Разбивка выемок
На участках с равнинным характером местности расстояние от оси выемки составляет: l=B/2 + bк + hbm (рис. 4.5,а). В случае косогора с одинаковым поперечным уклоном разбивка (рис. 4,5,6) не требует дополнительных пояснений, Линии верхних бровок выемок, как и для насыпей, обозначают бороздой автогрейдера. Во избежание перебора грунта над верхними бровками откосов выемок устанавливают постоянные лекала с заданной крутизной откоса.
На косогоре с различным поперечным уклоном для нахождения верхних бровок выемок применяют ту же ватерпасную рейку с откосным лекалом (рис. 4.6,а). При разбивке выемки кверху от оси улицы участки ватерпасовки I, II, III постепенно уменьшаются по длине и становятся меньше длины рейки I. Когда по длине их можно объединить, перекрывая трехметровой рейкой, общая длина участков составит m (h1+h2+h3). Откладывая по рейке значение общей длины на поверхности земли с применением отвеса, находят требуемую точку A'», расположенную по линии откоса выемки. В дальнейшем с помощью откосного лекала устанавливают точку А, соответствующую внутренней бровке нагорного откоса. Снова применяя ватерпасовку, но к низу откоса выемки, фиксируют внешнюю бровку ее низового откоса.
Разбивку выемок на косогорах производят также с помощью теодолита (см. рис. 4.2,6). Наклонный луч его трубы направляют из точки поперечника, отстоящего от оси улицы на расстоянии, равном половине ширины выемки. Поставив теодолит над этой точкой, устанавливают визирный луч его трубы горизонтально и берут отсчет h0 по рейке, стоящей в осевой точке поперечника. Полученное значение прибавляют к рабочей отметке (глубине выемки) поперечника и получают высоту вехи по бровке выемки Hвех=h0+hв.
Далее устанавливают визирный луч теодолита параллельно откосу, для чего на вертикальном круге устанавливают отсчет, соответствующий углу наклона откоса в выемке β0. После этого, передвигая веху высотой Hвех по створу поперечника вдоль косогора, ищут точку, в которой визирный луч будет проходить через верх вехи. Найденная точка будет находиться на бровке выемки земляного полотна.
Во время разработки выемки, не доходя 0,2—0,3 м до проектной поверхности, размечают и основные точки, характеризующие положение тротуаров, газонов, разделительных зеленых полос, пешеходных и велосипедных дорожек и т. д. Чтобы не допустить перебора грунта, вдоль внутренних бровок выемки нарезают борозды на проектную глубину.
ВЫЕМКА дорожная
ВЫЕМКА дорожная — часть земляного полотна, основная площадка которой расположена в искусственном углублении.
Выемка глубиной до 12 м в супесях, суглинках и тощих глинах проектируются по типовым поперечным профилям. Для выемок глубиной более 12 м, на косогорах круче 1:3, в пере увлажненных грунтах и при прочих неблагоприятных инженерно-геологических условиях, а также разрабатываемых методами взрыва на выброс, составляются индивидуальные проекты. В благоприятных инженерно-геологических условиях крутизна откосов выемки глубиной до 12 м принимается следующей: в глинах, суглинках, супесях и песках однородного напластования 1:1,5; в сухих лессах в условиях засушливого климата от 1:0,1 до 1:0,5. В лессах в остальных случаях, а также в лессовидных грунтах в зависимости от свойств грунтов и высоты откосов от 1:0,5 до 1:1,5; в слабовыветривающейся скале при отсутствии наклона пластов в сторону полотна 1:0,2; в прочих скальных грунтах в зависимости от их свойств, характера напластования и высоты откосов от 1:0,2 до 1:1,5.
Выемки, прорезающие неоднородные по физическим свойствам грунты, могут иметь откосы переменной крутизны, соответствующие устойчивости грунтов. Отвод поверхностных вод осуществляется нагорными канавами, кюветами, забанкетными канавами. В необходимых случаях предусматривается искусственное понижение уровня грунтовых вод. Глубина нагорных канав и кюветов принимается, как правило, 60 см. В выемках, прорезающих водонасыщенные слабые грунты, кроме того, принимаются специальные меры по обеспечению устойчивости земляного полотна (устройство дренажей, закюветных полок, замена слабого грунта дренирующим, специальное укрепление откосов и т. п.).
