.

Основные виды разрушений земляного полотна следующие.

Оползни (рис. 60) -крупные смещения земляных масс в основании земляного полотна. Оползневые процессы иногда распространяются на об­ширные районы. Причины оползней, как правило: изменение физико-механи­ческих свойств грунтов под воздействием поверхностных и грунтовых вод; подрезка основания неустойчивого косогора при земляных работах; реч­ные или морские подмывы и др. Мероприятия по стабилизации оползневых участков проектируют на основе инженерно-геологических обследований индивидуально для каждого косогора. В комплекс противооползневых ме­роприятий обычно включают: уменьшение влажности грунтов оползневого склона, планировку территорий и заделку трещин, регулирование поверх­ностного и подземного стока воды, укрепление грунтов растительным по­кровом или другими способами, сооружение устройств, поддерживающих и разгружающих оползневой массив, берегоукрепительные мероприятия.

Для предотвращения сдвигов и сплывов откосы насыпей и выемок (рис. 61 и 62) делают более пологими, укрепляют неустойчивые откосы дре­весной, кустарниковой, травяной растительностью, осушают грунт насыпей, отсыпают контрфорсы и контрбанкеты. Чтобы повысить сопротивление сдви­гу, перехватывают поступающую к откосам воду и отводят ее за пределы на­сыпи, осушают и укрепляют вяжущими растворами балластные ложа, меш­ки, гнезда. Чтобы избежать провалов земляного полотна, пустоты от шахт­ных выработок или карстовые воронки (рис. 63) закладывают породой или

дренирующим грунтом. Расползаются, как правило, насыпи из мелкозер­нистых пылеватых, влагоемких или мерзлых и мокрых грунтов со снегом и льдом. Поэтому необходимо строго выполнять технические требования при их сооружении.

Просадки (рис. 64) могут происходить из-за недостаточного уплотнения грунта в теле насыпи или из-за переувлажнения ее основания, что приводит к выпиранию слабых грунтов. Для предотвращения таких де­формаций отсыпают пригрузочные бермы или контрбанкеты. Иногда прихо­дится частично или полностью удалять слабый грунт и сажать насыпь на устойчивое грунтовое основание.

Устойчивость недостаточно уплотненных грунтов тела насыпи прежде всего повышают отводом воды от основной площадки земляного полотна, увеличением толщины балластного слоя, а в некоторых случаях - отсыпкой поддерживающих массивов - пригрузочных присыпок.

Бывают случаи размыва насыпей вследствие засорения водопропуск­ных труб (рис. 65), подмывы их откосов реками, озерами, водохранилищами (рис. 66), осыпи выветривающихся горных пород из откосов выемок, обвалы скальной породы (рис. 67), внезапные разрушения и загромождения при землетрясениях, селевых потоках и др. Поэтому необходимо систематически контролировать состояние всех сооружений и обустройств земляного полотна, своевременно предупреждать и устранять возможные повреждения, не допуская их накопления и развития до катастрофических разрушений.

ОТКОС ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА боковая наклонная поверхность земляного полотна

(Болгарский язык; Български) - откос на земното платно

(Чешский язык; Čeština) - svah zemního tělesa

(Немецкий язык; Deutsch) - Dammböschung

(Венгерский язык; Magyar) - alépítmény rézsű

(Монгольский язык) - шороон далангийн налуу

(Польский язык; Polska) - skarpa torowiska ziemnego

(Румынский язык; Român) - taluz de rambleu

(Сербско-хорватский язык; Српски језик; Hrvatski jezik) - nagib zemljanog trupa

(Испанский язык; Español) - talud del terraplén

(Английский язык; English) - road embankment slope; road sub - soil slope

(Французский язык; Français) - talus de la plate - forme; talus d"assiette de la route

поверхность, сопрягающая обочину с поверхностью придорожной полосы или водоотводных сооружений.

Строительный словарь .

Смотреть что такое "ОТКОС ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА" в других словарях:

откос земляного полотна - Боковая наклонная поверхность земляного полотна [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики дороги, мосты, тоннели, аэродромы EN road embankment sloperoad sub soil slope DE Dammböschung FR talus d… … Справочник технического переводчика

СТО НОСТРОЙ 2.25.23-2011: Автомобильные дороги. Строительство земляного полотна автомобильных дорог. Часть 1. Механизация земляных работ при сооружении земляного полотна автомобильных дорог - Терминология СТО НОСТРОЙ 2.25.23 2011: Автомобильные дороги. Строительство земляного полотна автомобильных дорог. Часть 1. Механизация земляных работ при сооружении земляного полотна автомобильных дорог: 3.1 влажность: Отношение количества воды… …

откос - 3.7 откос: Вертикальный или крутонаклонный участок поверхности земли, сформированный в результате рельефообразующих процессов или инженерно хозяйственной деятельности человека. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Горизонтальная проекция откоса, т. е. основание прямоугольного треугольника, в к ром гипотенуза расположена по линии откоса, а один катет по вертикальной прямой (см. Откос земляного полотна). Технический железнодорожный словарь. М.:… …

СП 34.13330.2012: Автомобильные дороги - Терминология СП 34.13330.2012: Автомобильные дороги: 3.1 автомагистраль: Автомобильная дорога, предназначенная только для скоростного автомобильного движения, имеющая раздельные проезжие части в обоих направлениях, пересекающая другие… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

I I. История развития железных дорог. Ж. дорога, в том виде, в каком она существует теперь, изобретена не сразу. Три элемента, ее составляющие, рельсовый путь, перевозочные средства и двигательная сила прошли каждый отдельную стадию развития,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Подверженность дороги снежным заносам. На степень заносимости влияют: местные природные условия, особенности проложения дороги (рельеф, растительность, поперечный профиль земляного полотна и т. д.). От заносимости дороги в значительной степени… … Строительный словарь

Графоаналитический способ проверки устойчивости откоса, заключающийся в построении теоретических кривых возможного обрушения откоса и подсчете соотношения сил, сдвигающих и удерживающих откос. Если сумма последних больше суммы первых в 1,5 раза и … Технический железнодорожный словарь

- (англ. sliding triangle, англ. sliding wedge) неустойчивая часть массива уступа со стороны его откоса, заключённая между рабочим и устойчивым углами откоса уступа. Понятие призмы обрушения используется при расчётах откосов,… … Википедия

Выносы - локальные деформации откосов выемок, происходящие при выходе на откос водоносных горизонтов, представленных песчаными разностями, способными выноситься фильтрационным потоком грунтовых вод...