Практическая задача № 3

«Определение оптимальной высоты насыпи»

1. Условие задачи и состав исходных данных

Требуется определить оптимальную высоту насыпи.

1. Район проектирования – г. Вилюйск.

2. Геологическое строение основания:

Глубина подошвы слоя от поверхности земли, м	Наименование грунта, его характеристика
0,0 – 0,51	Торф слаборазложившийся плотность в талом состоянии, ρ = 1,25 г/см3 суммарная влажность мерзлого грунта, Wtot = 340 %
0,51 – 1,86	Суглинок с числом пластичности, Ip = 16 плотность в талом состоянии, ρ = 1,79 г/см3 суммарная влажность мерзлого грунта, Wtot = 35 % влажность на границе раскатывания, WP = 21 %
Вскрыт скважиной глубиной до 10 м.	Супесь с числом пластичности, Ip = 5 плотность в талом состоянии, ρ = 1,87 г/см3 суммарная влажность мерзлого грунта, Wtot = 17,3 % влажность на границе раскатывания, WP = 15,2 %

3. Дорога проходит по склону южной экспозиции. Крутизна склона 1:10.

4. Расчетное значение глубины сезонного оттаивания грунтов основания принимается по итогам решения задачи № 2.

5. Железная дорога I категории по СП 119.13330.2017 «Железные дороги колеи 1520 мм».

6. Количество путей - 2.

7. Насыпь сооружается из привозного песка средней крупности.

2. Решение

   1. Назначение конструкции земляного полотна и балластного слоя.

Ширина основной площадки земляного полотна железной дороги I категории принимается равной 10,7 м, поскольку насыпь отсыпается из дренирующего грунта. Защитный слой не устраивается. Поскольку оптимальная высота насыпи, как правило, не превышает 6,0 м крутизну откосов насыпи принимает 1:1,5.

Конструкция балластного слоя назначается в соответствии с таблицей 6.1 СП 119.13330.2017. Рельсы – Р65 новые термоупрочненные, шпалы – железобетонные, в соответствии с примечанием к табл. 6.1 принимаем балластную призму однослойную из щебеночного балласта, поскольку насыпь сооружается из песка средней крупности. Толщину щебня под шпалой принимаем в соответствии с СП 238.1326000.2015. Толщина балласта под подошвой железобетонной шпалы – 0,40 м, ширина плеча балластной призмы – 0,45 м, крутизна откосов балластной призмы 1:1,5.

Рассмотрим основание насыпи. Основание насыпи сложено торфом мощностью 0,51 м, суглинком мощностью 1,35 м с суммарной влажностью W = 35 %. Число пластичности суглинка , влажность на границе раскатывания - . Ниже залегают супеси.

Учитывая исходные данные найдем показатель текучести суглинка в оттаявшем состоянии :

В соответствии с ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» суглинки при оттаивании приобретают текучепластичную консистенцию.

Классифицируем тип основания, сложенного многолетнемерзлыми грунтами по просадочности. Используем таблицу 3.1 (СП 238.1326000.2015).

В данной таблице, используя данные последнего столбца устанавливаем, что основание насыпи может быть классифицировано как слабое. Величина относительной осадки . Тогда в соответствии с п. 6.1.11 СП 238.1326000.2015 земляное полотно следует проектировать в индивидуальном порядке, и все конструктивные решения должны быть обоснованы специальными расчетами. В первом приближении для установления типа основания по просадочности можно использовать данные таблицы 3.2 [1].