МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОРОЖНЫЙ ПРОЕКТНО - ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И
НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ГИПРОДОРНИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ
И ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ
КОНУСОВ И ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
( ДЛЯ ОПЫТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ )

Утверждены

Минавтодором РСФСР

Письмо Г ПТУ -1-2/68

от 20 января 1987 г .

Москва 1987

Приведены рекомендации по повышению общей устойчивости конусов и откосов земляного полотна с целью сокращения объемов земляных работ при строительстве , ремонте и реконструкции автомобильных дорог . Даны конструкции , методы расчетов и особенности технологии работ при армировании откосов наклонными прослойками рулонных синтетических материалов . Приведена методика определения оптимальных угла наклона и места заложения армирующей прослойки . Рассмотрено применение в конусах путепроводов и мостов армогрунтовых конструкций с подпорными стенками и конструкций типа « грунт в обойме» .

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сокращение объемов земляных работ - одна из актуальных задач дорожного строительства . Объясняется она как наличием на территории РСФСР значительных площадей , характеризующихся широким распространением переувлажненных грунтов , так и появившимися в последние годы трудностями с отводом земель под дорожное строительство .

Увеличение крутизны откосов с обеспечением их устойчивости - один из путей решения этой задачи . В настоящих Рекомендациях в качестве мероприятия по обеспечению устойчивости используется армирование грунта земляного полотна синтетическими материалами , в том числе с применением конструкций типа « грунт в обойме» , а также армогрунтовых конструкций с подпорными стенками . В тех случаях , когда это технологически обосновано , армирующий материал закладывают в таких местах и под таким углом к горизонту , которые позволяют наиболее эффективно использовать способность армирующих материалов работать на растяжение .

Рекомендации составлены кандидатами технических наук Смуровым Н . М . ( разд . 2 - 4); Перковым Ю . Р . ( разд . 2); инженерами Фоминым А . П . ( разд . 2); Молотковым В . В ., Малышенко В . М ., Степановой Т . Н . ( разд . 3); Завьяловым М . А ., Уткиным Б . Н . ( разд . 5); Вороновой О . Б ., Емельяновым В . Н ., Фоминой М . В . ( разд. 2 ); Ефишовой Е . В . ( разд . 4); Новиковой Е . А . ( прил . 5) ( Гипродорнии ); кандидатами технических наук Целиковыим Ф . И ., Балючик Э . А ., и нж . Бирюковой Л . М . ( разд . 4) ( ЦНИИС ). Общее руководство осуществлено канд . тех . наук Смуровым Н . М .

При разработка Рекомендаций использованы а . с. № 727734, 937606, 1339203, а также материалы экспериментального проекта «Устои мостов и путепроводов с анкерными подпорными с тенками . Технические решения» ( М .; 1983).

Замечания и предложения по настоящим Рекомендациям просьба направлять по адресу : 109089, Москва , наб . Мориса Тореза , 34, Гипродорнии .

Зам . директора по научной работе

канд . техн . наук А . Я . Эрастов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Настоящие Рекомендации предназначены для разработки мероприятий по повышению общей устойчивости конусов и откосов земляного полотна с целью сокращения объемов земляных работ при строительстве , ремонте и реконструкции автомобильных дорог .

1.2 . Предлагаемые в Рекомендациях мероприятия по повышению устойчивости конусов и откосов включают :

совершенствование методов армирования откосов насыпей прослойками синтетических материалов¹ ;

¹ А . с . № 1339203.

армогрунтовые конструкции конусов путепроводов и мостов с подпорными стенками² ;

² А . с . № 727734.

конструкции конусов мостов и путепроводов типа « грунт в обойме» .

1.3 . При армировании откосов насыпей прослойками синтетических материалов применены оптимальные углы наклона арматуры и их расположения по высоте для наиболее эффективного использования их работы на растяжение .

1.4 . Армогрунтовые конструкции конусов путепроводов и мостов с подпорными стенками не только снижают объемы земляных работ , позволяют экономить детали мостовых конструкций , но и повышают надежность сооружения в целом .

1.5 . Конструкция конусов путепроводов и мостов типа « грунт в обойме » сокращает объемы земляных работ и улучшает условия сопряжения подходной насыпи с пролетным строением .

1.6 . Назначение мероприятия по повышению устойчивости конусов и откосов следует производить с учетом погодно - климатических и гидрогеологических условий , а также механических свойств грунтов .

1.7 . Выбор каждого конкретного мероприятия должен сопровождаться технико - экономическим обоснованием .

2 . ОТКОСЫ НАСЫПЕЙ, АРМИРОВАННЫЕ ПРОСЛОЙКАМИ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 . Конструкции армированных откосов

2.1.1 . Один из способов повышения устойчивости откосов и сокращения объемов земляных работ - армирование их горизонтальными прослойками рулонных синтетических материалов в соответствии с ВСН 49-86 « Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов» .

2.1.2 . Наиболее эффективным является армирование откосов наклонными прослойками синтетических материалов , расположенными по линии действия в грунте растягивающих напряжений . Метод применим на дорогах I - V категорий при высоте откосов от 4 м и более .

2.1.3 . Армирование откосов может быть осуществлено как армирующими ( пленки , сетки ), так и дренирующими синтетическими материалами с учетом положений по разд . 2.2 настоящих Рекомендаций .

2.1.4 . Прослойки синтетического материала располагают в зоне наиболее опасной поверхности скольжения . Верхнюю часть откоса на глубине до 1 м от поверхности насыпи армируют горизонтальными прослойками .

При этом возможны следующие варианты армирования :

прослойки синтетического материала укладывают только в зоне поверхности скольжения ( рис . 2.1 а , б );

то же на всю длину армируемой зоны до поверхности откоса ( рис . 2.1 в );

то же с выводом на поверхность откоса ( рис . 2.1 г );

наклонные участки армирующего материала укладывают только в зоне поверхности скольжения с горизонтальным заложением концов армирующего материала ( рис . 2.1 д) ;

то же с выводом армирующего материала на поверхность откоса ( рис . 2.1 е );

различные варианты армирования наклонными прослойками синтетического материала в сочетании с песчаными дренирующими прослойками с коэффициентом фильтрации К_ф ³ 1 м / сут ( см . рис . 2.1б, в , ж , з ).

2.1.5 . Армирование откосов только в зоне поверхности скольжения ( см . рис . 2.1 а , б ) производят при обеспеченной их местной устойчивости .

Рис . 2.1 . Конструкция насыпей , армированных прослойками синтетических материалов :

1 - поверхность скольжения ; 2 - прослойка синтетического материала ; 3 - песчаная прослойка .

2.1.6 . При необходимости обеспечения местной устойчивости откосов армирование производят до поверхности откосов ( см . рис . 2.1 в , д , ж) , а в случае использования грунтов , склонных к размыву поверхностными водами , прослойки синтетических материалов ( кроме гидроизолирующих ) выводят на поверхность откоса ( см . рис . 2.1 г , е , з) . В случае необходимости на синтетическом материале устраивают дополнительное укрепление дерновым покровом , решетчатыми конструкциями и т . п .

2.1.7 . Песчаные дренирующие прослойки толщиной 0,2 м устраивают при наклонном армировании откосов гидроизолирующими или дренирующими синтетическими материалами ( см . рис . 2.1 б, в , ж , з ). При использовании в качестве армирующего материала сеток песчаные прослойки не применяют .

2.1.8 . Горизонтальные участки на концах армирующего материала ( рис . 2.1 д , е , ж , з) применяют для¹ :

¹ Примечание . Для гидроизолирующих материалов горизонтальный участок на нижнем конце армирующей прослойки не устраивают .

сокращения длины наклонного участка ;

обеспечения более прочной заделки синтетического материала в неподвижную часть откоса за поверхностью скольжения при ее построении по графику Ямбу ;

лучшего контакта синтетического материала с песчаными дренирующими материалами .

Длина l_гор. горизонтального участка на верхнем конце прослойки синтетического материала определяется положением его наклонной части относительно поверхности откоса , а соответствующего участка на нижнем конце принимается равной 1 м .

2.1.9 . Длину заделки l _з наклонного ( или горизонтального ) участка ( см . рис . 2.1 а , в , е ) находят по формуле ( но не менее 2 м)

( 1.1 )

где R_p - предел прочности синтетического материала на растяжение , определяемый по паспортным данным или по результатам испытаний в соответствии с ВСН 49-86 ;

γ_wi - удельный вес вышележащего грунта;

h_i - высота грунта над точкой пересечения поверхности скольжения с армирующей прослойкой ;

γ - угол наклона армирующей прослойки к горизонту ;

φ' и c ' - прочностные характеристики по контакту арматура - грунт , принимаемые по результатам испытаний в соответствии с ВСН 49-86 или для примерной их оценки по табл . 2.1.

Таблица 2.1

Вид армирующего материала	Значения
Вид армирующего материала	связный грунт	несвязный грунт
Тканый , нетканый , сетка	tg φ' = tgφ	tg φ' = 0,9 tgφ
Тканый , нетканый , сетка	C ¹ = 0,1 C	C ¹ = 0
Пленка и другие синтетические материалы с гладкой поверхностью	Только по результатам испытаний	tg φ ' = 0,45tgφ
	Только по результатам испытаний	C¹ = 0

2.2 . Расчет армированных откосов

2.2.1 . В расчет армированных откосов входит определение следующих показателей :

места заложения прослоек синтетического материала ;

угла наклона армирующей прослойки ;

коэффициента запаса устойчивости откоса .

2.2.2 . Армированию в первую очередь подлежат блоки откоса с наименьшим коэффициентом запаса устойчивости . Для определения наименее устойчивых блоков строят на чертеже откоса с требуемым заложением круглоцилиндрическую поверхность скольжения . Центр ее находят методом пробных попыток или по графику Ямбу ( рис . 2.2 ). Подвижную часть откоса , ограниченную поверхностью скольжения , разбивают на вертикальные блоки ( рис . 2.3 ). Рассчитывают коэффициент запаса устойчивости всего откоса по формуле :

, ( 2.1)

где P_i = γ_wi F_i - вес данного блока ;

γ_wi - удельный вес грунта блока ;

F_i - площадь блока ( толщина блока принимается равной 1);

l_i - длина поверхности скольжения в пределах блока ;

β_i - угол наклона к горизонту поверхности скольжения в пределах блока ;

σ_pi - предел прочности грунта данного блока на растяжение , который определяют по приложениям 1 - 3.

Рис . 2.2 . График Ямбу

2.2.3 . Если величина коэффициента запаса устойчивости откоса оказалась меньше требуемой , рассчитывают коэффициент запаса устойчивости каждого блока по формуле

( 2.2)

где все обозначения те же , что и в формуле ( 2.1 ) .

Рис . 2.3 . Схема к расчету армированного откоса

2.2.4 . Армированию подвергается в первую очередь блок с наименьшим коэффициентом запаса . Угол наклона армирующей прослойки к горизонту определяют по формуле

γ _i = 2 α _i - β _i ( 2.3)

где β_i - угол наклона поверхности скольжения к горизонту ;

, ( 2.3 ’)

Sw_i - сопротивляемость грунта сдвигу , определяемая по результатам испытаний на сдвиг при действующем в данном блоке нормальном напряжении σ_ni на поверхности скольжения .

