13. Назначение земляного полотна (ЗП) и требования, предъявляемые к нему. Типы поперечных профилей земляного полотна. Характеристики грунтов земляного полотна. Типовые конструкции.
ЗП — это инженерное сооружение, предназначенное для размещения верхнего строения железнодорожного пути, восприятия нагрулок от него и подвижного состава и упругой передачи их на основание, а также для выравнивания земной поверхности с приданием пути необходимого профиля.
ЗП — наиболее ответственный элемент железнодорожного пути, его несущая конструкция. Оно является как бы фундаментом верхнего строения пути. От состояния земляного полотна в значительной мере зависят техническая скорость движения поездов и разрешаемая статическая нагрузка на рельсы от колесных пар вагонов, а через них масса поезда и производительность линий. От надежности земляного полотна (способности работать без отказов) непосредственно зависит выполнение планов перевозок.
ЗП — одно из самых сложных инженерных сооружений железнодорожного транспорта. Оно сооружается из грунтов и основывается на грунтах. Поэтому указанная сложность обусловливается в первую очередь характерными особенностями основного материала земляного полотна — грунта.
Требования:
- земляное полотно должно быть прочным и устойчивым, надежным и долговечным;
- конструкции земляного полотна должны быть такими, чтобы расходы на его устройство, ремонты и содержание были минимальными при максимальной возможности механизации и автоматизации работ;
- все поверхности земляного полотна, устройств при нем и полосы отвода должны быть спланированы и защищены так, чтобы атмосферная вода нигде не застаивалась и был бы обеспечен ее максимальный сток в стороны или в специальные водоотводные сооружения при минимальной впитываемости в грунт.
Применяются следующие типы земляного полотна: насыпи (рис. 4.1, а), выемки (рис. 4.1. б), нулевые места (рис. 4.1. в), полунасыпи (рис. 4.1, г), полувыемки (рис. 4.1. д), полунасьши-полувы-емки (рис. 4.1, е).
В поперечном профиле земляного полотна различают следующие основные части (см. рис. 4.1); 1 —основная площадка, 2 — собственно земляное полотно и 3 — основание. Кроме того, земляное полотно имеет различные водоотводные, защитные и укрепительные устройства и сооружения.
Применяются типовые конструкции (профили) земляного полотна, индивидуальные и групповые.
Типовые конструкции (профили) создавались как результат положительного опыта проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна. В настоящее время они регламентируются нормативными документами. Периодически состав типовых профилей расширяется. Они применяются без обосновывания инженерными расчетами (только привязываются к конкретной местности.
Индивидуальные проекты разрабатываются для сложных объектов земляного полотна, сооружаемых в сложных физико-географических, климатических и инженерно-геологических условиях. Для составления такого проекта производят детальные инженерно-геологические изыскания, определяют в нужном объеме физико-механические и прочностные свойства грунтов и все принимаемые проектные решения обосновывают соответствующими инженерными расчетами.
Групповые проекты (поперечные профили) земляного полотна разрабатываются для групп схожих объектов на участках со сложными, но многократно повторяющимися на данной линии инженерно-геологическими условиями; они требуют индивидуального обоснования на основе серийных расчетов, схожести параметров или интегральных характеристик, определяемых с привлечением теории подобия и инженерно-геологических аналогий.
Характеристики грунтов земляного полотна
Земляное полотно сооружают из самых разнообразных грунтов. Различные физико-технические характеристики этих грунтов оказываот большое влияние на условия стабильной и долговечной работы сооружения.
Грунты являются сложными дисперсными телами, состоящими при положительной температуре из трех или двух фаз: твердой, жидкой и газообразной. Количественные отношения между объемами (весами) этих фаз определяют основные характеристики грунтов.
V и Q — соответственно общий объем и вес грунта;
Vп — общий объем пор в грунте; Vск , Qск - соответственно объем и вес скелета грунта; Vв , Qв— соответственно объем и вес поровой воды;
VГ — часть объема пор, заполненная газом.
Все основные технические характеристики грунтов можно выразить количественной зависимостью этих величин.
Основные технические: удельный вес скелета грунта, обычно называемый удельным весом грунта; объемный вес грунта; весовая влажность грунта; объемный вес скелета грунта; пористость грунта; коэффициент пористости; число пластичности; коэффициент фильтрации; крутизна кривой дипресси; угол внутреннего трения; коэффициент трения; удельное сцепление;
14 Особенности конструкций земляного полотна в сложных условиях. Земляное полотно на болотах и слабых основаниях. Насыпи на болотах возводят на основании инженерно-геологических обследований болот по типовым специальным или индивидуальным профилям, как правило, в наиболее узком и неглубоком месте, где поверхность дна имеет наименьший уклон. Конструкцию насыпи принимают в зависимости от типа болота.
Различают следующие три типа болот: I — заполненные торфом и другими болотными отложениями устойчивой ,консистенции1, сжимающимися под воздействием. насыпи высотой до 3 м; ' II — заполненные торфом и другими болотными отложениями разной консистенции, в том числе выдавливающимися под воздействием насыпи высотой до 3 м; III — заполненные илом и водой, в том числе с наличием торфяной корки (сплавины).
Для возведения насыпи на болотах предусматривают использование дренирующих грунтов. На болотах Г и II типов допускается отсыпка земляного полотна из~пылеватых песков,,легкой крупной супеси. На болотах III типа эти грунты, а также другие глинистые грунту разрешается использовать только для верхней надземной части насыпи. Ниже приведено возвышение бровки насыпи над поверхностью болота и воды, м: .
На болотах I типа насыпи высотой до 3 м отсыпают при полной или частичной замене торфа в основании минеральным грунтом, полное выторфовывание производится на болотах глубиной до 2 м (рис. 6, а), а частичное — более 2 м (рис. 6, б). При частичном выторфовывании глубину траншеи назначают из расчета, чтобы сумма высоты насыпи над поверхностью болота и глубины траншеи была не менее 3,5 м для болот I типа. Крутизну откосов выторфовывания принимают от 1:0 до 1:0,5. Насыпь высотой более 3 м на болотам I типа устраивают без выторфовывания (рис. 7).
На болотах II типа независимо от высоты насыпи предусмат-ривают полное удаление торфа (рис. 8 а)* На расстоянии не менее 2 м от подошвы откоса насыпи*с обеих сторон устраивают канавы-торфоприемники (шириной не менее 2 м и глубиной, равной толще растительно-корневого покрова, но не,менее 1 м), необходимые для облегчения посадки насыпи на минеральное дно.
На болотах III типа насыпи возводят с использованием в качестве основания минерального дна с предварительным удалением корки или без удаления ее (рис. 8, б). Для нижней части насыпи грунты должны быть дренирующими с крутизной откосов при мелком и пылеватом песке — 1:4; крупно- <и среднезернистом песке —: 1:2; гравии, гальке, щебне, камке, сла0овывет-1
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.