Проектирование предпортальной выемки глубиной 12,7м, страница 2

Посчитаем необходимую толщину непучинистого грунта исходя из определения глубины сезонного промерзания грунта.

                                             ,                                        (2.11)

где h – это толщины снега, щебня, песка и непучинистого грунта соответсвенно;

         n - коэффициент теплопроводности снега, щебня, песка и грунта.

         Из формулы (2.11) находим необходимую толщину непучинистого грунта

                                        м

    Точно такой же расчет производим для  определения толщины пенополистирола

                                            

                                         м.

          2.3.2 Проектирование врезной подушки

           Экспериментально установлено, что зона активного пучения составляет 2/3 глубины сезонного промерзания пучинистого грунта, так как ниже этой зоны грунт промерзает в марте-апреле, когда температура в нем находится в интервале 0-2 градусов Цельсия, что не может вызвать миграции влаги и роста ледяных линз, обусловливающих процесс пучения. Толщина врезной подушки определена в прошлом разделе и составляет 1,53 м.

Учитывая, что врезная подушка устраивается на концевом участке выемки, ее протяженность L ограничивается длиной пути с недопустимыми или перекосными пучинами.  Для плавного изменения продольного профиля пути в зимний период по краям вырезки предусматриваются сопряжения, длина которых  определяется по формуле:

где  – величина равномерного пучения, мм;

 – допустимый уклон отвода пути, равный 1 ‰.

Сопряжение выполняется укладкой плит с зазором, величина которых постепенно увеличивается от 5 до 50 см с шагом 5 см, а далее все зазоры по 50 см.

Продольный и поперечный профили пути на участке укладки плит пенополистирола приведены на рисунках 2.3 и 2.4.

Рисунок 2.3 – Продольный профиль  пути на участке устройства врезной подушки

1 – профиль пути летом; 2 – профиль пути зимой; 3 – профиль пути после устройства теплоизоляционного покрытия; 4 – балласт; 5 – защитный слой;

6- материал подушки (песок)

             Рисунок 2.4 – Поперечный профиль на участке устройства врезной подушки: 1- защитный слой толщиной 0,7 м; 2- балластная призма

  2.3.3 Проектирование теплоизоляционного покрытия

               Толщина теплоизоляции h_т  см, в качестве которой используют пенопласт, определяется по номограмме и равна 5см.  Ширина  теплоизоляционного покрытия  принимается равной 4,5 м , так как  Ώ=2040 градусов Цельсия. Пенопласт размещают на глубину не менее 0,4 м ниже подошвы шпал. По краям теплоизолируемого участка устраиваются сопряжения с соседними участками, где высота пучения не превышает допустимых величин. Cопряжения выполняются  укладкой плит пенопласта с зазорами между ними, причем зазоры увеличиваются от 5см до 50 см на длине  

Рисунок 2.5 – Схема сопряжения пенопласта в продольном профиле

Схема поперечного профиля теплоизолируемого пути  показана на рисунке 2.6

          Рисунок 2.6 – Поперечный профиль теплоизолируемого пути:

          1- защитный слой, 2- балластная призма ;                                                 

         2.4. Понижение уровня грунтовых вод

           При близком к основной площадке выемки залегании грунтовой воды предусматривают понижение ее уровня с целью обеспечить необходимую несущую способность основания и уменьшить опасность возникновения пучинных деформаций.

            В большинстве случаев для этого устраивают траншейный, гравитационный, закрытый, подкюветный, трубчатый дренаж.

              2.4.1 Оценка эффективности дренажа

             Эффективность дренажа оценивается по гидравлическим и техническим характеристикам.

К гидравлическим характеристикам относятся коэффициент водоотдачи  и величина снижения весовой влажности .

Эти характеристики определяются по формулам:

где  – объем пор, содержащих гравитационную, вытекающую в дренаж, воду, доли;

 – пористость осушаемого грунта, доли;

– доля капиллярно застрявшей воды, принимаемая равной 0,1;

 – максимальная молекулярная влагоемкость, доли;

 и  – плотность сухого грунта и воды, т/м³