Свод правил СП 313.1325800.2017 Дороги автомобильные в районах вечной мерзлоты. Правила проектирования и строительства (с Изменением N 1 ред. от 30.05.2022).
СП 313.1325800.2017
СВОД ПРАВИЛ
ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ В РАЙОНАХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
Правила проектирования и строительства
Roads in eternal permafrost regions. Rules of design and construction
МКС 93.080.01
Дата введения 2018-06-15
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - ЗАО "ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 14 декабря 2017 г. N 1669/пр и введен в действие с 15 июня 2018 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 30 мая 2022 г. N 430/пр c 30.05.2022
Введение
Настоящий свод правил разработан с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании" [1], от 22 июня 2008 г*. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" [2], от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" [3], от 8 ноября 2007 г. N 257-ФЗ "Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" [4] и постановления Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2009 г. N 767 "О классификации автомобильных дорог в Российской Федерации" [11].
Настоящий свод правил разработан авторским коллективом ЗАО "ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ" (руководитель темы - д-р техн. наук Л.А.Андреева, канд. техн. наук А.Г.Колчанов, инженеры И.П.Потапов, А.В.Багинов) при участии ОАО "ДАЛЬГИПРОТРАНС", ФГБУ "ИНСТИТУТ КРИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ", ФГБОУ ВО "СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНАЯ АКАДЕМИЯ (СИБАДИ), ФГБОУ ВО "ДВГУПС", Института мерзлотоведения им.П.И.Мельникова СО РАН, ООО "ЦЛИТ", ООО "УЛЬТРАСТАБ".
1 Область применения
_______________
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 17.4.3.02-85 Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ
ГОСТ 17.5.3.04-83 Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель
ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия
ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости
ГОСТ 17177-94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний
ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 26775-97 Габариты подмостовые судоходных пролетов мостов на внутренних водных путях. Нормы и технические требования
ГОСТ 30256-94 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом
ГОСТ Р 52289-2004 Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств
ГОСТ Р 52398-2005 Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования
ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения
СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменением N 1)
СП 34.13330.2012 "СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги" (с изменением N 1)
СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы" (с изменением N 1)
СП 36.13330.2012 "СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы" (с изменением N 1)
СП 46.13330.2012 "СНиП 3.06.04-91 Мосты и трубы" (с изменением N 1)
СП 78.13330.2012 "СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги" (с изменением N 1)
СП 99.13330.2016 "СНиП 2.05.11-83 Внутрихозяйственные автомобильные дороги в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях и организациях"
СП 288.1325800.2016 "Дороги лесные. Правила проектирования и строительства"
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверять в Федеральном информационном фонде стандартов.
3 Термины и определения
В настоящем своде правил приняты следующие термины с соответствующими определениями:
3.1
болота I типа: Заполненное болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой не более 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта.
|
3.2
болота II типа: Содержащее в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения насыпи высотой не более 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности возведения насыпи.
|
3.3
болота III типа: Содержащее в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой не более 3 м выдавливается независимо от интенсивности возведения насыпи.
|
3.4 бугры пучения: Мерзлотные формы рельефа округлой формы, образующиеся при промерзании сильно увлажненных горных пород и увеличении их объема вследствие локального накопления льда.
3.5 многолетняя мерзлота: Часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания.
3.6 вертикальная зональность: Закономерное изменение природных комплексов и составляющих их компонентов как в высоту, так и в глубину.
3.7 сухомерзлый грунт: Песчаные грунты с суммарной влажностью не более 6%, гравийно-песчаные грунты с влажностью заполнителя не более 6%. Прочность на сдвиг при температуре минус 0,8°С до 0,5 МПа не превышает усилий резания серийными землеройными транспортными машинами; их прочность на раздавливание - не более 1 МПа.
3.8
сыпучемерзлый грунт: Крупнообломочный и песчаный грунты, имеющие отрицательную температуру, но не сцементированные льдом.
[ГОСТ 25100-2011, статья 3.40] |
3.9
мерзлый грунт: Грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями. Многолетнемерзлый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет. Сезонномерзлый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона.
[ГОСТ 25100-2011, статья 3.19] |
3.10
грунт многолетнемерзлый (perennially frozen ground), синоним - грунт вечномерзлый (permafrost ground): Грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.
[СП 25.13330.2012, пункт А.3 приложения А] |
3.11
просадочный грунт: Грунт, который под действием нагрузки, соответствующей весу вышележащей толщи грунта, при замачивании водой претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки   0,01. 0,01. [ГОСТ 25100-2011, статья 3.33] |
3.12
скальный грунт: Грунт, имеющий жесткие структурные связи кристаллизационного и/или цементационного типа.
[ГОСТ 25100-2011, статья 3.38] |
3.13
пластично-мерзлый грунт: Дисперсный грунт, сцементированный льдом, обладающий вязко-пластичными свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.
[ГОСТ 25100-2011, статья 3.29] |
3.14 сильнопросадочный грунт (сильнольдистый): Грунт, содержащий более 50% льда.
3.15 закюветные полки: Площадки, предназначенные для сбора и предотвращения попадания осыпавшегося грунта в кюветы - водосборные канавы по бокам дорожного полотна.
3.16 мари: Болотистые пространства, покрытые редкостойными угнетенными лиственничными лесами, перемежающимися с участками безлесных болот.
3.17 наледь: Лед, образованный выходом на поверхность воды.
3.18 надмерзлотные воды: Воды, нижним водоупором для которых являются многолетнемерзлые породы.
