§ XXXII.8. Поперечные профили горных дорог

Рис. XXXII 18. Схема устройства ава­рийного съезда с дороги: с! — план; б — продольный профиль; 1 — аварийный съезд; 2— песчаный вал

1.1,5 ЧИ.^,0 I НЬ<10

.1.0-1,0

И1<Щ

Рис. XXXII.19, Поперечные профили земляного полотна горных дорог в выемках: а — полунасыпь-полувыемка; б — дорога в полке при слабых кьтветрпз?ютчихС!1 породах; н—выемка в прочныл горных породах; г — ■ г Б слабых, лсгконыветриьающихся породах (с треугольными нанавачн н С канавами-резервами) 0 — выемка при пересечения скальных г.ород

Разнои прочности, е — выемки при пересечении г.ород разной прочности, /—граница полосы отвода-. 2 — нагорная канава, глубина по расчету, но не менее 06 м. 5—банкет, высота не более 0,6 м. 4 — уступы для устойчивости насыпной части-. 5 — укладываемый на откосы растительный грунт, 6 — бокоаои лоток, глубина не менее 0,3 и: 7 ~

уширенный кювет-транше

яНаиболее распространенным типом земляного полотна являются полунасыпи-полувыемки. Откосам насыпей и выемок придают зало­жение в соответствии с прочностью горных пород. Поскольку съезд с дороги потерявшего управляемость автомобиля в горной мест­ности невозможен, на горных дорогах устраивают откосы максималь­ной крутизны, допускаемой слагающими их породами, устанавли­вая на обочинах надежные ограждения (см. § XXXV.2).

В изверженных породах более крутые откосы выемок назначают при сложении из плитообра-:ных отдельностей при редкой сетке вер­тикальных трещин, а также при столбчатых отдельностях, встре­чающихся в базальтах.

В осадочных породах допускаемая крутизна откоса в основном зависит от направления и угла падения пластов Если пласты имеют наклон к дороге, откосы выемок должны иметь крутизну мёныне наклона пластов.

При наклоне пластов в сторону от дороги или при их горизон­тальном расположении откосы можно назначать близкими к вер­тикальным.

При изменении вида и строения породы по глубине выемки кру­тизну ее откосов назначают переменной (см. рис. XXXII. 16, е). Крутизну откосов принимают в соответствии с табл. XXX11.4.

Если откосы обладают прочностью, обеспечивающей устойчивость при большой крутизне заложения, но подвержены выветриванию, у их подошвы за боковой канавой устраивают полку, на которой скапливаются продукты выветривания.

Для назначения правильной крутизны откосов выемок особое зна­чение имеют данные геологических обследований во время изысканий и наблюдения за крутизной и состоянием естественных обнажений и откосов на существующих дорогах.

При назначении крутизны откосов в скальных породах необхо­димо также учитывать предполагаемый способ производства работ. При разработке выемок взрывами зарядов большой мощности в глу­боких минных колодцах и штольнях ранее монолитная прочная ска­ла иа большом расстоянии от центра взрыва оказывается пронизан­ной густой сетью трещин. Это способствует ее интенсивному выветри- вани.о и осыпанию. В таких случаях даже в монолитных прочных

Таблица XXXII.4

За юженне откосов в горных породахГорные породы

I : 0,2

отсутствии трещин

1 : 0,5—1 1,5

-

1 : 1,5 1 : 1,5

породах крутизну откосов нужно назначать применительно к тре­щиноватым породам. Следует также учитывать, что многие породы, например сланцы, аргиллиты, алевролиты и глинистые песчаники, обладающие в сухом состоянии достаточной прочностью, при ув­лажнении теряют ее и откосы интенсивно разрушаются.

Иа косогорах часто выклиниваются водопроницаемые слои, по которым происходит движение грунтовых вод. В этом случае преду­сматривают устройство перехватывающих дренажей (см. § VIII.3).