Выемка разрабатывается в соответствии с проектом производства работ, который должен отвечать всем требованиям передовой технологии и местным условиям строительства. Особое внимание при разработке выемки должно быть обращено на своевременное устройство водоотводов. Откосы выемки в грунтах, подверженных разрушению от атмосферных воздействий, укрепляются вслед за выполнением основных земляных работ. В зависимости от глубины, категорий грунта и других условий выемки могут разрабатываться экскаваторами, оборудованными прямой лопатой, или драглайнами, скреперами и бульдозерами. При разработке выемки в скальных грунтах производится предварительное рыхление их взрывным способом. Для обеспечения устойчивости откосов Выемки и повышения производительности труда на этих работах рекомендуется применение скважинных или шпуровых зарядов, с разработкой взорванной породы экскаваторами с прямой лопатой
Энциклопедия современной техники строительство, главный редактор В. А. Кучеренко, издательство «Советская энциклопедия», Москва 1964
Дорожная выемка
Владельцы патента RU 2244781:
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении железнодорожных насыпей в районах распространения вечномерзлых грунтов. Дорожная выемка на вечномерзлых грунтах содержит балластную призму, расположенный под ней опорный массив, контактирующий с откосами выемки своими боковыми сторонами, и теплоизоляционный слой, уложенный на откосах выемки с расположенным поверх него защитным слоем. Опорный массив содержит выполненный из фракционного скального грунта верхний ярус высотой hв и нижний ярус высотой hн, выполненный из недренирующего грунта. Защитный слой выполнен из дренирующего грунта. Высота опорного массива hо, высота hВ его верхнего и hн нижнего ярусов и ширина вн опорного массива определены по соответствующим зависимостям. Технический результат состоит в устранении деформаций земляного полотна при сооружении насыпей. 1 ил.
Изобретение относится к области строительства, а именно к сооружению железнодорожных насыпей в районах распространения вечной мерзлоты.
Известна дорожная выемка на вечномерзлых грунтах (М.А.Фришман, И.Н.Хохлов, В.П.Титов. Земляное полотно железных дорог. Транспорт. М., 1972, рис. 16). Недостатком этой выемки является то, что на высокопросадочных при оттаивании грунтах II-IV категории в результате протаивания грунтов оснований возможны деформации.
Наиболее близкой к предлагаемой является дорожная выемка на высокопросадочных грунтах II-IV категории, содержащая балластную призму и опорный массив из замененного грунта, а также каменную наброску в пределах откосов и основной площадки. Кроме того, на откосах и в пределах опорного массива уложен теплоизоляционный слой (Г.Н.Жинкин, И.А.Грачев. Особенности строительства железных дорог в районах распространения вечной мерзлоты и болот. М., 2000, рис. 1.39).
Недостатком этой выемки является то, что при наличии поперечной и продольной фильтрации возможно проникновение фильтрационных потоков под слой теплоизоляции, что приведет к необратимым процессам растепления грунта основания, несмотря на наличие каменной наброски, влияние которой резко снижается из-за наличия слоя теплоизоляции.
Предлагаемым изобретением решается задача устранения деформаций земляного полотна при сооружении насыпей в высокольдистых вечномерзлых грунтах, просадочных при оттаивании.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлено поперечное сечение дорожной выемки предлагаемой конструкции.