3.19 нагорные валики: Искусственные сооружения, предназначенные для перехвата воды, стекающей по косогору к дороге, и для отвода к ближайшим искусственным сооружениям и в пониженные места рельефа.
3.20 непросадочные грунты: Грунты, просадка которых при замачивании менее 5 мм и коэффициент просадочности которых менее 0,01.
3.21 нестабильные слои насыпи: Слои из мерзлых или талых переувлажненных грунтов, которые в насыпи имеют степень уплотнения, не отвечающую требованиям СП 34.13330 и, вследствие чего, при оттаивании или длительном действии нагрузок могут возникать остаточные деформации слоя.
3.22 противоналедные заборы: Сооружения, предназначенные для формирования искусственной наледи на безопасном расстоянии от инженерного объекта путем активизации наледного процесса.
3.23 приоткосная берма: Горизонтальная или слегка наклоненная полоса (площадка), устраиваемая на поверхности откоса насыпи или выемки с целью повышения общей устойчивости откоса и прохода машин при производстве строительных и ремонтных работ на откосе.
3.24
солифлюкция (solifluction): Смещение (течение, оползание, соскальзывание, сплывы, оплывины) оттаивающего переувлажненного тонкодисперсного грунта на склонах в теплое время суток года, обусловленное сезонным промерзанием и оттаиванием.
[СП 25.13330.2012, пункт А.14 приложения А] |
3.25 талик: Участок незамерзающей породы среди вечной мерзлоты, распространяющийся вглубь от поверхности или от слоя сезонного промерзания.
3.26 термоизолирующие слои: Слои, обладающие термоизоляционными свойствами (натуральные: мох, торф и др.).
3.27
термокарст (thermokarst): Образование просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мерзлого грунта.
[СП 25.13330.2012, пункт А.14 приложения А] |
4 Сокращения
В настоящем своде правил приняты следующие сокращения:
- ВГММГ - Верхний горизонт многолетнемерзлых грунтов;
- ИТМ - искусственный теплоизоляционный материал на основе вспененного полистирола;
- ДКЗ - дорожно-климатическая зона;
- ММГ - многолетнемерзлые грунты.
5 Общие положения
5.1 При разработке проектов автомобильных дорог следует осуществлять инженерно-геокриологический прогноз на основе учета изменения водно-теплового режима и снегопереноса, а также опыта строительства и эксплуатации автомобильных дорог в районах ММГ, в котором должна быть дана оценка возможного проявления криогенных процессов, их масштабов и интенсивности на отдельных участках проектируемых автомобильных дорог и должны быть определены области оттаивания (промерзания) и величины деформаций осадки (пучения) в поперечном профиле дорожных конструкций.
Принятые в проекте конструктивные и технологические решения должны быть обоснованы теплофизическими и прочностными расчетами, выполненными в соответствии с СП 47.13330, СП 25.13330, СП 34.13330, а также требованиями, приведенными в [12-15], [21].
5.2 При проектировании автомобильных дорог с капитальными типами покрытий, особенно на сложных и особо сложных в инженерно-геологическом отношении участках местности, необходимо предварительно выполнить исследования температурного и влажностного режима, осуществить наблюдения за развитием деформаций дорожных конструкций на специально организуемых постах и опытных участках.
5.3 Основными мерами, обеспечивающими устойчивость дорожных конструкций, являются:
- проектирование земляного полотна в насыпях;
- возведение земляного полотна из скальных, крупнообломочных и песчаных грунтов, а при их дефиците - из глинистых;
- применение естественных и искусственных теплоизоляционных материалов (ИТМ) в основании земляного полотна, теле насыпей и дорожной одежде;
- применение нетканых синтетических (геотекстильных), а также других геоматериалов в основании и теле земляного полотна, в основании дорожной одежды;
- замена переувлажненных грунтов сезоннооттаивающего слоя и льдонасыщенных подстилающих ММГ соответственно крупнообломочными и песчаными;
- в ряде случаев для обеспечения устойчивости дорожных и мостовых конструкций необходимо применять также методы глубинного охлаждения вечномерзлых грунтов при помощи термоопор и сезоннодействующего охлаждающего устройства (СОУ).
5.4 Для участков с особо сложными мерзлотно-грунтовыми условиями (наличие термокарста, крупных включений подземного льда, бугров пучения, солифлюкции, наледей, подтопляемых речных пойм и термокарстовых озер) выбранный вариант трассы должен быть обоснован технико-экономическим расчетом.
5.5 Трассирование дороги следует предусматривать по наиболее сухим участкам, на крупнообломочных скальных, песчаных и гравелистых грунтах без ледяных прослоек и линз, по возможности, ближе к месторождениям грунтов и дорожно-строительных материалов, пригодных для сооружения земляного полотна.
5.6 Во всех случаях целесообразно:
- обходить пониженные места (ложбины, котловины) или пересекать их по кратчайшему направлению;
- проходить через лесные массивы;
- обходить глубокие балки и овраги, а также жилые и производственные постройки с подветренной стороны.
Если это затруднено, трассу, по возможности, располагают с учетом направления господствующих ветров или располагают под углом к ним менее 20°.
5.7 В горной и пересеченной местности (при выборе вариантов) предпочтение отдают водораздельным и долинным ходам по надпойменным террасам и пологим наветренным склонам в пределах средней или верхней трети косогора.