Величину σ_ni находят по формуле

(2.3”)

где P_i - вес данного блока ;

l_i - длина поверхности скольжения в данном блоке .

2.2.5 . После выбора угла наклона армирующей прослойки рассчитывают коэффициент запаса устойчивости откоса с армированным блоком по формуле

; ( 2.4)

, ( 2.5 )

где w_i - угол между синтетическим материалом и поверхностью скольжения в данной точке ( при оптимальном заложении СМ w_i = 2 α );

R_gcm - расчетная прочность синтетического материала , определяемая по прил . 4; остальные обозначения те же , что в ( 2.3).

2.2.6 . Для проведения предварительных расчетов величину R_gcm , возможно принимать в долях от прочности армирующих материалов при растяжении R_p ( паспортные данные ) следующим образом : для тканых материалов , жестких сеток из полиамидного , полиэфирного сырья R_gcm = 0,6 R_p , , полипропиленового сырья R_gcm = 0,3 R_p для нетканых иглопробивных материалов из полиамидного , полиэфирного сырья R_gcm = 0,25 R_p , полипропиленового сырья R_gcm = 0,1 R_p _. Однако в любом случае должно соблюдаться условие R_gcm £ KR_p , где К - коэффициент , учитывающий снижение прочности армирующего материала в процессе эксплуатации за время Т лет и равный

, ( 2.5 ’)

где а , в - параметры , зависящие от вида сырья , из которого изготовлены армирующие материалы ( для полиэфира и полипропилена а = 0,09 , в = 0,5 , полиамида а = 0,4, в = 1,0 ).

2.2.7 . Если величина полученного по формуле ( 2.4 ) коэффициента запаса не удовлетворяет требуемым значениям , армированию по п . 2.2.4 подвергается следующий блок с наименьшим коэффициентом запаса ( см . п . 2.2.3 ) и снова рассчитывают коэффициент запаса устойчивости откоса , по формуле ( 2.4 ), включив в числитель в виде слагаемого дополнительную величину прочности R ₂ материала , армирующего второй блок , рассчитывая R ₂ по формуле ( 2.5 ).

2.2.8 . Операция по п . 2.2.7 повторяется до достижения требуемого значения коэффициента запаса .

2.3 . Особенности технологии производства работ

2.3.1 . Основные технологические процессы по возведению земляного полотна с армированием его откосов рулонными синтетическими материалами назначают в соответствии с действующими нормативно - техническими документами . Изменяются лишь операции по отсыпке слоев грунта , непосредственно контактирующих с арматурой ( подготовка основания под ее укладку ), и добавляется операция по укладке синтетических материалов .

Рис . 2.4. Способы подготовки основания под укладку арматуры ( а - срезкой ; б - отсыпкой ):

1 - отсыпанные слои грунта ; 2 - срезаемая часть грунта ; 3 - наклонная часть основания

2.3.2 . Подготовку основания под укладку арматуры выполняют в зависимости от принятого конструктивного решения ( см . рис . 2.1 ), требуемого угла наклона прослойки к горизонту , длины ее наклонной части одним из двух возможных способов :

срезкой грунта после его отсыпки до уровня верхнего края арматуры с приданием требуемого уклона ( п . 2.3.3., см . рис . 2.4 а);

отсыпкой грунта до уровня нижнего края арматуры и последующей послойной отсыпкой прилегающего к откосу грунта ступенями и их срезкой с приданием требуемого уклона ( п . 2.3.4; см . рис . 2.4б).

2.3.3 . Подготовку основания способом срезки грунта выполняют , как правило , при угле наклона основания в пределах 15 ° . Работы проводят следующим образом :

после отсыпки грунта до уровня верхнего края арматуры ( послойно с уплотнением ) размечают участок работ , фиксируя намеченное проектное положение нижнего края арматуры в поперечном сечении земляного полотна ;

начиная от фиксированного положения края арматуры срезают грунт продольными проходами автогрейдера или поперечными проходами бульдозера . В первом случае углы установки отвала назначают следующим образом : захвата - 35 - 40 ° , резания - 40 - 45 ° , наклона - в зависимости от требуемого уклона основания . При необходимости значительного ( более 0,6 - 0,7 м ) заглубления края арматуры ( угол наклона - более 8 - 10 ° , ширина наклонной части арматуры - более 4- х м ) зарезание с заданием уклона выполняют автогрейдером , а последующую срезку - бульдозером . Во втором случае зарезание начинают при максимальном ( необходимом ) заглублении отвала бульдозера , постепенно уменьшая это заглубление . Окончательную планировку выполняют продольными проходами автогрейдера . Срезка грунта поперечными проходами бульдозера может быть более эффективна при значительной длине наклонной части основания ( более 6 - 7 м ). Срезанный грунт перемещают за пределы намеченной площади укладки арматуры ;

при необходимости продольными проходами бульдозера создают горизонтальный участок основания у нижнего края арматуры ( подобным участком у верхнего ее края служит поверхность отсыпанных ранее слоев ). При значительном заглублении края арматуры ( более 0,5 м ) горизонтальный участок создают постепенно в процессе срезки грунта с созданием наклонной поверхности .

2.3.4 . Подготовку основания путем отсыпки грунта выполняют, как правило , при угле наклона основания выше 15 ° . Работы проводят в следующем порядке :

после отсыпки грунта до уровня нижнего края арматуры ( послойно с уплотнением ) размечают участок работ , фиксируя намеченное проектное положение нижнего края арматуры в поперечном сечении земляного полотна ;

от этого положения к поверхности откоса послойно с уплотнением отсыпают слои грунта ступенями . Ширину ступеней назначают в зависимости от требуемого уклона основания по формуле

D l = D h / tg g

где D h - толщина отсыпаемых слоев .

Поверхность верхнего из слоев должна находиться на уровне укладки верхнего края арматуры , а его уплотнение выполняют после укладки и засыпки арматуры ;

срезают ступени продольными проходами бульдозера ( автогрейдера ) перемещением грунта за пределы намеченной площади укладки арматуры .

2.3.5 . Величину угла наклона основания контролируют угломерной рейкой КП 135 или переносными откосными лекалами различных конструкций . Угол наклона не должен отличаться от требуемого более чем на 5 %.

2.3.6 . При возможности дополнительного увлажнения связных грунтов земляного полотна в результате подготовки основания с обратным уклоном ( отсутствие продольного уклона , наличие значительного перерыва между операциями по подготовке основания и укладке арматуры и т . д .) следует предусматривать мероприятия по водоотводу , например , путем устройства дренирующих прослоек ( см . рис . 2.1 б, в , ж , з ).

2.3.7 . Укладку синтетических материалов ( арматуры ) выполняют в следующем порядке :

транспортируют рулоны к месту строительства , разгружают и распределяют их вдоль земляного полотна через определенное расстояние , зависящее от длины материала в рулоне , требуемой ширины арматуры , направления раскатки рулона ;

раскатывают рулоны материала в поперечном направлении ( продольная раскатка возможна лишь в случае превышения ширины рулона требуемой ширины арматуры ( армируемой площади ) или соединения полотен между собой способом , обеспечивающим равнопрочность арматуры - сшивание , сплавление , склеивание ). Поперечную раскатку выполняют начиная с верхней ( ближайшей к откосу ) стороны к оси земляного полотна . Для этого предварительно край материала закрепляют анкерами или скобами , после чего рулон раскатывают , обрезают , полотно разравнивают с легким натяжением за нижний конец и закрепляют его анкерами или скобами , которые устанавливают также в местах изменения уклона основания . Рулон перемещают в первоначальное положение и повторяют операции . При небольшом уклоне ( до 5 - 8 ° ) рулон раскатывают снизу вверх , затем сверху вниз и т.д . или предварительно нарезают материал на полосы требуемой длины ;

проверяют качество созданной армирующей прослойки визуальной оценкой сплошности , качества соединения ( при продольной укладке ). Предварительно ( при приемке ) должно быть оценено качество самого материала , прежде всего соответствие паспортным данным его толщины и плотности ( веса 1 м² ). По результатам осмотра составляют акт , где приводят результаты визуального осмотра , данные о поставщике и характеристики материала , указанные в паспорте или на этикетках рулонов .

2.3.8 . Отсыпку грунта на синтетический материал и вне площади его укладки следует вести слоями с требуемыми по СНиП уклонами без заезда занятых на строительстве машин на открытое полотно . Толщина отсыпаемого слоя должна быть не менее 30 см , а отсыпку слоя в этом случае ведут постепенной надвижкой срезанного грунта ( см . п . 2.3.3 ) на полотно и разравниванием дополнительно подвезенного грунта . Желательно , чтобы направление раскатки рулонов совпадало с направлением надвижки грунта . Отсыпку слоя вне площади расположения арматуры ведут обычным образом .

3 . АРМОГРУНТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ С ПОДПОРНЫМИ СТЕНКАМИ

3.1 . Область применения и конструктивные особенности

3.1.1 . Армогрунтовые конструкции с подпорными стенками могут быть использованы в откосах насыпей в стесненных условиях и в конусах мостов и путепроводов , на автомобильных дорогах I - V категории с типовыми пролетными строениями длиной от 3 до 33 м и опорами из типовых элементов из сборного железобетона во всех районах СССР .

Рис . 3.1 . Сравнение типовой конструкции конуса с армогрунтовой конструкцией с подпорной стенкой :

а - типовая конструкция ; б - армогрунтовая конструкция с подпорной стенкой

Рис . 3.2 . Конструкция армирующей ленты и ее прикрепления к блоку подпорной стенки :

1 - блок подпорной стенки ; 2 - скоба ; 3 - сварка

Максимальная высота подходной насыпи от уровня расчетной поверхности грунта - 8 м .

На рис . 3.1 показано использование армогрунтовой конструкции с подпорными стенками применительно к путепроводу ( мосту ).

3.1.2 . Армогрунтовая конструкция - это грунт , армированный специальными металлическими лентами , в частности , представляющими два продольных стержня из арматурной стали с поперечными стержнями меньшего диаметра . Ленту заворачивают и заклеивают в стеклоткань с помощью горячего битума . Конструкция армирующей ленты показана на рис . 3.2 .

3.1.3 . Армирующие ленты укладывают на грунт конуса при его послойной отсыпке после уплотнения . Количество лент на одном вертикальном блоке подпорной стенки определяют расчетом ( см . рис . 3.1 ). Ленты по высоте укладывают через равные промежутки , определяемые высотой земляного полотна и количеством армирующих лент .

3.1.4 . Подпорные стены устанавливают на фундаментах ( см . рис . 3.1 ). Заглубление фундамента принимают ниже глубины промерзания с запасом 0,25 м , но не менее 1,0 м от поверхности земли , для мостов - ниже линии размыва с запасом 0,5 м . В случае вероятности размыва грунта у подпорных стен необходимо предусмотреть укрепление бетонными плитами , каменной наброской или другими материалами .

3.1.5 . На рис . 3.3 показаны конструкции блоков подпорных стенок , представляющие железобетонные плиты со стальными петлями или специальными отверстиями для крепления армирующих лент . При наличии разделительной полосы центральный блок имеет продольный желоб для устройства водоотвода с поверхности земляного полотна .