Канавы в скальных грунтах делают неглубокими, треугольного сечения с заложением внутреннего откоса 1 : З.В осыпающихся грунтах между откосом вцемки и наружной бровкой канавы устраи­вают берму шириной не менее 0,5 м, а канаве придают трапе­цеидальное очертание о откосами 1 : I—-1 : 0,5. Глубину и ширину канав по дну назначают по гидравлическому расчету, но не менее 0,3 м.

Расположение дороги на косогоре в полупасыпи-полувыемке с уравновешенными объемами выемки и насыпной части теоретически соответствует минимальным объемам работ. Однако при отсыпке насыпной части земляного полотна теряется много грунта, беспо­лезно скатывающегося вниз по крутым горным склонам. Разделка склона ступенями часто не обеспечивает достаточно надежной связи насыпи с естественным склоном. В результате осадки насыпной части земляного полотна, тщательное уп тотнение которой трудно осу­ществить, в покрытии иногда появляются продольные трещины. Поэшму в последнее время, особенно из дорогзх I—III категорий, откатываются от поперечных профилей по типу полунасыпи-полу­выемки и размещают земляное полотно исключительно в открытой с одной стороны выемке — вырезаемой в косогоре своеобразной полке (рис. XXXII. 19, б). Поперечный профиль типа «полка», не­смотря на увеличение объема земляных работ, обеспечивает полную устойчивость земляного полотна на устойчивых горных склонах.

И а крутых склонах при устройстве насыпи на косогоре объем земляных рабог значительно увеличивается, так как ее откос рас­полагается под небольшим углом к склону. Поэтому при откосах 1 : 1,5 и круче прибегают к устройству подпорных стен, а при крутиз­не 1 : 3 до 1 : 2 — банкетов из сухой кладки. Банкет выкладывают пз камней иевыветриваюгцихся пород, крупностью до 0,4 м (рис. XXXII.20).

Подпорные стены делают из камня, бегона и железобетона. Их размеры назначают по расчету методами, излагаемыми в курсах строительной механики и механики грунтов.

В первом приближении толщину понизу поддерживающих под­порных стен из сухой каменной кладки можно определить по эмпири­ческим формулам:

стены у откосов выемок

где к₁ — разиица между уровнями верхней бровки откоса выемки п верха под­порной стены;с юны у откосов насыпей

а <8

где Н — высота стены.

Ширина стены поверху составляет 0,8—1,0 м. Глубину заложения фундаментов подпорных стен принимают не менее 0,25 м в скальных породах, 0,5 м в дренирующих неводонасыщенных грунтах и поло­вины глубины промерзания в переувлажненных грунтах.

Железобетонные подпорные степы уголкового профиля с верти­кальной стенкой переменной толщины и с наклонной фундаментной плитой удобны при монтаже. Их использование устраняет необхо­димость в применении ручного труда, неизбежного при строитель­стве стенок из каменной кладки

В 1965 г. во Франции были предложены подпорные стены из арми­рованного грунта Они с успехом были применены на автомобильных дорогах Канады, США, ФРГ и ряда других стран.

Рис. XXXII 20. Поперечные профили насыпей на устойчивых косогорах с уклоной

круче I : 3.

а — с устройством каменного низового бапкеча, 0 — с подпорной сюион, I — граница полосы отвода; 2 — нагорная канава; 3 — лоток глубиной 0,3—0,5 м

ЗОЙ

Подпорную степу собирают из шпунтовых металлических полос или железобетонных элеменюв, от которых в тело грунтовой засыпки при прослойном ее возведении за­кладывают тонкие оцинкованные стальные или дюралюминиевые по­лосы толщиной 3 мм, шириной 60—120 мм и длиной до 25 м (рис. XXXII.21 и XXXII.22). Для засыпки применяют крупно­зернистые, хорошо фильтрующие материалы, через которые вода просачивается не застаиваясь. Во Франции считают, что они не должны содержать более 15% ча­стиц мельче 0,075 мм.