6 Дорожно-климатическое районирование
6.1 В I ДКЗ в соответствии с СП 34.13330 выделяются три дорожно-климатические подзоны по следующим общим признакам, которые оказывают решающее влияние на устойчивость дорожных конструкций в данной зоне:
- вид грунта сезоннооттаивающего слоя и его влажность;
- характер распространения ММГ и их температура;
- мощность слоя сезонного оттаивания;
- среднегодовые температуры воздуха;
- рельеф местности;
- гидрология;
- величина снегопереноса.
6.2 Совокупность признаков, перечисленных в 6.1, обусловлена сочетанием климатических, грунтово-гидрогеологических и мерзлотных особенностей и присуща в определенной степени природным ландшафтам и рельефу земной поверхности. Поэтому для выделения границ подзон за основу взяты границы зональных типов ландшафтов.
6.3 Карта дорожно-климатического районирования с учетом нового районирования в районах ММГ и характеристика и границы зон подзон приведены в СП 288.1325800.
7 Изыскания автомобильных дорог
7.1 Общие требования
Инженерные изыскания на трассе автомобильных дорог выполняют в соответствии с СП 25.13330, СП 34.13330, СП 47.13330. Требования к инженерным изысканиям на трассе автомобильных дорог приведены также в [14], [21].
8 Проектирование автомобильных дорог
8.1 Общие требования
8.1.1 Категории автомобильных дорог, а также план и продольный профиль дороги, основные параметры поперечного профиля проезжей части и земляного полотна, пересечения и примыкания, элементы обустройства дороги, дорожной и автотранспортной служб должны соответствовать ГОСТ Р 52398, ГОСТ Р 52748 и нормам для дорог:
- общего пользования по СП 34.13330;
- внутрихозяйственных по СП 99.13330;
- промышленных по СП 37.13330;
- лесных дорог СП 288.1325800.
8.1.2 Земляное полотно, дорожную одежду, водоотводные и искусственные сооружения, в том числе противоналедные, следует проектировать с учетом теплового и механического взаимодействия их с грунтами естественных оснований, исходя из конструктивных особенностей, назначения и категории автомобильной дороги, а также инженерно-геологических и мерзлотно-грунтовых условий района ее строительства.
8.1.3 Продольный профиль дороги должны разрабатывать с учетом возможных изменений водно-теплового режима грунтов сезоннооттаивающего слоя и подстилающих ММГ, режима и высоты снежных отложений, а также ледотермического режима водотоков, которые произойдут в результате освоения территории застройки, эксплуатации возведенных на ней и соседних участках сооружений и зданий, устройства водоотводных канав, подземных и наземных коммуникаций и т.д.
8.1.4 С целью повышения устойчивости дорожной одежды против пучения необходимо использовать термоизолирующие прослойки.
8.1.5 В рабочем проекте должны быть приведены мерзлотно-грунтовые разрезы с основными данными о характеристике и температуре грунтов до строительства и прогноз их изменения на период эксплуатации.
8.1.6 Технические средства организации дорожного движения должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ Р 52289.
8.1.7 Ширину полосы отвода земли под автомобильную дорогу следует принять в соответствии с [25].
8.2 Земляное полотно
8.2.1 При проектировании земляного полотна необходимо руководствоваться следующими принципами:
- 1-й принцип - обеспечение поднятия ВГММГ не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги. При этом надо иметь в виду, что поднятие ВГММГ до подошвы основания насыпи или несколько выше происходит не по всей площади основания. Поэтому в данном случае необходимо решать вопрос сохранения в мерзлом состоянии части основания, расположенной под откосом;
- 2-й принцип - допущение оттаивания грунта деятельного слоя в основании насыпи в период эксплуатации дороги при условии ограничения осадок допустимыми пределами для конкретного типа покрытия.
Случай 2-го принципа - обеспечение предварительного оттаивания вечномерзлых грунтов и осушения дорожной полосы до возведения земляного полотна.
Для повышения надежности сохранения мерзлого состояния необходимо применять аэродинамические обтекаемые поперечные профили насыпей и выемок, которые позволяют ограничивать толщину снеговых отложений на откосах и в пазухах и сохранять отрицательные значения среднегодового теплового баланса на элементах поверхности грунтового массива.
Кроме того, для сохранения грунтов в мерзлом состоянии могут быть применены и другие способы: глубинное охлаждение (СОУ, термоопоры), уположение откосов, тепловые экраны.
8.2.3 При проектировании по 1-му принципу положение ВГММГ в основании обеспечивают назначением соответствующей высоты насыпи при применении традиционных дорожно-строительных материалов и устройством специальных прослоек из теплоизолирующих материалов (торфа, пенополистирола, шлака и т.п.) в основании и теле насыпи.
8.2.4 По 2-му принципу земляное полотно допускается проектировать во всех дорожно-климатических подзонах на участках, относящихся ко 2-му и 3-му типам местности, для которых среднегодовая температура ММГ II-III категорий просадочности ниже минус 1,5°С, а также на торфяниках IV категории просадочности с расчетным понижением ВГММГ в период строительства и эксплуатации автомобильной дороги.
8.2.5 При проектировании по 2-му принципу высоту насыпи устанавливают по результатам теплофизических расчетов и расчета суммарной осадки основания и нестабильных слоев насыпи.
8.2.6 При предварительном оттаивании грунта основания на участках, относящихся ко 2-му типу местности, сложенных легкоосушаемыми просадочными грунтами, среднегодовая температура которых выше минус 1,5°С допускается проектировать с частичным оттаиванием на участках 3-го типа местности, сложенных торфом толщиной не более 1 м и или глинистым грунтом III-IV категорий просадочности, подстилаемых малопросадочными песчаными грунтами. Принцип частичного оттаивания используют на участках высокотемпературной многолетней мерзлоты островного распространения, когда возможно заблаговременное оттаивание вечномерзлых грунтов и осушение дорожной полосы.