3.1.6 . Верх блоков подпорной стены объединяют окаймляющим поясом из монолитного железобетона или соединяют соседние блоки с помощью сварки по установленным в верхней зоне закладным пластинам .

3.2 . Основные требования к материалам

3.2.1 . Для изготовления блоков подпорных стен , фундаментов , омоноличивания стыков и окаймления блоков применяют тяжелый гидротехнический бетон марок М 200, М300 нормальной плотности .

При приготовлении бетона следует применять цемент с небольшой усадкой ( расход от 260 до 450 кг / м³ ) и чистый фракционированный ( не менее двух фракций ) крупный заполнитель . Водоцементное соотношение бетонной смеси не должно превышать 0,50.

Рис . 3.3 . Конструкция блоков подпорной стенки :

а - общая конструкция ; б - центральный блок

3.2.2 . В конусах мостов и путепроводов у подпорных стен на длину промерзания с запасом 0,5 м грунт засыпки должен быть песчаным с коэффициентом фильтрации К_ф ³ 3 м / сутки . Остальную засыпку на длине армирующих лент можно выполнять грунтом насыпи подходов . Коэффициент уплотнения грунтов должен быть равен К_упл ³ 0, 98.

3.3 . Основные положения расчетов

3.3.1 . В расчет конусов из армогрунтовых конструкций с подпорными стенками входит :

определение длины армирующих лент из условия сопротивления выдергиванию под действием горизонтальных сил ( бокового давления );

проверка прочности армирующих лент в местах их прикрепления к блоку подпорной стенки ;

расчет прочности блоков подпорной стенки на изгиб ;

проверка конструкции на общую устойчивость .

3.3.2 . Для определения величины бокового давления конус земляного полотна разбивают по высоте на несколько армируемых горизонтов ( рис . 3.4 ) через 0,8 - 1,0 м . Величину бокового давления на каждом горизонте определяют по формуле

σ _i = g _wi (H_i + h_o) C_v τ ·n ( 3.1)

где g_wi - удельный вес грунта ;

H_i - высота грунта от поверхности насыпи до данного горизонта ;

C _v - коэффициент вертикального давления , равный для оснований С _v = 1 ( СНиП 2.05.03-84 );

τ - коэффициент нормативного бокового давления грунта , принимаемый равным ( СНиП 2.05.03-84 )

Рис . 3.4 . Эпюра распределения горизонтальных усилий по армирующим горизонтам

τ = tg² (45 - ^φ /₂) ( 3.2)

где φ - нормативный угол внутреннего трения грунта ;

n - коэффициент надежности по нагрузке , равный 1,1 ( СНиП 2.05.03-84 );

h_o - фиктивная высота грунта , к которой приведена равномерная нагрузка НК -80 ( СНиП 2.05.03-84 ) от одиночной колесной нагрузки ( N = 785 к н или 80 тс ), равная

, ( 3.3 )

где g_w - нормативный удельный вес грунта ;

F = L · m · l ( 3.3’)

где L - расстояние от подпорной стенки до конца опорной плиты;

l - ширина отдельной опорной плиты ;

m - количество опорных плит , находящихся под нагрузкой НК -80 ( при l =1,0 м m = 5) ( рис . 3.5).

3.3.3 . Горизонтальные усилия , возникающие в грунте на уровне армирующих лент , находят по формуле

T_i = σ _i · D h_i · B , ( 3 .4 )

где σ_i - величина бокового давления на данном горизонте ;

D h_i - высота грунта между армирующими лентами ( принимают ориентировочно равной 0,8 - 1,0 м );

B - толщина расчетного слоя грунта , равная 1.

3.3.4 . Длину армирующих лент из расчета их сопротивления выдергиванию определяют из условия ( но не менее 6 м )

, ( 3.5)

где g_w - удельный вес грунта ;

H_i - высота слоя грунта над рассматриваемым г оризонтом ( недоучет воздействия подвижной нагрузки в данном случае идет в запас прочности );

φ_w , C_w - угол внутреннего трения и сцепления грунта ;

в - ширина армирующей ленты ;

m - коэффициент условия работы , равный 0,9 ( СНиП 2.05.03-84 п . 1.4.1);

T_i - горизонтальное усилие в грунте на уровне армирующей ленты ;

g_n - коэффициент надежности по назначению , принимаемый равным 1,1 при расчетах в стадии постоянной эксплуатации и 1,0 - при расчетах в стадии строительства ;

g_f - коэффициент надежности по нагрузке для удерживающих сил , равный 0,9 ( СНиП 2.05.03-84 п . 1.41).

Рис . 3.5 . Расположение переходных плит под нагрузкой НК -80 ( распределение напряжений в дорожной одежде под углом 45 ° )

3.3.5 . Длину армирующей ленты по п . 3.3.4 проверяют по расчету общей устойчивости конуса с подпорной стенкой ( см . п . 3.3 ). Из двух расчетов принимают большую длину .

3.3.6 . Проверку прочности армирующих лент в местах их прикрепления к блоку подпорной стенки проводят по условию

R_pF_a ³ T_i ( 3.6)

где R_p - расчетное сопротивление растяжению арматуры ( стержня армирующей ленты ), принимаемое по т . 31 СНиП 2.05.03-84 ;

F_a - площадь поперечного сечения стержня ;

T_i - горизонтальное усилие в грунте на уровне армирующей ленты .

При невыполнении условия ( 3.6) увеличивают количество армируемых горизонтов или сечение стержней армирующих лент .

3.3.7 . Расчет прочности блоков подпорной стенки на изгиб с запасом прочности проводят по условию

М_изг £ R _в · в · X ( h_o - 0,5 X ) ( 3.7)

где R_в - расчетное сопротивление бетона , принимаемое по табл . 23 СНиП 2.05.03-84 ;

в - ширина блока подпорной стенки ;

h_o - расстояние от дальней грани блока до оси арматуры ( см . рис . 3.6).

С запасом прочности величину X можно принять равной

, ( 3.7 ’)

R_p - расчетное сопротивление арматуры ( табл . 31 СНиП 2.05.03-84 );

A_p - суммарная площадь поперечного сечения арматуры .

Изгибающий момент от давления грунта в наиболее опасной точке равен

, ( 3.8 )

где и σ₁ и σ₃ - горизонтальное давление грунта на первом и третьем горизонтах ( см . рис . 3.6) ( армирующая прослойка на втором горизонте считается не работающей );

К - коэффициент , учитывающий неразрезанность блока и равный 0,8;

l = 2 D h_i - расстояние между первой и третьей армирующими лентами .

3.3.8 . Расчет общей устойчивости армированного конуса с подпорной стенкой проводят по круглоцилиндрической поверхности скольжения с радиусом , равным высоте подпорной стенки , и центром , расположенным на ее верхнем конце ( рис . 3.7 ).

3.3.9 . После построения поверхности скольжения проверяют , соответствует ли длина армирующих лент , полученная по формуле ( 3.5 ), условию ( 1.1 ) ( ℓ ₃ ³ 2 м ). В случае выполнения условия ( 1.1 ) на всех армируемых горизонтах длину армирующих лент принимают по условию ( 3.5 ). Если длина армирующих лент по условию ( 3.5 ) не соответствует условию ( 1.1 ), рассчитывают коэффициент запаса устойчивости в соответствии с разделом 2.2 .

При этом величину R₁ в формуле ( 2.4) заменяют на усилие выдергивания ∑ℓ_i_· в_i ( g_wi_· H_i · tg ·φ_w + C_w ) ,

где ℓ_i - длина армирующей ленты ;

в_i - ее ширина ;

g_wi - удельный вес грунта ;

H_i - высота вышележащего грунта над армирующей лентой ;

φ_w и C_w - соответственно угол внутреннего трения и сцепления грунта .

Рис . 3 .6 . К расчету прочности блока подпорной стенки на изгиб :

а - эпюра горизонтальных напряжений ; б - расчетная схема ; в - размещение арматуры в блоке подпорной стенки

3.3.10 . Если при расчете общей устойчивости откоса по разд . 2.2 при длине армирующих лент по условию ( 3.5 ) получают требуемый коэффициент запаса устойчивости , то длину армирующих лент принимают по условию ( 3.5 ). Если коэффициент запаса общей устойчивости оказывается меньше требуемого , принимают длину армирующих лент по условию ( 1.1 ) и вновь проверяют коэффициент запаса устойчивости .

3.3.11 . Если коэффициент запаса устойчивости с использованием условия ( 1.1 ) оказывается меньше требуемого , то увеличивают количество армируемых горизонтов ( уменьшают расстояние между армирующими лентами ) или увеличивают ширину армирующих лент .

Рис . 3.7 . Построение круглоцилиндрической поверхности скольжения в конусе с подпорной стенкой

3.4 . Общие указания по изготовлению конструкции и производству строительно-монтажных работ

3.4.1 . Железобетонные конструкции изготавливают в металлической опалубке на заводах и полигонах МЖБК .

3.4.2 . При изготовлении арматурных и закладных изделий сборных и монолитных конструкций следует выполнять требования и рекомендации СНиП III -15-76; СНиП III -16-76; СНиП III -43-75 Руководства по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона ( без предварительного натяжения ) ( М ., 1978); Руководства по производству арматурных работ ( М ., 1977) и соответствующими ГОСТами .

3.4.3 . Работа по строительству подпорных стенок включает следующие стадии ( рис . 3.8 ):

Рис . 3.8 . Стадии строительства подпорных стенок :

I - стадия ; II ; III ; IV стадия

1 - монтажное обустройство ; 2 - фиксатор ; 3 - армирующие ленты ; 4 - железобетонный окаймляющий пояс

I . На стойках налаживают монтажные обустройства . В подготовленные фундаментовые блоки с помощью крана монтируют блоки подпорной стенки , покрытые оклеечной гидроизоляцией .

II . Устанавливают в проектное положение блоки стенки и закрепляют их фиксаторами . Герметизируют швы между блоками оклеечной гидроизоляцией . Котлован засыпают грунтом с тщательным уплотнением ( К_упл _. ³ 0,98).

III . Производят послойную отсыпку со слоями 30 см и уплотнение дренирующего грунта до значения коэффициента уплотнения К_упл _. ³ 0,98. В отсыпанных местах ( у подпорной стены ) могут быть использованы ручные вибротрамбовки . По мере отсыпки грунта укладывают на требуемой высоте анкерные ленты , не допуская образования пазух , и прикрепляют их к блокам стены , защищая места прикрепления гидроизоляционным материалом .

IV . Объединяют верх блоков стенки окаймляющим поясом из монолитного железобетона . Окрашивают лицевую поверхность блоков перхлорвиниловой краской .

V . Выполняют сопряжение с насыпью , укладывая сборные переходные плиты , деформационный шов и покрытие проезжей части .

4 . КОНУСА И ОТКОСЫ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, АРМИРОВАННЫЕ ПО ПРИНЦИПУ «ГРУНТ В ОБОЙМЕ»

4.1 . Конструктивные особенности

4.1.1 . Конструкции типа « грунт в обойме » могут применять в откосах земляного полотна в стесненных условиях , при отсутствии кондиционных грунтов , наличии слабых , заторфованных грунтов в основании насыпи , а также в конусах малых и средних мостов и путепроводов на дорогах местного значения , сельскохозяйственных дорогах и временных подъездных путях .