Дорожная выемка на вечномерзлых грунтах содержит балластную призму 1, опорный массив 2 общей высотой ho, расположенный под балластной призмой и своими боковыми сторонами контактирующий с откосами 3 выемки, и теплоизоляционный слой 4 на откосах 3 выемки с расположенным поверх него защитным слоем 5. Теплоизоляционный слой 4 может быть также продлен по откосу выемки в зону опорного массива 2. Опорный массив 2 содержит ярусы: верхний 6 высотой hв и нижний 7 высотой hн. Верхний ярус 6 выполнен из фракционного скального грунта, желательно из камня размером 20-30 см, нижний ярус 7 выполнен из недренирующего грунта. Требуемая минимальная ширина опорного массива вн определяется из условия распределения под углом 45° нагрузки от балластной призмы:
Защитный слой 5 выполнен из дренирующего грунта. Сверху теплоизоляция 4 и защитный слой 5 имеют переходный горизонтальный участок. Для отделения дренирующего грунта защитного слоя 5 от пылеватого основного грунта 8, а также для отделения грунта балластной призмы 1 от фракционного скального грунта опорного массива 2 сделаны прослойки из геотекстиля соответственно 9 и 10. Положение верхней границы вечной мерзлоты на момент окончания теплого периода года показано позицией 11.
В тепловом отношении дорожная выемка на вечномерзлых грунтах предлагаемой конструкции работает следующим образом.
Прежде всего, отметим, что основным преимуществом данной конструкции является то, что она позволяет в высокольдистых грунтах собирать поперечный подток поверхностных вод и осуществлять продольную фильтрацию этих вод без протаивания грунтов оснований. Достигается это следующим образом.
Вода, поступая со стороны защитного слоя 5 или непосредственно в опорный массив 2 сверху, скапливается на верхней поверхности нижнего яруса 7 и начинает перемещаться по ней в продольном направлении. Температура фильтрующейся воды, таким образом, определяет температуру верхней поверхности яруса 7 (она практически равна ей). Температура фильтрующейся воды значительно ниже температуры воздуха, поскольку прежде, чем попасть в указанное положение, она проходит сквозь верхние слои грунта, более холодные, чем воздух, и принимает температуру этого грунта. Тем не менее эта температура положительная, что вызывает протаивание грунта в нижнем ярусе 7. Чтобы не допустить просадок грунта, положение верхней границы вечной мерзлоты 11 на момент окончания теплого периода года не должна выходить за пределы нижнего яруса. Практически глубина протаивания, считая от уровня верхней поверхности нижнего яруса 7, не будет превышать 1 м. Это может быть установлено теплофизическим расчетом. Однако менее чем 0,5 м величину hн назначать не следует. Если коренные грунты в уровне нижнего яруса 7 в диапазоне по глубине 0,5-1,0 м непросадочны, то специальной замены грунта можно и не делать. В зимний период за счет работы каменной наброски верхнего яруса 6 в грунты поступает холод, компенсирующий теплопоступления в летний период. В результате температура подстилающих грунтов либо сохраняется, либо даже понижается. Теплоизоляция 4 предохраняет в летний период откосы выемки от протаивания. В зимний период холод к теплоизоляции поступает не только сверху, через защитный слой 5, но и снизу, в результате охлаждающего действия каменной наброски в верхнем ярусе 6. Защитный слой 5 не только предохраняет теплоизоляцию от повреждения, но и обеспечивает сток поверхностных и грунтовых вод вблизи выемки. (Для сбора и отвода вод с более обширной прилегающей к выемке территории целесообразно устройство нагорных канав).
Дорожная выемка на вечномерзлых грунтах, содержащая балластную призму, расположенный под ней опорный массив, контактирующий с откосами выемки своими боковыми сторонами, и теплоизоляционный слой, уложенный на откосах выемки, с расположенным поверх него защитным слоем, отличающаяся тем, что опорный массив содержит выполненный из фракционного скального грунта верхний ярус высотой hв и нижний ярус высотой hн, выполненный из недренирующего грунта, причем защитный слой выполнен из дренирующего грунта, при этом высота опорного массива hо, высота hв его верхнего и hн нижнего ярусов и ширина вн опорного массива определены соответственно зависимостям
где вп – ширина подошвы опорной призмы, м;
вв – ширина опорного массива поверху, м;
m = 0,8 ÷ 1,2 – коэффициент учета местных условий, б/р.