8.2.7 Принцип проектирования выбирают исходя из климатических и мерзлотно-грунтовых условий того или иного участка трассы для назначения конструкций и руководящего возвышения бровки земляного полотна, технологии и сроков производства работ с учетом результатов технико-экономического сравнения вариантов. Для участков трассы с аналогичными мерзлотно-грунтовыми условиями следует выдерживать единый принцип использования грунтов в основании земляного полотна и по возможности однотипные конструктивные решения.
8.2.10 Выемки допускается предусматривать на участках местности с благоприятными мерзлотно-грунтовыми и гидрогеологическими условиями (скальные и щебенистые грунты) при отсутствии линз и прослоек льда. В случае необходимости устройства выемок в сложных мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условиях (напластование грунтов неоднородного состава, переменный уровень водоносных горизонтов, проявление мерзлотных процессов, сильнопросадочные грунты) должны быть предусмотрены: теплоизоляция откосов, конструктивные элементы из геосинтетических материалов, замена переувлажненных пылеватых глинистых грунтов песчаными или другими несвязными материалами, термоизолирующие слои в основании дорожной одежды, и обеспечен надежный отвод воды из выемки. Принимаемые решения обосновывают расчетами. Мелкие выемки раскрывают или разделывают под насыпи.
В ряде случаев, особенно в условиях сильной снегозаносимости может быть использован тоннельный вариант.
8.2.11 В зависимости от рельефа, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые надмерзлотные воды необходимо отводить от дорожного полотна за счет водоотводных канав, нагорных мерзлотных валиков и приоткосных берм, параметры которых устанавливают расчетом.
8.2.12 На участках природных наледей земляное полотно следует проектировать:
- в насыпях с возвышением бровки над расчетной поверхностью наледи более чем на 0,5-1 м;
- в насыпях с бермой, устраиваемой с нагорной стороны;
- совместно с противоналедными устройствами.
8.2.14 Валы следует проектировать на основании с удалением растительного и торфяного покрова, а откос нижней части вала укрепляют. Высота укрепления откоса должна быть выше расчетного уровня воды более чем на 0,2 м.
8.2.15 При вскрытии водоносных слоев выемками перехват и отвод грунтовых и надмерзлотных вод следует осуществлять глубокими полуоткрытыми лотками или удерживать наледь выше по склону. Когда применение указанных мероприятий затруднено или экономически нецелесообразно, необходимо предусматривать уширение выемок и устройство противоналедных заборов.
8.2.16 Во всех случаях при проектировании насыпей на грунтах III-V категорий просадочности должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие наиболее возможное горизонтальное положение ВГММГ как при его подъеме, так и при опускании по поперечному сечению земляного полотна. Наклон ВГММГ, повышающий угол внутреннего трения (3-8°) оттаивающего грунта основания в текучем состоянии, должен быть обоснован расчетами устойчивости [16].
8.2.18 При назначении конструкций земляного полотна и выборе принципа его проектирования следует учитывать наличие специальных материалов (теплоизоляционных, геотекстильных) и качественных грунтов для возведения насыпей.
8.2.19 В общем случае высоту насыпи определяют на основе расчетов на устойчивость, прочность и снегонезаносимость. Окончательно принимают наибольшую высоту насыпи, удовлетворяющую указанным требованиям.
8.2.20 При расчете насыпи на устойчивость максимальная прогнозируемая осадка не должна быть более допускаемой для данного типа покрытия. Расчет устойчивости насыпи осуществляют в соответствии с приложением Б, расчет является ориентировочным. Более точный расчет должен быть выполнен по программе с учетом горизонтального и вертикального тепловых потоков.
8.2.21 Высоту насыпи на снегонезаносимость определяют исходя из того, что данная высота должна превышать максимальную толщину снежного покрова в данной местности. Расчет на снегонезаносимость осуществляют в соответствии с приложением Г.
8.2.22 Расчет дорожных конструкций на прочность осуществляют в соответствии с [18] и настоящим сводом правил.
8.3 Грунт земляного полотна
8.3.1 Для сооружения земляного полотна необходимо использовать скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты. Предпочтение следует отдавать грунтам, находящимся в талом состоянии.
На участках, где насыпи проектируют с применением глинистых грунтов, необходимо предусматривать берму с нагорной стороны или соответствующее заложение откоса и его укрепление.
8.3.2 Физико-механические свойства талых и мерзлых грунтов, используемых в конструктивных слоях земляного полотна следует устанавливать на основании лабораторных данных. Ориентировочные значения приведены в СП 25.13330 и СП 34.13330.
8.3.3 Скальные, крупнообломочные и песчаные грунты, а также водостойкие местные материалы (отходы дробильно-сортировочных предприятий, хорошо обожженные породы и др.) допускаются для сооружения земляного полотна на всех типах местности без ограничений. При этом максимальный размер ребер отдельных камней в грунтовом массиве, укладываемом в нижнюю часть земляного полотна, не должен превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя, а в верхней части - не более 1/3 толщины уплотняемого слоя.
8.3.4 Талые глинистые грунты, используемые для возведения земляного полотна на местности всех типов, должны удовлетворять требованиям, приведенным в таблице В.2 приложения В.