4.1.2 . Принципиальная схема конструкции « грунт в обойме » применительно к устою диванного типа приведена на рис . 4.1 . Она представляет собой многослойную систему , в которой слои грунта на всем поперечнике насыпи или только в откосных частях обернуты синтетическим материалом .

4.1.3 . Синтетический материал закладывают в грунт горизонтально . При необходимости повышения устойчивости откоса с уменьшением количества армирующих прослоек последние можно закладывать наклонно в соответствии с разд . 2 Рекомендаций .

4.1.4 . Армирующий материал укладывают на грунт конуса или откоса земляного полотна при его послойной отсылке после уплотнения . Количество армирующих полотен при горизонтальной укладке определяют расчетом в соответствии с разд . 4.2 Рекомендаций . При этом в случае горизонтального армирования армирующий материал по высоте укладывают через равные расстояния , определяемые высотой земляного полотна и количеством армирующих полотен . Длина армирующего полотна должна складываться из проектной длины до поверхности откоса , высоты слоя грунта и длины , предназначенной для перекрытия верха этого слоя .

Рис . 4.1 . Принципиальная схема конструкции устоя диванного типа , усиленного армированием грунта :

1 - диван ; 2 - переходная плита ; 3 - щебеночная призма пяты опирания переходной плиты ; 4 - армирующие полотнища ; 5 - естественное основание ; 6 - лицевая поверхность откоса армогрунтового искусственного основания ; 7 - защитное ограждение ( каменная наброска , пневмонабрызг и т . д .); 8 - пролетное строение

4.1.5 . Армирующий материал - это сетка типа СПАП по ТУ 6-11-217-76 из стекловолокна или другой материал , отвечающий требованиям расчета по разд . 4.2 Рекомендаций . При использовании материала типа СПАП на затопляемых участках торцевые участки грунта защищаются от выноса частиц грунта прокладками из дренирующего материала типа дорнит и заделкой его в тело насыпи не менее чем на 2 м ( рис . 4.2 ).

4.1.6 . Для защиты участков армирующего материала , выходящих на поверхность откоса от воздействия внешних факторов , при необходимости могут быть использованы такие способы , как укрепление травосеянием ( гидропосев на базе скопа , лигнодора ), пневмонабрызг цемента и других вяжущих , а на подтопляемых откосах - решетчатыми конструкциями , каменной наброской , бетонными плитами и т .д.

4.2 . Расчет конструкции «грунт в обойме»

4.2.1 . В расчет конструкции « грунт в обойме » входит оценка ее устойчивости под воздействием бокового давления грунта на торцевые участки обойм из синтетического материала и оценка ее общей устойчивости . Выбор синтетического материала и длины прослоек в грунте принимают в соответствии с тем из указанных расчетов , который потребовал большие длину и прочность материала .

Рис . 4.2 . Защита торцевых частей конструктивных слоев дорнитом :

1 - СПАП ; 2 - дорнит

4.2.2 . Расчет устойчивости на боковое давление грунта применительно к устою диванного типа начинают с определения значения вертикальны х напряжений под подошвой дивана и их распределений по глубине . Эти напряжения складываются из давления от собственного веса грунта ( σ _в _i ), давления от подвижной нагрузки ( ) и веса половины пролетного строения вместе с диваном и половиной переходной плиты ( ) ( рис . 4.3 ).

4.2.3 . Нормативное давление от собственного веса грунта определяют по формуле

σ _в _i = g _w · H_i ( 4.1)

где g_w - нормативный удельный вес грунта , кН / м³ ( тс / м³ );

H_i - глубина , для которой находят вертикальное давление , м .

4.2.4 . Давление от подвижной нагрузки N_n определяют с учетом динамического воздействия умножением на динамический коэффициент К_д , определяемый в соответствии с п . 2.22 СНиП 2.05.03-84 . Обозначив вес половины пролетного строения через Qⁿ ^. ^c ^. вес дивана - Q ^д , половину веса переходной плиты - Qⁿ ^. ⁿ ^. , длину опоры дивана - ℓ , а ширину его - S ( рис . 4.4 ), получим в общем виде выражение для распределения напряжений по глубине ( считая от подошвы дивана ) от воздействия подвижной нагрузки , половины веса пролетного строения вместе с диваном и половиной веса переходной плиты ( см . рис . 4.3 ).

Рис . 4.3 . Схема расчета устойчивости конструкции на боковое давление грунта :

1 - диван ; 2 - пролетное строение ; 3 - защитная призма из каменной наброски ; 4 - естественное основание ; 5 - армирующие полотнища ; 6 - плита мягкого въезда .

, ( 4 .2 )

где g_f - коэффициент надежности по нагрузке , принимаемый по табл . 8 СНиП 2.05.03-84 ;

φ_n - нормативный угол внутреннего трения грунта , град .

4.2.5 . Если расстояние от внешней грани опоры до бровки армированного откоса ( L на рис . 4.3 ) меньше Н _i для откоса вертикального очертания или ( в случае L = 0), линия распространения давления выклинивается на откосе ( т . е . для ниже расположенных слоев при φ _n < α _o , рис . 4.5 ), то формула 4.2 ) будет иметь вид

, ( 4.3 )

где Н_n - глубина слоя , на котором выклинивается линия распространения давления .

Рис . 4.4 . Схема распределения давления по глубине под подошвой дивана :

1 - диванная опора ; 2 - линия распределения давления под подошвой дивана

4.2.6 . Суммарное вертикальное давление в любой точке ( на глубине Н _i ) под подошвой дивана ( σ_∑ _в _i ) рассчитывают по выражению

( 4.4 )

В соответствии с выражением ( 4.4) целесообразно построить эпюру распределения напряжений по высоте устоя .

4.2.7 . Находят соответствующие величины суммарных горизонтальных напряжений ( σ_∑ _г _opi ) по формуле

σ_∑ _г _opi = τ _n σ_∑в _i , ( 4.5)

где τ_n - - коэффициент нормативного бокового давления грунта , равный

, ( 4.6 )

Определяют максимальное суммарное горизонтальное напряжение по высоте устоя

, ( 4.7 )

4.2.8 . Глубину заделки ( ℓ _zi ) армирующих полос по высоте устоя исходя из расчета выдергивания их горизонтальными силами принимают по формуле ( но не менее двух метров )

, ( 4.8 )

где Z_i - выдергивающие усилия по высоте устоя , рассчитанные по выражению

Z_i = d ·σ_∑г _opi · в , ( 4.9)

где g_f - коэффициент надежности по нагрузке для удерживающих сил , равный 0,9 ( СНиП 2.05.03-84 , п . 1.41);

в - ширина армирующей полосы ( принимается в = 1 м );

d - шаг ( толщина армируемого слоя );

φ ’ и С’ принимают по таблице 2.1 Рекомендаций .

4.2.9 . Условие прочности материала на разрыв для каждого слоя запишем в виде

, ( 4.10)

где К_н - коэффициент , учитывающий снижение прочности армирующего материала в процессе эксплуатации , определяемый в соответствии с п . 2.2.6 Рекомендаций .

4.2.10 . Глубину заделки армирующих полотен , вычисленную по формуле ( 4.8 ), следует считать от потенциальной поверхности обрушения , которую в рассматриваемом случае рекомендуют проводить под углом к горизонту , не превышающим угол φ _n ( в соответствии с рис . 4.5 ).

Верхний армирующий слой рекомендуется укладывать за контур призмы опирания плиты мягкого въезда ( рис . 4.5).

4.2.11 . При условии L > 0 и наклонной лицевой грани армированного откоса соответствующие величины суммарных горизонтальных напряжений будут ниже , чем при вертикальных лицевых гранях , а при некоторых очертаниях откоса - полностью исключаются ( например , когда контур откоса выйдет за пределы линии распространения давления по всей высоте Н - в соответствии с рис . 4.4 ).

Рис . 4.5 . Рекомендуемая схема армирования :

1 - диванная опора ; 2 - линия распределения давления ; 3 - естественное основание ; 4 - потенциальная поверхность обрушения ; 5 - армирующие полотнища ; φ _n - угол распределения давления ; α _o - угол наклона армогрунтового откоса

4.2.12 . Расчет конструкции « грунт в обойме » на общую устойчивость выполняют в соответствии с разд . 2 Рекомендаций .

Учет временной ( подвижной ) нагрузки , веса пролетного строения , дивана и переходной плиты с учетом динамического воздействия и коэффициента надежности по нагрузке в соответствии с п . 4.2.5 Рекомендаций при проверке общей устойчивости осуществляют посредством приведения их к фиктивному столбу грунта высотой , которая в рассматриваемых условиях ( рис . 4.6) может быть вычислена по выражению

( 4.12 )

Рис . 4.6 . Схема расчета общей устойчивости конструкции :

1 - фиктивный столб грунта ; 2 - наиневыгоднейш а я потенциальная поверхность обрушения ; 3 - естественное основание ; 4 - граница между выделенными блоками

Наиневыгоднейшую поверхность обрушения находят подбором .

4.2.13 . Количество армирующих прослоек при горизонтальном армировании определяют в соответствии с ВСН 49-86 по формуле

где К_зап.тр. - требуемый коэффициент запаса устойчивости ;

Р_i - вес каждого из блоков , на которые разбивают откос над поверхностью скольжения ;

В, L_i - соответственно толщина блоков и длина поверхности скольжения в их пределах ( В = 1 м );

σ_pi - предельное значение растягивающих напряжений для грунта ( см . приложения 1 - 3);

δ - толщина армирующей прослойки ;

- расчетное значение допустимого растягивающего напряжения для армирующего материала ( см . п . 2.2.6);

β_i - угол наклона поверхности скольжения к горизонту в пределах блока .

4.3 . Особенности технологии работ

4.3.1 . Основные технологические процессы по устройству рассматриваемых конструкций с применением синтетических материалов назначают в соответствии с действующими нормативно - техническими документами .

4.3.2 . Операции по укладке синтетических материалов включают :

подготовку естественного основания будущего сооружения ( или подстилающего слоя ) для укладки армирующего полотнища ;

транспортировку рулонов к месту строительства , их разгрузку и распределение вдоль откоса , подготовку рулонов к укладке ;

укладку синтетического материала на естественное основание ;

закрепление полотнищ ;

засыпку разложенных полос грунтом , разравнивание и уплотнение их ;

укладку синтетического материала на уплотненную поверхность с последующим закреплением , засыпкой грунтом , разравниванием и уплотнением .

4.3.3 . Рулоны транспортируют и распределяют вдоль откосов земляного полотна через определенное расстояние , зависящее от длины материала в рулоне и высоты откоса .

4.3.4 . Укладку полотен синтетического материала выполняют поперечной раскаткой рулонов при армировании откосов , продольной раскаткой ( вдоль насыпи ) - при армировании конусов с перекрытием на стыках 15 - 20 см . В процессе раскатки полотна его разравнивают и через 10 м прижимают к поверхности откоса небольшими анкерами или скобами . После раскатки материал обрезают до расчетной ( см . п . 4.2.8 ) длины . В соответствии с п . 4.1.5 ( при использовании материала типа СПАП ) на торцевых участках для предохранения грунта от вымывания и выноса частиц при процессе суффозии целесообразно использовать также геотекстильные материалы , как , например , дорнит , которые прокладывают у лицевой грани армогрунтовых откосов . Геотекстильный материал укладывают на раскатанные полотна СПАП с захватом тела насыпи на глубину не менее 2 м и закрепляют анкерами .

