Строительство и архитектура \ Технология и организация работ по строительству земляного полотна

Проектирование предпортальной выемки грунта глубиной 12.1м, страница 2

W – влажность, доли единицы;

– плотность сухого грунта:

– сумма морозоградусосуток за зимний период, °Ссут;

Q – теплота плавления льда, кДж/м³, определяемая из выражения:

Q=1000LW, (2.9)

где L – удельная теплота плавления льда, L=335 кДж/м³;

S – толщина слоя грунта, м, эквивалентного термическому сопротивлению на поверхности:

S=(0,05+h_сн/_сн), (2.10)

где h_сн – средняя за зиму толщина снежного покрова на откосе, м (h_сн=0,3 м);

_сн – коэффициент теплопроводности снега (_сн=0,28 Вт/(м°С)),

°Ссут,

Q=10003351,450,21=102007,5 кДж/м³,

S=1,89(0,05+0,3/0,28)=2,12 м,

Коэффициент местной устойчивости определяется по формуле

где – удельный вес грунта и воды;

n – принятое заложение откосов (n=2);

, – расчетные прочностные характеристики грунта (принимаются на ступень ниже и принимаются =17°, =10 кПа);

А, В – коэффициенты, определяемые по номограмме в зависимости от отношения z/h=0,16, (A=18, В=1,02);

Местная устойчивость считается обеспеченной, если коэффициент местной устойчивости k_м ≥1,5.

Так как k_м =1,63>1,5, то принятая крутизна откосов выемки удовлетворяет условию местной устойчивости откосов, укрепление которых выполняется традиционным способом посева многолетних трав по местному грунту.

2.3 Противопучинное устройство

На концевых участках выемок, где они сопрягаются с нулевыми местами, нередко возникают пучинные деформации. Основные причины образования пучин:

- высокая влажность;

- сезонное промерзание;

- наличие пучинистых грунтов.

Наиболее распространенными способами борьбы с пучинами являются:

- врезные подушки из непучинистых грунтов;

- теплоизоляция грунта покрытиями из пенополистирола.

Расчет максимальной глубины промерзания основания выемки ведется методом эквивалентного промерзания грунтов:

где – коэффициент (=0,23 для суглинков);

– сумма всех среднемесячных температур за зиму (=73,1 для Карасука).

Определяется фактическая глубина промерзания из уравнения эквивалентности:

где m_i – толщина i-го слоя грунта или балласта, м;

n_i – коэффициент эквивалентности i-го промерзшего слоя грунта или балласта.

В качестве теплоизоляции используется экструдированный пенополистирол Styrofoam. Толщина плит определяется из уравнения эквивалентности (2.13) с учетом наличия пенополистирольных плит:

Ширина теплоизоляционного покрытия В₀ равна 5,0 м, так как 2000<2193<2500.

Пенополистирол размещается на глубине не глубже 0,4 м от подошвы шпал. По краям теплоизолируемого участка устраивается сопряжение, длина которого вычисляется по формуле

где – дополнительная величина равномерного пучения (=15 мм);

– допускаемая величина отвода, (=1);

Сопряжение выполняется укладкой плит пенополистирола с зазорами от 5 до 50 см с шагом 5 см.

Продольный и поперечный профили пути на участках с теплоизоляционным слоем представлены на рисунках 2.3 и 2.4.

Рисунок 2.3 – Схема сопряжения пенопластового покрытия в плане

Рисунок 2.4 – Поперечный профиль теплоизолируемого пути: 1 - балластная призма; 2 – защитный слой; 3 – пенопластовое покрытие

2.4 Проектирование подкюветного дренажа

Подкюветный трубчатый дренаж устраивается для понижения уровня грунтовых вод, залегающих близко от основной площадки выемки. Устройство дренажа способствует повышению несущей способности основной площадки.

Эффективность дренажа оценивается по гидравлическим и техническим характеристикам.

К гидравлическим характеристикам относятся:

1) коэффициент водоотдачи μ;

2) величина снижения весовой влажности грунта DW;

Гидравлические характеристики определяются по формулам 2.17, 2.18.