8.3.5 Влажность талых глинистых грунтов не должна превышать значений, приведенных в СП 34.13330.
8.3.7 Характеристики мерзлых грунтов принять в соответствии СП 25.13330.
8.3.8 Мерзлые глинистые грунты должны иметь твердую, полутвердую и тугопластичную консистенцию, устанавливаемую лабораторными испытаниями после их оттаивания. Такие грунты применяют в нижней части насыпи в сочетании с теплоизолирующими слоями из торфа или армирующими слоями из геотекстильного материала.
Допускается использовать в нижней части высоких насыпей также переувлажненные глинистые грунты, если предусмотрено их сохранение в промороженном состоянии в течение всего периода эксплуатации дороги, в соответствии с 8.2.2-8.2.7.
8.3.9 В нижней части насыпи и на ее откосах в качестве теплоизолирующих слоев следует применять торфы, которые характеризуются степенью разложения не более 40% и относятся к слабо- или среднеразложившимся, причем их влажность не должна превышать 60%.
8.3.10 Во всех случаях при оценке пригодности талых или мерзлых грунтов следует учитывать необходимость круглогодичного производства земляных работ на широком фронте с отсыпкой земляного полотна "в задел" для обеспечения требуемых сроков его стабилизации, в том числе после оттаивания и уплотнения.
8.4 Теплоизоляционные материалы
8.4.1 Для теплоизоляции дорожной конструкции могут быть применены: полимерные материалы (пенопласты, пеноплэксы и другие материалы); легкие бетоны, в которых содержатся пористые заполнители (керамзит, аглопорит, перлит, гранулы полистирола); металлургические шлаки; золы уноса; золошлаковые смеси, как обработанные цементом, битумом или битумной эмульсией, так и необработанные; композиции из местных материалов или грунтов, легких заполнителей и вяжущих, приготовленные способом смешения в установке; битумоминеральные смеси, обычные и с легкими заполнителями.
8.4.2 Устройство теплоизолирующих слоев следует предусматривать на участках, где технически невозможно или экономически нецелесообразно проведение традиционных мероприятий по обеспечению морозоустойчивости конструкции (требуется слой из зернистых материалов очень большой толщины).
8.4.3 Теплоизоляционные слои надлежит проектировать таким образом, чтобы обеспечить морозоустойчивость дорожной одежды и ее работу в упругой стадии. С помощью теплоизоляции можно уменьшить глубину промерзания земляного полотна и тем самым ограничить пучение допустимыми пределами или полностью предотвратить промерзание подстилающего грунта, а также исключить возможность его морозного пучения. В свою очередь, уменьшение или исключение морозного пучения ограничивает или полностью устраняет разуплотнение грунтов в процессе эксплуатации дороги. Снижение глубины промерзания уменьшает также неравномерность морозного пучения и приводит к большей стабильности ровности покрытия.
8.4.4 Ширина теплоизоляционного слоя должна быть более ширины проезжей части на 1,0 м с каждой стороны, чтобы изолировать проезжую часть от действия холода со стороны обочин.
8.4.5 Теплоизоляционные материалы нужно располагать на глубине в соответствии с теплотехническим расчетом, но не менее чем 0,5 м от поверхности покрытия.
8.4.6 Теплоизоляционные материалы, применяемые в дорожных конструкциях, должны:
- сохранять теплоизолирующие свойства и прочность под воздействием влаги, температуры и агрессивных вод в течение всего периода эксплуатации дороги;
- обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать нагрузки от строительных транспортных средств, машин и механизмов, используемых для укладки и уплотнения вышележащих слоев дорожной одежды;
- быть морозостойкими и устойчивыми к морозобойному растрескиванию по ГОСТ 10060;
- быть биостойкими по ГОСТ 12.1.005;
- быть нетоксичными. Требования к нетоксичным теплоизоляционным материалам приведены в [23];
- иметь характеристики, приведенные в таблице 1.
Таблица 1
Не более | Не менее | ||
Водопоглощение, по ГОСТ 17177, % | Сопротивление сжатию при 10% линейной деформации, по ГОСТ 17177, МПа | Предел прочности при статическом изгибе, по ГОСТ 17177, МПа | |
0,45 | 0,032 | 0,40 | 0,6 |
3,8* | 0,084 | - | 2,0 |
* Примечание - Параметры материала гранулированной пеностеклокерамики (ГПСК).
| |||
8.4.7 Теплоизоляционные материалы должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к дорожно-строительным материалам соответствующими сводами правил и другими нормативными материалами.
8.4.8 Искусственные теплоизоляционные материалы (пенопласты, пеноплексы и другие материалы) целесообразно применять в особо неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях: "мокрые" выемки, земляное полотно в нулевых отметках, насыпи в условиях, когда глубина промерзания больше расстояния от поверхности покрытия до уровня грунтовых вод или длительно застаивающихся поверхностных вод на дорогах I-III технических категорий, а на дорогах IV и V технических категорий в этих случаях необходимо применять более дешевые теплоизоляционные материалы.
8.4.9 При сравнении вариантов дорожных конструкций следует принимать во внимание, что применение теплоизоляционных материалов позволяет использовать в верхней части земляного полотна местные пучинистые грунты без их замены.
8.4.10 Расчет дорожных конструкций с использованием теплоизоляционных материалов осуществляют с учетом требований, приведенных в [18], теплотехническим расчетом и положениями настоящего свода правил.