4.3.5 . Засыпку грунтом и разравнивание разложенных полотен осуществляют самосвалами и бульдозером ( или автогрейдером ).

Все работы по созданию вышележащего над синтетическим материалом грунтового слоя ведутся способом « от себя ».

4.3.6 . Уплотнение производят послойно катками на пневматическом ходу . Участки грунта каждого слоя , примыкающего к поверхности откоса ( конуса ), следует уплотнять ручными дизельтрамбовками или электротрамбовками .

5 . ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 . К производству работ по повышению общей устойчивости конусов и откосов земляного полотна с применением рулонных синтетических материалов ( СМ ) допускают лиц не моложе 18 лет , прошедших предварительный медицинский осмотр , а также обучение и инструктаж по безопасности труда в соответствии с ГОСТ 12.0.004 -79 « Организация обучения работающих безопасности труда . Общие положения ».

5.2 . Лица , допускаемые к эксплуатации дорожных машин и транспортных средств , должны иметь удостоверение на право работы на них .

5.3 . Все работающие обязаны пользоваться средствами индивидуальной защиты , предусмотренными действующими нормами и по защитным свойствам соответствующими виду и условиям работ , а также применяемым материалам .

5.4 . На месте производства работ должны находиться средства пожаротушения и аптечка оказания первой помощи пострадавшим . Весь персонал обязан знать место нахождения этих средств и уметь ими пользоваться .

5.5 . В проектах производства работ ( ППР ) по повышению общей устойчивости конусов и откосов земляного полотна с применением СМ ( или других армирующих элементов ) должны быть предусмотрены в соответствии со СНиП III-4-80 « Техника безопасности в строительстве » ( прил . 8 ) безопасные :

способы доставки , установки и закрепления элементов подпорных стен ;

засыпки и уплотнения пазух у подпорных стен с учетом укладки анкерных элементов и их закрепления к подпорным стенам ;

допускаемые уклоны , на которых могут работать дорожно - строительные машины с учетом их паспортных данных ;

схемы движения дорожно - строительных и транспортных машин , а также система сигнализации ( звуковая , знаковая , световая ), обеспечивающая безопасную последовательность действий при одновременной работе на одном участке нескольких машин или машин и людей .

5.6 . При раскатывании рулона СМ следует применять прием « от себя ». Если его раскатывают по наклонной плоскости , то должно быть исключено нахождение людей под рулоном .

5.7 . При работах на откосах , конусах или краях насыпи ( укладка полотен СМ , уплотнение грунта с помощью ручных трамбовок и др .) высотой более 3 м и крутизной откосов ( конусов ) более 1:1, а при влажной их поверхности 1:2 для передвижения людей по поверхности откосов ( конусов ) следует применять переносные трапы и подмостки , а для предупреждения скольжения и падения людей с насыпи - ограждения , предохранительные пояса , стремянки и т . п .

5.8 . При подготовке площадки для укладки армирующих элементов , отсыпке , разравниванию и уплотнению грунта над ними необходимо соблюдать следующие требования .

5.8.1 . При движении машин и разгрузке материалов люди должны находиться в безопасных зонах .

5.8.2 . При работе дорожных машин , следующих одна за одной , расстояние между ними должно быть не менее 10 м .

5.8.3 . При работе бульдозера нужно соблюдать следующие требования :

при обнаружении в разрабатываемом грунте крупных предметов - камней , пней и т . д . бульдозер необходимо остановить и указанные предметы удалить с его пути .

Запрещается :

при перемещении бульдозером грунта на подъеме врезание его отвала в грунт ;

перемещение грунта бульдозером на уклоне более 30 ° ;

выдвижение отвала бульдозера за бровку откоса при сбрасывании грунта под откос;

работа бульдозера в глинистых грунтах в дождливую погоду .

Во время случайных остановок бульдозера при работе его отвал должен быть спущен на грунт .

Находиться между трактором и отвалом или под трактором до остановки двигателя трактора запрещается .

Монтировать навесное оборудование бульдозера на трактор ( ил и демонтировать ) разрешается только под руководством ответственного лица за производство работ . Поднимать тяжелые части бульдозера можно с помощью исправных грузоподъемных механизмов ( кран , домкрат , таль и т . п .). Применять в этих целях случайные , не обеспечивающие должной устойчивости предметы ( ваги или др .) запрещается .

5.8.4 . При работе автогрейдера необходимо соблюдать следующие требования :

при разворотах в конце профилируемых участков и на крутых поворотах скорость автогрейдера должна быть минимальной ;

разравнивать автогрейдером грунт на свежеотсыпанных насыпях высотой более 1,5 м необходимо под наблюдением ответственного лица ;

расстояние между бровкой насыпи и внешними ( по ходу ) колесами автогрейдера должно быть не менее 1 м ( это расстояние может быть скорректировано в зависимости от конкретных условий работ );

установка откосника и удлинителя , вынос ножа в сторону должны производиться двумя рабочими .

5.8.5 . При работе катков на пневматических шинах необходимо соблюдать следующие требования :

одноосный каток на пневматических шинах с балластным кузовом разрешается прицеплять к тягачу только при незагруженном кузове ;

поднимать переднюю часть катка можно только при помощи дорожного устройства ( домкрат ). Задний домкрат катка должен быть установлен так , чтобы дышло катка поднялось до уровня прицепного устройства тягача ;

при прицепе катка людям находиться в кузове катка или сзади него запрещается ;

отцеплять каток от тягача , а также транспортировать его на прицепе разрешается только в разгруженном состоянии ;

при работе прицепного катка любого типа движение тягача задним ходом запрещается ;

расстояние между бровкой насыпи и ходовыми частями тягача должно быть не менее 1,5 м и оно может уточняться руководителем работ в зависимости от конкретных условий ;

при изменении направления движения катков всех типов нужно подавать предупредительные звуковые сигналы .

5.8.6 . При уплотнении грунтов трамбующими плитами , смонтированными на экскаваторах или тракторах , должны соблюдаться следующие требования :

экскаватор или трактор обязаны перемещаться по уплотненному слою грунта ;

в радиусе 5 м от действующей плиты людям находиться запрещается ;

расстояние от бровки насыпи до гусеницы экскаватора должно быть не менее 3 м , трактора - 0,5 м .

5.8.7 . При уплотнении грунтов ручными вибраторами следует соблюдать следующие требования :

выключать вибраторы при перерывах в работе или переносе их в другое место ;

перемещать вибратор при уплотнении необходимо с помощью гибких тяг .

Кроме того , в зависимости от типа вибратора нужно соблюдать требования , содержащиеся в Правилах техники безопасности при строительстве , ремонте и содержании автомобильных дорог , утвержденных М инавтодором РСФСР 25.02.77 ( гл . 1, разд . Общая электробезопасность , гл . 14, Техника безопасности при работе с инструментом ; разделы : Общие требования , Электрифицированные инструменты , Пневматические инструменты ).

Приложение 1

Определение прочности грунтов на растяжение

1 . Прочность грунтов на растяжение определяют по результатам испытаний грунтов на сдвиг . Испытания проводят по методу быстрого сдвига . Величина нормального напряжения σ _n в процессе испытания должна соответствовать величине нормального напряжения от веса блока рассматриваемого грунта на поверхность скольжения ( см . рис . 2.3 Рекомендаций ). Ее величину вычисляют по формуле

, ( 1 )

где P_i - вес блока , равный ( см . формулу ( 2.1)).

, ( 2 )

где g_i - удельный вес грунта блока ;

F_i - площадь блока ;

β_i - угол наклона поверхности скольжения в данном блоке к горизонту ;

ℓ_i - длина поверхности скольжения в пределах блока .

В результате испытаний получают предельное значение касательного напряжения .

Значение прочности грунта на растяжение находят по формуле

, ( 3 )

где σ_p - прочность грунта на растяжение ( величина отрицательная );

σ_n - нормальное напряжение , полученное из формулы ( 1);

τ - предельное значение касательного напряжения , полученное по результатам испытания на сдвиг .

Результаты испытаний обрабатывают в соответствии с ГОСТ 20522-75 « Грунты . Метод статистической обработки результатов определений характеристик» .

2 . При невозможности проведения лабораторных испытаний значения прочности грунтов на растяжение принимают по таблицам приложений 2 и 3 .

3 . Для примерной оценки величины прочности грунтов на растяжение с использованием табличных значений угла внутреннего трения φ и сцепления С может быть использована формула

σ _p = -К С , ( 4 )

где С - величина сцепления ;

К - коэффициент , принимаемый по таблице в зависимости от величины угла φ .

Таблица

φ , град .	£ 3	5	7	9	11	13	15	17	21	25
К	0,40	0,48	0,55	0,63	0,70	0,77	0,85	0,90	0,96	1,0

Приложение 2

Значения предела прочности связных грунтов на растяжение (при сдвиге)

Наименование грунта	Расчетные значения при влажности ( доли W _т ), МПа
Наименование грунта	0,5	0,55	0,60	0,65	0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95
Супесь легкая	-0,053	-0,050	-0,050	-0,049	-0,046	-0,045	-0,042	-0,041	-0,038	-0,038
Песок пылеватый	-0,065	-0,064	-0,059	-0,056	-0,050	-0,046	-0,043	-0,040	-0,037	-0,034
Суглинок легкий и тяжелый , глина	-0,068	-0,050	-0,039	-0,030	-0,021	-0,015	-0,010	-0,007	-0,005	-0,004
Супесь пылеватая , тяжелая пылеватая , суглинок легкий пылеватый	-0,068	-0,050	-0,039	-0,030	-0,017	-0,013	-0,010	-0,07	-0,005	-0,004

Приложение 3

Значение расчетных растягивающих напряжений, возникающих в частицах песка при сдвиге

Наименование грунта	Величина растягивающих напряжений , МПа
Песок крупный , гравелистый	-0,057
Песок средний крупности	-0,052
Песок мелкий	-0,046
Песок одномерный ( барханный , дюнный или п одобный им )	-0,036
Супесь легкая крупная	-0,052

Приложение 4

Определение расчетных значений механических характеристик армирующих материалов

Определение расчетных значений механических характеристик выполняют по результатам испытаний образцов материалов на длительное растяжение , суть которых состоит в замере через определенные промежутки времени деформаций образцов под длительно действующими постоянными нагрузками R . Испытаниям подвергают образцы прямоугольной формы шириной 50 см и длиной 20 см при длине свободно растягиваемой части ℓ ₀ = 10 см ( рис . 1 а ). Для примерной предварительной оценки допустимо уменьшение ширины образцов до стандартной - 5 см , но с дополнительной установкой накладок , препятствующих их сужению ( рис . 1 б). Конструкцию накладок назначают в зависимости от вида СМ таким образом , чтобы его структура не нарушалась . На рис . 1 в представлены различные варианты накладок .