Значения коэффициента трения засыпки из песка и гравия со стальной арматурой составляют 0,45—0,50, причем увлажнение грунтов повышает сопротивление полос выдергиванию. При долж­ном качестве гальванизации сталь­ных полос срок их службы ■ в грунте оценивают не менее 50 лет. При расчете подпорных стен из армированного грунта полагают, что боковое давление групт'а на облицовку стены воспринимается сопротивлением трения полос о грунт за пределами призмы обру­шения по Кулону. Количество, длина и сечение полос должны быть достаточны для того, чтобы их сопротивление разрыву и вы­дергиванию из грунта превышало боковое давление грунта на обли­цовку. Кроме того, армированную часть грунта проверяют на сдвиг

Рис. XXXII21. Конструкция подпор­ной стены нз армированного грунта:

передавая на откое 30}

как подпорные стены, а лишь прикрывают его,

Рис. XXXII,23. Примеры одевающих подпорных стенок? а и б — подпорные степчн с дренажной засыпкой; а —с заделкой з скальную породу: / — слабая скала; // — крепкая скала; 1 — одевающая стенка, ^—отверстия для выпуска воды; 3 —дренажная засыпка;

непроницаемая заделка

Рис. ХХХП.24. Схемы полумостов? а — эстакада вместо высокой насыпи на косогоре; б — полумост; в —сочетание полумоста

с насыпью;

ЕЭ5 Щ&щ

^ИсШОШП

'

V

Рис, ХХХП.25. Примеры конструкций балконов?

а — балкон на заделанных в скалу консольных балках; б —балкон «а железобетонных

опорах;

1 — несущая консоль; 2 — анкерный блок, 3 — забетонированные в буровых скважинах анкерные стержни а~2 см; 4 — выравнивающий слой бетона; о — подкладка: 6— продоль­ные балки, 7— тротуарная плита; 8 — продольные балки, поддерживающие тротуарную Плиту; 9 — предварительно и (готовленные элементы; 10 — бетон, укладываемый на месте; //—слой изоляции; 12 — дорожная одежда; 13 — переходная плита; 14 — дренирующая &асыпка; 15 — скала; 1о — поверхностный слой груша; 17 — монолитная жеаезобегонная

опор

а

свой всс и защищая его 01 природных воздействий Поэтому одеваю­щие стенки имеют меньшую толщину, чем подпорные. Их попе­речное очертание зависит ог конфигурации защищаемого откоса (рис. XXXII.23). Наиболее целесообразно заднюю поверхность одевающих стенок делать прямой, чтобы стенки имели возможность независимой осадки, устраивая за ними дренажную прослойку с выпусками для отвода скапливающейся воды, которая при замер­зании могла бы разрушать стенку. На сухих откосах стенки можно устраивать с заделкой уступов в скальную породу. В некоторых слу­чаях, если трещиноватость распространяется па небольшую глубину, хорошие результаты дает уположение откосов.

Целесообразно использовать для устройства одевающих стенок сборные бетонные элементы. Во многих случаях можно ограничи­ваться обработкой повсрхности трещиноватых скальных откосов торкретированием, особенно с использованием аэрированных це­ментных растворов, хорошо проникающих в трещины.

При устройстве выемок на крутых косогорах в монолитных скаль­ных грунтах можно оставлять нависающие над дорогой скальные выступы. Такой поперечный профиль называется полутоннелем.

На крутых горных склонах, где требуется значительная высота подпорных стен, для уменьшения объема работ устраивают эстакады и полумосты (рис. XXXII.24), в которых часть земляного полотна располагается на каменных или бетонных опорах, а на обрывистых скальных склонах — балконы — консольные конструкции, закреп­ленные в скалу, на которых частично размещается земляное полотно (рис. ХХХП.25). Устройство опор балконов с закреплением в отвес- пых стенках скальных обрывов сложно, и поэтому для поддержания консолей стремятся устраивать вертикальные опоры или подкосы.

Для отвода воды, притекающей к дороге с вышележащих склонов, устраивают нагорные канавы, располагаемые с верховой стороны на расстоянии не менее 6 м от бровки выемки.