8.5 Конструкции земляного полотна с использованием природных теплоизоляционных материалов
8.5.1 Требования к характерным поперечным профилям насыпей с грунтами различной просадочности приведены в [16].
8.6 Конструкции земляного полотна с использованием искусственных теплоизоляционных материалов
8.6.1 При необходимости уменьшения высоты насыпи на участках местности 3-го типа земляное полотно проектируют по 1-му принципу с устройством теплоизолирующего слоя из естественного или искусственного материала. Крутизну откосов назначают 1:1,5 при использовании крупнообломочных, песчаных, сыпуче- и сухомерзлых грунтов, 1:2 - талых глинистых, 1:3 - песчаных пылеватых.
8.6.2 Для сохранения грунта основания в мерзлом состоянии плиты пенополистирола следует размещать преимущественно на глубине, составляющей 1/3 глубины сезонного оттаивания грунта насыпи, но не выше критической отметки. Критическая глубина определяется исходя из того, что пенополистирол должен быть предохранен от раздавливания, а деформация сжатия не должна превышать 10%.
При дефиците торфяных грунтов для устройства теплоизолирующего слоя допускается проектировать насыпи по 1-му принципу с использованием мерзлых грунтов, в том числе глинистых в нижней части.
8.6.3 С целью повышения морозозащитных свойств дорожной конструкции, а также снижения высоты насыпи целесообразно применять ИТМ. Характерная дорожная конструкция с применением пенополистирола приведена на рисунке 1.
 |
1 - железобетон; 2 - асфальтобетон; 3 - щебень (гравий); 4 - пенополистирол; 5 - мерзлый грунт; 6 - насыпной грунт; 7 - грунт естественного залегания
Рисунок 1 - Поперечный профиль насыпи с теплоизоляционным материалом на участках с грунтами IV и V категорий просадочности
8.6.4 Когда высота снегонезаносимой насыпи не обеспечивает сохранение основания в мерзлом состоянии целесообразно использовать пеноплекс в виде плит (рисунок 2).
 |
1 - дорожная одежда; 2 - защитный (он же дренирующий) слой; 3 - пенополистирол; 4 - насыпь; 5 - положение ВГММГ после сооружения насыпи; 6 - то же, до сооружения насыпи
Рисунок 2 - Поперечный профиль насыпи с пенополистиролом на участках дорог с грунтами IV и V категорий просадочности для сохранения грунта в мерзлом состоянии
8.6.5 При устройстве берм на высоких насыпях для снижения высоты берм следует применять пенополистирол (рисунок 3). Плиты укладывают таким образом, чтобы защитный слой над плитой был не менее 0,5 м.
 |
1 - дорожная одежда; 2 - защитный (он же дренирующий) слой; 3 - пенополистирол; 4 - насыпь; 5 - положение ВГММГ после сооружения насыпи; 6 - то же, до сооружения насыпи
Рисунок 3 - Поперечный профиль насыпи с пенополистиролом на участках дорог с грунтами IV и V категорий просадочности с целью снижения высоты бермы
8.6.6 При сооружении земляного полотна на плоскобугристых торфяниках высотой не более 1 м, разделенных мочажинами целесообразно использовать пеноплэкс, распологаемый в верхней части насыпи в комлексе с использованием природных теплоизоляционных материалов в бермах откосной части (рисунок 4).
 |
1 - дорожная одежда; 2 - защитный (он же дренирующий) слой; 3 - пенополистирол; 4 - насыпь; 5 - положение ВГММГ после сооружения насыпи; 6 - то же, до сооружения насыпи; 7 - берма; 8 - льдоминеральное ядро бугра пучения
Рисунок 4 - Поперечный профиль насыпи с пенополистиролом на участках дорог с грунтами IV и V категорий просадочности, распологаемые на плоскобугристых торфяниках высотой до 1 м, разделенных мочажинами
8.6.7 Для повышения теплозащитных и дренирующих свойств дорожных конструкций, в ряде случаев, особенно в районах с избыточной влажностью грунтов и болотистой местности, целесообразно использовать гранулированную пеностеклокерамику (рисунки 5 и 6). Для сохранения формы насыпи из этого материала его обертывают нетканым геотекстилем [19]*.
 |
Рисунок 5 - Поперечный профиль насыпи с теплоизоляционным материалом - гранулированной пеностеклокерамикой совместно с нетканым геотекстилем при проектировании насыпей по 1-му принципу
 |
Рисунок 6 - Поперечный профиль насыпи с теплоизоляционным материалом - гранулированной пеностеклокерамикой на участках дорог со слабыми грунтами (например, торфяники) при сезонном промерзании грунтов
8.7 Конструкции земляного полотна с использованием геотекстильных материалов
8.7.1 При проектировании по 2-му принципу разрешается конструировать насыпь с прослойками из геотекстильного материала [20].
Геотекстильный материал располагают в основании, теле и верхней части насыпи в виде плоских прослоек, обойм и полуобойм. Принцип работы и назначение прослойки, тип конструктивного решения зависят от степени просадочности грунта основания и типа грунта насыпи, сезона производства работ, а также от особенностей структуры и свойств геотекстильного материала (приложение Ж).
8.7.2 Разделяющую прослойку следует предусматривать при проектировании насыпи на участках с грунтами II-III категорий просадочности.