Испытания проводят в следующем порядке :

для назначения диапазона изменения постоянных нагрузок предварительно испытывают образцы материалов прямоугольной формы размером 5 ´ 20 см при длине свободно растягиваемой части ℓ₀ = 10 см . Образец закрепляют в зажимах и к одному из них ступенями прикладывают постоянно возрастающую нагрузку до разрыва . Общее число ступеней принимают равным 8 - 10, время выдержки на каждой ступени - 10 мин . Перемещение зажима ( D ℓ ) фиксируют , вычисляя при каждом значении нагрузки R_n относительную деформацию ε по формуле

где D ℓ - перемещение зажима да первой ступени нагружения (25 ÷ 30 Н / см ).

Рис . 1 . Испытание синтетических материалов на растяжение :

а , б , в - схемы нагружения ; г , д - результаты испытаний

Если величина относительной деформации ε = 5 % достигается до наступления разрыва на определенной ступени нагрузки R_n , значения R назначают равными 30, 50, 70, 90 % от R_n . В противном случае значения принимают в долях от нагрузки при разрыве R_p : для полиамидных , полиэфирных тканых и нетканых ( исключая нетканые из коротких волокон при химическом способе упрочнения полотна ) - 30, 45, 60, 75 % от R_p ; для полипропиленовых - 5, 10, 15, 20 % от R_p ; для остальных (п ри отсутствии данных о свойствах ) - 20, 30, 40, 50, 60, 70 % от R_p ;

к образцам ( см . рис . 1 а ) прикладывают постоянную нагрузку R_H = 3 Н / см и через t_H = 10 мин замеряют величину удлинения образца с помощью прогибомеров ПМ 130 или других устройств с точностью не ниже 0,1 мм ;

нагрузку R_H дополняют для каждого из образцов до одной из нагрузок R , ранее принятых по результатам предварительных испытаний , таким образом , чтобы при каждой из ранее принятых нагрузок R было испытано по одному образцу . Через определенные промежутки времени проводят замер удлинений образцов D ℓ. Время замеров назначают равным 1 , 2, 4, 6, 24, 48 ч . Время последующих замеров устанавливают в зависимости от хода деформирования образцов . Если значение R £ 0,3 R_p для полиамидных и полиэфирных , R £ 0,05 R_p для полипропиленовых и R £ 2 R_p для других видов материалов , а удлинение за последние 24 ч меньше 10 % удлинения за первые 24 ч , то испытания образца при данном R прекращается . Такой режим нагружения применяют также при любых R для примерной предварительной о ценки величины расчетной допустимой нагрузки . В других случаях испытания проводят до достижения 10- процентного удлинения или до начала периода роста скорости деформирования образца , но не более 60 сут . Время между замерами - 24 ч .

Обработку данных выполняют в следующем порядке :

по результатам испытаний строят графики зависимости относительных деформаций образца ( ε , %) от времени наблюдений ( ℓ gt , ч ) для каждого из значений постоянных нагрузок R ( рис . 1, г), где

ε = 100·( D ℓ - D ℓ_H ) / ℓ_o ;

вычисляют значения конечных деформаций ε_K при каждом из значений R , исключая те зависимости , при которых наблюдается увеличение скорости деформирования образца ( увеличение угла наклона α прямой н а рис . 1г к оси ℓ gt ),

ε_K = ε₁ + K ℓ gt,

где ε₁ - относительная деформация образца за время наблюдения , равное 1 ч ; K = tg α ;

строят график зависимости ε_K от R ( рис . 1 д ). Величину допустимой нагрузки на растяжение СМ R_g принимают равной нагрузке R , соответствующей на графике ε_K = f ( R ) значению ε_K = 5 % . Если на данном графике все значения ε_K < 5 % , то R_g назначают равным минимальному из значений R , при котором наблюдается увеличение скорости деформирования образца .

График ε_K = f ( R ) должен быть построен не менее чем по трем точкам . Если же результаты испытаний позволили вычислить только одно ( два ) значения ε_K , проводят дополнительные два ( одно ) испытания при значениях R , меньших максимального , для которого вычислено значение ε_K .

Приложение 5

Пример расчета армированного откоса

Исходные данные :

высота откоса H = 8 м ;

заложение 1:2;

грунт суглинок тяжелый ;

удельный вес g_w = 2 т / м³ ;

коэффициент трения tg φ =0,2679;

то же сцепления С = 1,1 т / м² ;

требуемый К_зап = 1,5.

Определяем по графику Ямбу координаты поверхности скольжения .

;

Х₀ = 0,63 м Х₀·Н = 0,63 · 8 = 5,04;

У₀ = 1,7 м У₀·Н = 1,7 · 8 = 13,6 м.

Разбивают откос на блоки ( рис . 1) и рассчитывают нормальную составляющую веса по блокам ( таблица ).

Рис . 1 . К расчету устойчивости армированных откосов

Таблица

№ блоков	Объем блока , м³	Вес блока , P_i , т	β _i	cos β _i	sin β _i	ℓ_i	N_i = Pcos β _i
1	3,30	6,60	16 °	0,96	0,28	3,10	6,34
2	5,60	11,20	5 °	0,99	0,09	2,00	11,16
3	7,60	15,20	4 °	0,99	0,07	2,00	15,16
4	15,40	30,80	17 °	0,96	0,29	2,70	29,45
5	9,80	19,60	23 °	0,92	0,39	2,20	18,04
6	12,13	24,25	34 °	0,83	0,56	3,00	20,10
7	8,20	16,40	46 °	0,69	0,72	2,90	11,39
8	4,14	8,28	59 °	0,52	0,85	4,30	4,26

Находят величину σ_pnp по прил . 2.

σ_pnp = - 0,015 МРа = - 1,5 т / м² .

Принимают ширину откоса В = 1 м.

∑σ_pnpi = - 1,5 · 22,2 = 33,3 т / м² .

Рассчитывают знаменатель в формуле К_зап

1- й блок . ;

2- й .

3- й . ;

4- й . ;

5- й . ;

6- й . ;

7- й . ;

8- й блок .

∑ = - 24,36

Коэффициент запаса меньше требуемого . Чтобы повысить устойчивость откоса , рекомендуем его армировать синтетическими материалами .

Для определения блоков , подлежащих армированию , рассчитывают К_зап каждого блока в отдельности . Расчет К_зап отдельных блоков производят по общей формуле , применяемой для определения общей устойчивости всего откоса .

1- й блок . ;

2- й . ;

3- й . ;

4- й ;

5- й . ;

6- й . ;

7- й . ;

8- й блок . .

Для обеспечения требуемого К_зап применяют армирование откосов синтетическими материалами . В качестве армирующего материала выбирают сетку СПАП из стекловолокна по ТУ 6-11-217-76 с прочностью при растяжении R_p = 300 н / см . Определяют величину заделки по формуле ( 1.1) Рекомендаций . В качестве первого армируемого блока выбирают 7- й блок с наименьшим коэффициентом запаса устойчивости . Точкой пересечения армирующего материала с поверхностью скольжения является точка на середине поверхности скольжения в пределах данного блока .

tgφ ' = tgφ ; C ' = 0,1 c ; h = 4,2 м; g_w = 2 т/м³.

Для нахождения величины заделки необходимо определить угол наклона армирующего материала к горизонту по формуле ( 2.3) Рекомендаций

g = 2α - β

Угол β наклона поверхности скольжения к горизонту равен 46 ° .

В расчетах принято ;

Принимают горизонтальное заложение синтетического материала g = 0.

м.

Длину заделки назначают равной 2 м . Определяют новый коэффициент запаса устойчивости откоса с одной армирующей прослойкой по формуле ( 2.4) Рекомендаций:

Расчетная прочность R_дсм равна в соответствии с п . 2.2.6

R_дсм = 0,6 R_p = 0,6 · 3 т / м = 1,8 т / м ;

ω = 46 ° ;

;
;

что меньше требуемого коэффициента запаса . Чтобы повысить коэффициент запаса , армируют следующий 6- й блок с наименьшим коэффициентом запаса .

tgφ ' = tgφ ; C ' = 0,1 c ; h = 1,5 м; g_w = 2 т/м³.

g = 2 α - β ;

β = 34°;

т/м².

S_w = 6,7·0,2679 + 1,1 = 2,89 т/м²;

;

g = 41 - 34 = 7⁰;

м.

Длину заделки назначают равной 2 м .

R_дсм = 0,6 R_p = 0,6 · 3 т / м = 1,8 т /м;

ω = 27;

;

Таким образом , армированию подлежат 6- й и 7- й блоки .

Приложение 6

Пример расчета армогрунтовой конструкции с подпорной стенкой

Расчет производят для конуса путепровода высотой Н_нас = 8 м , выполненного из песчаного грунта с характеристиками :

удельный вес g_w = 19 кН / м³ (1,9 тс / м³ );

угол внутреннего трения φ = 35 ° ;

сцепление С = 0;

грунт основания - суглинок тяжелый g_w = 20 кН / м³ (2,0 тс / м³ ); φ = 19 ° ; С = 0,03 МПа .

Расстояние между армирующими лентами принимают равным D h_i = 0,8 м .

Нижняя лента находится на высоте 0,4 м от низа подпорной стенки грунта , верхняя - на глубине 1,2 м от ее верха .

Общее количество армирующих лент - девять ( рис . 3.1 ) Рекомендаций. Определяют величину бокового давления на армируемых горизонтах , по формуле ( 3.1) с учетом формул ( 3.2) и ( 3.3) ( рис . 3.4 и 3.5) Рекомендаций.

σ₂ = 0,57·6,8 + 1,06 = 4,94;

σ₃ = 0,57·6,0 + 1,06 = 4,48;

σ₄ = 0,57·5,2 + 1,06 = 4,02;

σ₅ = 0,57·4,4 + 1,06 = 3,57;

σ₆ = 0,57·3,6 + 1,06 = 3,11;

σ₇ = 0,57·2,8 + 1,06 = 2,66;

σ₈ = 0,57·2,0 + 1,06 = 2,20;

σ₉ = 0,57·1,2 + 1,06 = 1,74.

Находят горизонтальные усилия в грунте на уровне армирующих лент по формуле ( 3.4) Рекомендаций

Т₁ = 5,39 · 0,8 · 1 = 4,31;

Т₂ = 4,94 · 0,8 · 1 = 3,95;

Т₃ = 4,48 · 0,8 · 1 = 3,58;

Т₄ = 4,02 · 0,8 · 1 = 3,22;

Т₅ = 3,57 · 0,8 · 1 = 2,86;

Т₆ = 3,11 · 0,8 · 1 = 2,49;

Т₇ = 2,66 · 0,8 · 1 = 2,13;

Т₈ = 2,20 · 0,8 · 1 = 1,76;

Т₉ = 1,74 · 0,8 · 1 = 1,39.

Определяют длину армирующих лент по п . 3.3.4 на уровне первой армирующей ленты ( наихудшие условия )

Принимают длину лент на всех горизонтах равной 6 м .

Проверку прочности армирующих лент в местах их прикрепления проверяют по формуле ( 3.6) Рекомендаций для наихудших условий ( нижний горизонт ), где Т_i = 4,31 тс .

R_p по табл . 31 СНиП 2.05.03-84 равно 2700 кгс - см² ; F_а = 2,54 см² · 2,7 тс / см² ´ 2,54 см² = 6,86 > 4,31.

