Проектирование земляного полотна высокой насыпи (глубокой выемки)

Индивидуальный поперечный профиль земляного полотна, согласно СНиП 2.05-02-85^*[1], проектируется при высоте насыпи или глубине выемки более 12 м.

Основные рекомендации по проектированию откоса сводятся к следующему [2]:

1. Крутизна откоса, характеризуемая коэффициентом заложения откоса m,должна увеличиваться сверху вниз от значения m = 1,5 с шагом 0,25 через каждые 6 м (рис. 1, а).

2. Бермы шириной 2–3 м с уклоном 20–30 ‰ устраивают, начиная с нижнего откоса, через каждые 6 м (рис. 1,б).

3. Откосы выемок глубиной более 12 м проектируют аналогично откосам высоких насыпей. Однако ввиду большей устойчивости откосов, устраиваемых в грунтах естественного сложения, бермы устраивают значительно реже.

Рис. 1. Откосы переменной крутизны:

а – с переменной крутизной откосов(без берм);

б – с бермами; 1 – берма

Расчетные характеристики грунта насыпи (табл. 1) следует принять по табл. 1, прил. 1.

Таблица 1

Наименование показателя	Обозначение	Единица измерения	Величина
Проектная высота насыпи по оси дороги	H_нас	м
Грунт насыпи
Плотность грунта для возведения насыпи	γ₀	кН/м³
Сцепление	С	кПа
Угол внутреннего трения	φ	град

Разрушение земляного полотна, как правило, начинается с обрушения откоса, которое происходит по поверхностям скольжения, близким к круглоцилиндрическим.

Устойчивость земляного полотна оценивается в условиях плоской задачи, то есть рассматривается массив грунта, расчлененный плоскостями, перпендикулярными оси дороги, протяженностью 1м.

Обрушение откосов происходит под влиянием внешних нагрузок (автомобилей и др.) и собственного веса грунтового массива.

По ГОСТ [3] в качестве нагрузки от автотранспорта принимают нагрузку НК, которая представляет одиночную четырехосную тележку с нагрузкой на каждую ось 18 К в кН (рис. 2).

Рис. 2. Схема нормативной нагрузки для расчета устойчивости земляного полотна

Для расчета земляного полотна автомобильных дорог всех категорий класс нагрузки К = 8,3.

При расчете устойчивости откосов насыпи временная нагрузка от транспорта приводится к эквивалентному слою грунта земляного полотна.

Толщину эквивалентного слоя грунта вычисляют по формуле

_{0276S10-02858}

где D = 3,6 м – база нормативной нагрузки НК, м;

c = 2,7– колея нормативной нагрузки НК, м;

– плотность влажного грунта, кН/м³.

Эквивалентный слой грунта располагается на всей ширине земляного полотна (рис. 3).