При отсыпке насыпи в летний период прослойку располагают в основании (рисунок 7), чтобы уменьшить неравномерность осадки оттаивающего грунта основания и одновременно улучшить условия проезда построечного транспорта, отсыпки и уплотнения нижнего слоя земляного полотна. При отсыпке насыпи в зимнее время прослойку следует предусматривать на границе между нижней частью из мерзлого комковатого (глинистого или торфяного) грунта и верхней частью из сухо- или сыпучемерзлого песчаного грунта, чтобы предотвратить проникание сыпучего материала верхней части насыпи в поры комковатого грунта, уменьшить неравномерность осадки и отвести воду за пределы насыпи при оттаивании грунта в летний период.
Полотна располагают сплошь по всей ширине насыпи с поперечным уклоном 4% и выпуском краев на откосы на 15-20 см.
 |
1 - грунт насыпи; 2 - слой геотекстиля; 3 - мерзлый комковатый (глинистый или торфяной) грунт в нижней части насыпи; 4 - ВГММГ в естественных условиях, 5 - то же, после постройки насыпи; 6 - мохорастительный покров
Рисунок 7 - Поперечные профили насыпей с разделяющими геотекстильными прослойками
8.7.3 Многослойное армирование следует предусматривать при проектировании высокой насыпи на участках, сложенных грунтами III-V категорий просадочности, чтобы повысить общую устойчивость насыпи и предотвратить расползание ее боковых частей, включая откосы, в период оттаивания (рисунок 8).
 |
1 - одноосная георешетка; 2 - двухосная георешетка; 3 - противоэрозионная георешетка (геомат); 4 - ВГВМ в естественных условиях; 5 - ВГММГ после постройки насыпи
Рисунок 8 - Поперечные профили высоких насыпей на слабом оттаивающем склоне с прослойками из геосинтетических материалов
Таблица 2
, град | 5 | 10 | 15 | 20 |
 , м | 6,0 | 4,2 | 3,4 | 3,0 |
 |
1 - грунт насыпи; 2 - полуобойма из геотекстиля; 3 - обойма из геотекстиля; 4 - грунт, в том числе твердомерзлый в нижней части насыпи; 5 - выравнивающий песчаный слой толщиной 0,2-0,3 м; 6 - ВГММГ в естественных условиях; 7 - то же, после постройки насыпи
Рисунок 9 - Поперечные профили насыпей с армирующими геотекстильными прослойками
8.7.5 На участках с грунтами IV-V категорий просадочности предусматривают прослойку в виде обоймы (рисунок 10) со сплошной укладкой полотен в поперечном направлении в нижней части насыпи.
Таблица 3
 , Н/см | <100 | 100-150 | >150 |
, см | 50 | 80 | 120 |
8.7.6 В ряде случаев при проектировании дорог на слабых основаниях, особенно в районах 2-го и 3-го типов по увлажнению и болотистой местности, целесообразно использовать геотекстиль в обоймах с минеральным материалом, расположенным двумя ярусами (рисунок 10).
 |
1 - грунт насыпи; 2 - геотехнические замкнутые обоймы; 3 - ВГММГ в естественных условиях; 4 - ВГММГ после постройки насыпи
Рисунок 10 - Поперечные профили насыпей на слабых оттаивающих основаниях с двумя ярусами замкнутых геотехнических обойм
8.7.7 При устройстве разделяющих и армирующих прослоек из водопроницаемого в плоскости полотна материала дренирующий эффект прослойки, ускоряющий консолидацию насыпи, необходимо учитывать путем снижения требуемой степени консолидации основания на 10%.
8.7.8 На затопляемых участках, на подходах к мостам и другим искусственным сооружениям земляное полотно проектируют в насыпи из крупнообломочных и песчаных грунтов. При этом бровку земляного полотна предусматривают выше уровня расчетного горизонта воды не менее чем на 0,5 м плюс высота набега волны.
8.7.9 На участках местности с благоприятными грунтово-гидрогеологическими условиями (скальные, щебенистые, дресвяные, гравийно-песчаные грунты и др.) при отсутствии линз и прослоек льда допускается проектировать выемки по СП 34.13330.
Толщину слоя заменяемого в выемках грунта принимают исходя из условия устойчивости и обеспечения требуемой прочности дорожной конструкции, но не менее 0,5 м. Крутизну откосов назначают расчетом, но не менее 1:3.
8.7.10 На участках автомобильных дорог, проходящих через болота I типа, и слабых грунтах используют тканое геополотно в соответствии с рисунком 11.
 |
1 - слабый грунт; 2 - грунт тела насыпи; 3 - дорожное покрытие; 4 - тканое геополотно
Рисунок 11 - Поперечный профиль насыпи на слабых грунтах и болотах I типа с применением тканого геополотна
8.7.11 На участках автомобильных дорог, проходящих через болота II типа и слабых грунтах используют тканое геополотно в виде полуобоймы в соответствии с рисунком 12.
 |
1 - слабый грунт; 2 - грунт тела насыпи; 3 - дорожное покрытие; 4 - тканое геополотно
Рисунок 12 - Поперечный профиль насыпи на слабых грунтах и болотах II типа с применением тканого геополотна в виде полуобоймы
8.7.12 При проектировании выемок глубиной более 2 м в мелких и пылеватых песках, переувлажненных пылеватых суглинках, в легковыветривающихся сильнотрещиноватых скальных породах, а также в вечномерзлых грунтах, переходящих при оттаивании в мягкопластичное состояние, предусматривают устройство закюветных полок шириной от 0,5 до 2 м (в зависимости от вида грунта, крутизны откосов и глубины выемки) или при соответствующем обосновании более пологие откосы. В скальных слабовыветривающихся породах при отсутствии трещиноватости взамен закюветных полок устраивают кюветы.