Условие прочности выполнено .

Расчет прочности блоков на изгиб проводят по формуле ( 3.7) с учетом формулы ( 3.8). Принимаемая арматура Ф 12 А - П с шагом 20 с м .

Изгибающий момент по формуле ( 3.8) равен

тм.

Прочность блока на изгиб равна

R_в · в · Х · ( h_o - 0,5 х ) = 160 · 100 · 0,95 (12 - 0,5 · 0,95) = 1600 · 1 · 0,0095 - 0,1153 = 1,76 тм ;

м;

R_p = 2700 кгс / см² = 2,7 ·10⁴ тс / м² ;

R_в = по табл . 23 СНиП 2.05.03-84 равно 160 кгс / см² = 1600 тс / м² ;

h₀ = 12 см ( см . рис . 3.6) Рекомендаций ;

М_изг = 1,26 тм < 1,75 тм .

Условие прочности на изгиб выполнено .

Арматуру Ф 12 А - П в сетках с шагом 20 см устанавливают с обеих сторон блоков стены .

Расчет общей устойчивости конуса с подпорной стенкой производят по схеме , изложенной в прил . 5 и с учетом п . п . 3.38 - 3.3.10. Построение круглоцилиндрической поверхности для данного случая показано на рис . 3.7 Рекомендаций .

Приложение 7

Пример расчета конструкции «грунт в обойме»

1 . Расчет устойчивости на боковое давление грунта применительно к устою диванного типа .

Рис . 1 . К примеру расчета устойчивости конструкции на боковое давление грунта :

1 - диванная мостовая опора ; 2 - пролетное строение ; 3 - лицевая грань армогрунтового искусственного основания ; 4 - естественное основание ; 5 - потенциальная поверхность обрушения ; 6 - армирующие полотнища ; 7 - плита мягкого въезда

Требуется оценить устойчивость устоя диванного типа , изображенного на рис . 1. Высота откоса , возведенного из песка ( Н ) равна 10 м . Негативный удельный вес грунта ( после уплотнения ) g_w = 18 кН / м³ (1,8 тс / м³ ). Нормативный угол внутреннего трения φ_n = 30 ° , нормативное сцепление С_n = 0,02 МПа (0,2 тс / м² ). Вес половины пролетного строения Qⁿ^.^c^. = 80 тс . Длина пролета - 23 м . Общий вес дивана Q^g = 45 тс . Длина опоры дивана ℓ = 3 м , ширина опоры дивана S = 5 м . Вес половины переходной плиты Q_n_._n_. = 12 тс . Длина плиты - 6 м . Армирование осуществляют стеклопластиком , имеющим сопротивление на разрыв σ_разр = 3000 кгс / см² и толщину δ = 1 мм . Шаг ( толщина ) армируемых слоев d = 0,5 м . Расстояние от внешней грани опоры до бровки армированного откоса L = 1 м ( см . рис . 1). Внешняя грань армированной опоры вертикальна ( т . е . α₀ = 90 ° ).

Решение :

В соответствии с указанными п . 4.2.2 расчет устойчивости на боковое давление грунта начинают с определения вертикальных напряжений под подошвой дивана от подвижной нагрузки , веса половины пролетного строения вместе с диваном и половины переходной плиты .

В качестве подвижной нагрузки принимают равномерную нагрузку НК -80 ( СНиП 2.05.03-84 ) от единичной колесной нагрузки ( N_n = 785 кН или 80 тс ).

С учетом динамического коэффициента , принимаемого в соответствии с п . 2.2.2 СНиП 2.05.03-84 , равным К_Д = 1,1, получаем

N_n ·К_Д = 80 · 1,1 = 88 тс .

Формулу ( 4.3) запишем в следующем виде :

, тс/м².

Вертикальное напряжение на уровне армогрунтовых слоев от собственного веса грунта в соответствии с формулой ( 4.1) будет иметь вид

σ_в_i = 1,8 ´ Н , тс / м² .

В таблице приведены результаты расчетов , произведенных по формулам ( 4.1 - 4.3), а также суммарные вертикальные напряжения ( σ_Z_в_i ), определенные по формуле ( 4.4).

Таблица

№ слоев	, тс/м²	σ_в _i ,тс/м²	σ _Z _в _i , тс/м²	σ_∑го _pi / Z_i , тс/м²/тс	ℓ _zi , м	σ _разр , кгс/см²
1	2	3	4	5	6	7
0	16,0	-	16	5,4/2,7	0,36	450
1	13,0	0,9	13,9	4,6/2,3	0,36	380
2	12,0	1,3	13,8	4,6/2,3	0,36	380
3	10,0	2,7	12,7	4,3/2,15	0,36	360
4	9,5	3,6	13,1	4,4/2,2	0,36	370
5	9,0	4,5	13,5	4,5/2,25	0,36	375
6	8,5	5,4	13,9	4,7/2,35	0,36	390
7	8,0	6,3	14,3	4,8/2,4	0,36	400
8	7,7	7,2	14,9	5,0/2,5	0,36	420
9	7,4	8,1	15,5	5,2/2,6	0,36	430
10	7,0	9,0	16,0	5,4/2,7	0,36	450
11	6,8	9,9	16,7	5,6/2,8	0,36	470
12	6,5	10,8	17,3	5,8/2,9	0,36	480
13	6,3	11,7	18,0	6,0/3,0	0,36	500
14	6,0	12,6	18,6	6,2/3,1	0,36	520
15	5,8	13,5	19,2	6,5/3,25	0,36	540
16	5,6	14,3	19,9	6,7/3,35	0,36	560
17	5,4	15,3	20,7	7,0/3,5	0,36	580
18	5,3	16,3	21,6	7,3/3,65	0,36	610
19	5,1	17,1	22,2	7,5/3,75	0,36	625
20	5,0	18,0	23,0	7,7/3,85	0,36	640

Расчет вертикальных напряжений по формуле ( 4.2) Рекомендаций осуществляют лишь до слоя 3 ( см . рис . 1) включительно . Для нижерасположенных слоев , в соответствии с замечаниями п . 4.2.5 Рекомендаций формула ( 4.2) будет выглядеть следующим образом

где Н_n - в рассматриваемом примере равен 1,5 м .

В таблице приведены также значения максимальных суммарных горизонтальных напряжений , величины выдергивающих усилий ( Z_i ), величины заделки ( ℓ₃_i ) и необходимых величин сопротивления на разрыв ( σ_разгр ) армирующих полотен .

Величину заделки по формуле ( 4.8) Рекомендаций в рассматриваемом случае получают одинаковой , т . к . C ' = 0 ( табл . 2.1 Рекомендаций )

;

Рис . 2 . К примеру расчета общей устойчивости армогрунтового откоса диванного типа :

1 - фиктивный столб грунта ; 2 - лицевая грань армогрунтового устоя ; 3 - естественное основание ; 4 - армирующие полотнища ; 5 - наиневыгоднейшая поверхность обрушения ; 6 - граница между выделенными блоками

Принимаем , что ℓ_zi = 2,0 м ( см . п . 4.2.8).

Определяют выполнение условия прочности материала на разрыв для каждого слоя в соответствии с п . 4.2.9 Рекомендаций ( Кд = 0,6, см . п . 2.2.6 Рекомендаций ) и сводят все данные в таблицу .

Из данных таблицы следует , что наибольшее напряжение возникает в нижнем слое и равно 640 кгс / см² , что значительно меньше напряжения , которое может воспринять армирующий материал .

С точки зрения проверки устойчивости конструкции на боковое давление принятая схема распределения армирования вполне достаточна .

2 . Расчет конструкции на общую устойчивость выполняют в соответствии с разд . 2 Рекомендаций ( см . прил . 5 ) и учетом подвижной нагрузки в соответствии с п . 4.2.12 Рекомендаций ( рис . 2 ).

Приложение 8

Пример определения технико-экономической эффективности мероприятий по повышению общей устойчивости откосов

1 . Экономический эффект от применения мероприятий по повышению общей устойчивости откосов определяют сравнением приведенных затрат по базовому и внедряемому вариантам . В качестве такого мероприятия в примере рассматривается армирование откосов насыпи автомобильной дороги синтетическим материалом ( СМ ).

2 . За базовый вариант принимают устройство насыпи , поперечный профиль которой отвечает требованиям действующих норм , за внедряемый - устройство насыпи с откосами повышенной крутизны и пересекающими возможную линию скольжения прослойками СМ , компенсирующими возрастающую в результате повышения крутизны нагрузку . Назначение конструкции по внедряемому варианту ( крутизна откосов число и расположение прослоек СМ ) выполняют в соответствии с положениями настоящих Рекомендаций . Экономический эффект достигается в этом случае за счет сокращения объема земляных работ и площади земель , отводимых под строительство .

Для конкретного расчета за базовый вариант принимают насыпь высотой 6 м , с заложением откосов 1:1,5 и шириной поверху 15 м ( рис . 1 а ), за внедряемый - насыпь той же ширины и высоты , но с заложением откосов 1:1 и устройством шести прослоек из СМ ( рис. 1б).

Рис . 1 . К определению технико - экономической эффективности мероприятий по повышению общей устойчивости откосов

3 . При выполнении расчета учитывают состав работ по гр . 2 табл . 2 .

Расчет выполняют в соответствии с отраслевыми методическими указаниями по определению экономической эффективности использования в дорожном строительстве новой техники , изобретений и рационализаторских предложений ( Гипродорнии . - М ., 1978).

Таблица 1

Исходные данные для расчета на 1000 м земляного полотна

Показатели	Ед . изм .	Вариант		Обоснование
Показатели	Ед . изм .	базовый	внедряемый	Обоснование
Себестоимость , С	руб .	252685	245142	табл . 2
Капитальные вложения , К	-“-	4993	2470	табл . 3 , п . 5

4 . Расчет приведенных затрат (З) по базовому (З_б) и внедряемому ( З_в ) вариантам выполняют на 1000 м насыпи по формуле

З = С + К·Е_Н ;

базовый вариант З_б = С_б + К_б·Е_Н = 252685 + 4993 · 0,15 = 253434,0;

внедряемый вариант З_В = С_В + К_В·Е_Н = 245142 + 2470 · 0,15 = 245512,5,

где С_б, С_В и К_б , К_В - соответственно , себестоимость и капитальные вложения по базовому и внедряемому вариантам .

При расчете величины К_σ учтены дополнительные ( по сравнению с внедряемым вариантом ) потери народного хозяйства от изъятия земель из сельскохозяйственного производства D К_с.-х.:

руб.;

руб.,

где и - см . табл . 3 ( п . 10 в ).

Потери D К_с.-х. рассчитаны в соответствии с Методическими указаниями по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительство и реконструкцию автомобильных дорог местного значения ( Гипродорнии . - М ., 1975, п . 2.3; п . 4, прил . 4 п . 3. табл . 6.11; 6.12; 6.13; 6.25)

D К_с_.-_х_. = [С₀ + Д₀· f ( Р₄, t_p )] · D F = 2163 руб .,

где С₀ ( стоимость освоения 1 га новых земель ) равна 1530 руб / га ; Д₀ ( чистый доход общества на базисный год с 1 га земельных угодий ) = 144 руб / га ; Р₄ ( процент ежегодного роста с / х продукции ) = 4,5 %; t_p ( срок суммирования затрат ) = 20 лет ; f ( Р₄, t_p ) = 14,408; D F ( разница площадей оснований насыпи по вариантам на 1000 м насыпи ) = 0,6 га .

5 . Так как З_В < З_б, принимают устройство укрепления по внедряемому варианту . Экономическая эффективность применения СМ при укреплении откосов в расчете на 1000 м насыпи составляет :

Э = З_б - З_В = 253434,0 - 245512,5 = 7921,5 руб .

При этом обеспечивается снижение :

трудозатрат - строка 4 табл . 1 (10246,4 - 8947,24) = = 1299,16 ч / дня ;

объема земляных работ (144 - 126) = 18 тыс . м³ ;

объемы автоперевозок - строка 4 табл . 2 (8780 - 7682) = = 1098 маш / смен .

Годовой экономический эффект в результате применения СМ при годовом объеме работ А = 40 км составляет :

Э_г = (З_б - З_в ) ·А = Э·А = 7921,5 · 40 =316860 руб .

Таблица 2

Расчет себестоимости устройства 1000 м насыпи

Обоснование принятой сметной стоимости ( ЕРЕР )	Наименование работ или затрат	Ед . изм .	Количество ед . изм . по вариантам		Стоимость , руб .
			базовый ( V _б )	внедряемый ( V _в )	ед . изм .	общая по вариантам
			базовый ( V _б )	внедряемый ( V _в )	ед . изм .	базовый	внедряемый
1	2	3	4	5	6	7	8
	Всего оплачиваемый объем земляных работ		144 тыс . м³	126 тыс . м³
1-243	Снятие растительного грунта и перемещение его в обе стороны от оси дороги на 30 м
1-251
	V _б = 33 · 0,2 · 1000 = 6600
	V _в = 27 · 0,2 · 1000 = 5400	тыс . м³	6,6	5,4	16,7 + 14,4 ´ 2 = 45,5	300,3	245,7
1-1150	Уплотнение грунтового основания насыпи с поливкой воды при толщине слоя h = 0,3 м
1-1156
	V _б = 33 · 0,3 · 1000 = 9900
	V _в = 27 · 0,3 · 1000 = 8100	тыс . м³	99,0	81,0	4,76 + 0,5 ´ 6 = 7,76	768,24	628,56
1-156	Разработка грунта с погрузкой в автосамосвалы	тыс . м³	144,0	126,0	60,8	8755,2	7660,8
	Транспортировка супеси автосамосвалами на среднее расстояние 10 км	тыс . м³	144,0	126,0	1100	158400	138600
1-448	Устройство дорожных насыпей бульдозерами	тыс . м³	144,0	126,0	45,0	6480,0	5670,0
	Устройство песчаного основания под укладку арматуры автогрейдером	м³		2700 (0,89 ´ 3 ´ 1000)	1,38 (0,28+1,1)	-	4266
1-1151	Послойное уплотнение супеси слоями по 0,4 м с поливкой водой	100 м ³	1440,00	1260,00	3,61 + 0,5 · 7 + 9,9 = 17,01	24494,4	21432,6
1-1156
1-1186
	Укладка синтетического материала	м ²	-	19200,00	1,00	-	19200,0
1-1144	Планировка откосов	100 м²	226,40	179,80	5,59	1265,58	1005,09
1-1205	Укрепление откосов	100 м²	226,40	179,80	10,2 + 7,7= 17,9^х)	4052,56	3218,42
1-1206	Полив посевов трав водой	100 м²	226,40	179,80	13,9	3146,96	2499,22
	Итого прямых затрат					207663,2	203886,3
	В том числе :
	материалы	руб .	-			1744	20584
	основная зарплата рабочих ( см . табл . 4 )	руб .				51295,99	44811,3
	в том числе при машинах ( см . табл . 4 )	руб .				2170,69	1844,3
	трудовые затраты всех рабочих ( см . табл . 4 )	ч - дн .	10246,4	8947,24
	расходы по эксплуатации машин ( см . табл . 3 )	руб .				192650,0	168057,0
	Накладные расходы :
	условно - постоянные (8,6 % от прямых затрат )	руб .				17859,04	17534,2
	зависящие от трудоемкости (1,9 руб . на 1 чел . - день )	руб .				19468,16	16999,8
	зависящие от основной заработной платы (15 %)	руб .				7694,39	6721,69
	Итого накладных расходов	руб .				45021,59	41255,7
	Всего себестоимость	руб .				252684,79	245142

Таблица 3

Состав отряда , стоимость эксплуатации и расчетные стоимости машин ( капитальные вложения в основные фонды )

№ п/п	Наименование машин и м еханизмов	Стоимость маш .- смен , руб .	Расчет стоимости машины , тыс . руб .	Вариант
				базовый				внедряемый
				количество маш .- смен	стоимость маш .- смен всех машин , руб .	количество машин ( при работе в две смены)	стоимость всех машин , тыс . руб .	количество маш .- смен	стоимость маш .- смен всех машин , руб .	количество машин ( при работе в две смены)	стоимость всех машин , тыс . руб .
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Бульдозер Д3 -42 ( Д -606)	2,52^*** ´ 8,2= 20,66	16,99	0,66 ´ 14400 100 ´ 8,2 = 115,9	2468,9	60	1019,4	0,9^* ´ 27000 1000 ´ 8,2 = 2,96	2156,0	52	883,5
				115,9+3,62= 119,5				0,9^* ´ 27000 1000 ´ 8,2 = 2,96
								0,66^* ´ 126000 100 ´ 8,2 = 101,4
								101,4 + 2,96= 104,36
2	Каток ДУ -39( А ) ( Д -703)	4,58^*** ´ 8,2= 37,56	18,30	9900 ´ 0,88^* 100 ´ 8,2 = 10,6	5281	71	1299,3	0,88^* ´ 8100 100 ´ 8,2 = 8,7	4571	61	1116,3
4				0,74^* ´ 144000 100 ´ 8,2 = 130				0, 74^* ´ 126000 100 ´ 8,2 = 113
4				10,6 + 130 = 140				113 + 8,7 = 121
3	Экскаватор - драглайн Э -4011	6,18^*** ´ 8,2 = 50,7	19,13	144000 ´ 2,0^* 100 ´ 8,2 = 351,3	17805,8	176	3366,9	126000 ´ 2,0^* 100 ´ 8,2 = 307,2	15580,1	154	2946
4	Автомобили ( на перевозке супеси ) ЗИЛ -555	18	3,4	144000 2 ´ 8,2 = 8780	158040	4390	14926	126000 2 ´ 8,2 = 7682	1386276	3841	13059,4
5	Автомобили на перевозке СМ	18	3,4	-	-	-	-	12000 4562 = 2,63	47,3	3	10,2
6	Откосопланировщик ЭО -3332	32,8^***	19,13^**	22640 ´ 0,42^*** 1000 = 9,2	301,8	9	172,17	0,42^** ´ 17980,0 / /1000 = 7,6	49,3	8	153,04
7	Гидропосев многолетних трав ДЭ -16	49^**	6,8^**	22640 14022^** = 1,6	78,4	2	13,6	17980 14022^** = 1,28	62,7	1	6,8
8	Поливомоечная машина ПМ -130 ( поли откосов )	6, 78^*** ´ 8,2= 55,6	5,71	0,1 ´ 22640 1,77 ´ 8,2 = 156	8673,6	78	445,4	0,1 ´ 17980 1,77 ´ 8,2 = 124	68, 94,0	62	354,02
9	Автогрейдер Д -144 ( устройство наклонного основания )	3,27^*** ´ 8, 2= 26,8	11,3	-	-	-	-	2,7 ´ 25^* 8,2 = 8,2	220,6	4	45,2
10	Итого на 1000 м :
	а. стоимость машино - смен				192650				167836,4
	б. стоимость машин						21242,8				18574,5
	в. всего стоимость машин - стр . 10б. 300^**** - км	стр . 10б · 300^** 15^* 1000 · 150^****					2,83				2,47

Примечание .^* - ЕНиР , сборник 2, вып . 1; ^** - Методические рекомендации по выбору конструкций укрепления конусов и откосов земляного полотна , технологии и механизации укрепительных работ / Союздорнии . - М . 1981; ^*** - СНиП IV -3-82; ^**^** - При сменной производительности отряда 300 м и отсыпке слоя насыпи толщиной 0,4 м ; ^***** - Количество отсыпаемых слоев насыпи ; ^*****^* - Годовая производительность .

Таблица 4

Расчет заработной платы рабочих ( за принятый объем работ 1000 м )

Рабочие и их разряды	Тарифная ставка , руб . см	Вариант
		базовый		внедряемый
		количество рабочих смен	сумма заработной платы , руб .	количество рабочих смен	сумма заработной платы , руб .
Машинисты 5- го разряда	5,75	119,5^* + 82,4^* + 562^* + 9,2^* + 1,6^* = 773,1	4445,3	104,36^* + 71,6^* + 491,7^* + 7,6^* + 1,28^* + 8,2 = 684,74	3937,0
Водители автомобилей 3- го класса	5	8780^* + 156^* = 8936	44680,0	7682^* + 124^* = 7806	39030,0
Дорожные рабочие 2- го разряда	4,04	112,2^ + 223^ + 156^ + 46,10^ = 537,3	2170,69	98,18^ + 195,1^ + 124 + 36,6^ + 2,63^** = 456,5	1844,3
Итого на 1000 м	10246,4		51295,99	8947,24	44811,3
В том числе зарплата рабочих при машинах			2170,69		1844,3

^* Таблица 2 данного расчета ;

^** СНиП IV -5-82.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие . 1

1. Общие положения . 2

2. Откосы насыпей, армированные прослойками синтетических материалов . 2

2.1. Конструкции армированных откосов . 2

2.2. Расчет армированных откосов . 4

2.3. Особенности технологии производства работ . 7

3. Армогрунтовые конструкции с подпорными стенками . 9

3.1. Область применения и конструктивные особенности . 9

3.2. Основные требования к материалам .. 10

3.3. Основные положения расчетов . 11

3.4. Общие указания по изготовлению конструкции и производству строительно-монтажных работ . 15

4. Конуса и откосы земляного полотна, армированные по принципу «грунт в обойме» . 16

4.1. Конструктивные особенности . 16

4.2. Расчет конструкции «грунт в обойме» . 17

4.3. Особенности технологии работ . 21

5. Требования безопасности . 22

Приложение 1 Определение прочности грунтов на растяжение . 24

Приложение 2 Значения предела прочности связных грунтов на растяжение (при сдвиге) 25

Приложение 3 Значение расчетных растягивающих напряжений, возникающих в частицах песка при сдвиге . 25

Приложение 4 Определение расчетных значений механических характеристик армирующих материалов . 25

Приложение 5 Пример расчета армированного откоса . 27

Приложение 6 Пример расчета армогрунтовой конструкции с подпорной стенкой . 30

Приложение 7 Пример расчета конструкции «грунт в обойме» . 32

Приложение 8 Пример определения технико-экономической эффективности мероприятий по повышению общей устойчивости откосов . 34