8.7.13 При проектировании насыпей следует предусматривать осадку в период строительства, возникающую в теле насыпи и в грунтах основания.
Строительную осадку грунтов основания определяют исходя из типа местности, вида грунтов, наличия или отсутствия на поверхности земли мохорастительного покрова и его мощности, прогнозируемой глубины оттаивания при известной высоте насыпи согласно приложения Д.
8.7.14 Для определения дополнительных объемов земляных работ, при летней отсыпке (при составлении проектной документации) ориентировочно строительную осадку грунтов основания насыпи высотой не более 2 м при их оттаивании на глубину не более 2,5 м принимают по таблице В.3 приложения В.
Объем дополнительных земляных работ (вследствие строительной осадки грунтов основания) принимают равным произведению усредненной величины осадки на ширину насыпи понизу и на длину участка.
8.7.15 Откосы насыпи и выемки следует укреплять. Тип укрепления назначают в зависимости от физико-механических свойств грунтов, слагающих откосы, наличия местных материалов, высоты насыпи, глубины выемки, гидрологического режима подтопления в соответствии с требованиями СП 34.13330.
8.7.16 Для защиты от водной и ветровой эрозии откосы насыпи (выемки), сложенные песчаными пылеватыми и глинистыми грунтами, следует укреплять слоем торфопесчаной смеси (40% торфа, 60% песка) толщиной от 10 до 20 см. В смесь вводят семена многолетних трав.
При отсутствии торфяного грунта можно предусматривать укладку сплошного слоя геотекстиля с обязательным закреплением полотнищ на обочинах и подошве насыпи или других геоматериалов (бровке выемки) и последующее устройство защитного (от солнечной радиации) слоя толщиной от 10 до 15 см из песка или гравийно-песчаной смеси (рисунок 13).
При необходимости можно укреплять сплошными геотекстильными слоями, выполняющими противоэрозионную или армирующую функцию, и обочины, и откосы. Противоэрозионную роль выполняют также боковые поверхности полуобойм и обойм из геотекстиля (рисунок 13).
 |
1 - защитный песчаный слой толщиной 10-15 см; 2 - геотекстиль на откосе; 3 - грунт насыпи; 4 - геотекстиль на обочине
Рисунок 13 - Поперечный профиль насыпи с укреплением откосов и обочин геотекстилем
8.7.17 Обочины земляного полотна следует укреплять гравийно-песчаным или щебеночным материалом, шламом, шлаком и другими отходами промышленного производства, геотекстилем и другими геоматериалами (рисунок 13), а также бетонными плитами на основе технико-экономических расчетов.
8.7.18 В проектах автомобильных дорог необходимо предусматривать комплекс мероприятий по охране окружающей среды: рекультивацию карьеров и резервов, восстановление нарушенной техногенным воздействием прилегающей к дорогам полосы отвода, восстановление нарушенных территорий в местах дислокации дорожно-строительных подразделений, с определением требуемых объемов производства работ и их сметной стоимости.
8.7.19 На участках природных наледей, параметры которых необходимо оценивать и рассчитывать, земляное полотно следует проектировать:
- в насыпях с возвышением бровки над расчетной отметкой поверхности наледи не менее чем на 0,5 м;
- в насыпях с бермой, устраиваемой с нагорной стороны;
- в комплексе с капитальными противоналедными сооружениями и устройствами.
8.7.21 Насыпь на наледных участках предпочтительнее формировать из крупнообломочных грунтов. На тех участках, где насыпь проектируют с применением глинистых грунтов, предусматривают берму с нагорной стороны или пологий откос и его укрепление.
8.8 Дорожная одежда
8.8.1 При расчете прочности конструкции дорожных одежд в зоне многолетней мерзлоты следует учитывать основные факторы водно-теплового режима земляного полотна, требования к которым приведены в [18], [20].
При этом дорожная конструкция (земляное полотно в комплексе с дорожной одеждой) должна удовлетворять трем условиям:
Требуемый модуль упругости дорожной конструкции для условий ММГ вычисляют по формуле
Таблица 4
Грунты, тип местности по условиям увлажнения | - северная подзона | - центральная подзона | - южная подзона |
Болота, 3-й тип - мокрые места | 1,60 | 1,40 | 1,60 |
Заболоченные, 2-й тип - сырые места | 1,40 | 1,35 | 1,40 |
Глинистые с ММГ, 2-й тип - сырые места | 1,25 | 1,20 | 1,30 |
Глинистые с ММГ, 1-й тип - сухие места | 1,20 | 1,15 | 1,20 |
8.8.3 Влияние мерзлого слоя на прочность земляного полотна при известной глубине оттаивания дорожной конструкции вычисляют по формуле
Таблица 5
Относительная глубина оттаивания | Значения коэффициентов и  для грунтов | |
| Супеси | Суглинки и глины |
/Д | | |
=0 мерзлый грунт | >5000 | >4000 |
0,125 | 354,1 | 292,2 |
0,25 | 83,5 | 67,0 |
0,5 | 17,8 | 15,0 |
1,0 | 3,4 | 2,46 |
1,5 | 1,28 | 0,85 |
2,1 | 0,67 | 0,42 |
2,5 | 0,50 | 0,36 |
3,0 | 0,44 | 0,32 |
3,3 | 0,43 | 0,34 |
3,5 | 0,44 | 0,37 |
4,0 | 0,45 | 0,39 |
4,5 | 0,48 | 0,42 |
4,8 | 0,50 | 0,45 |
5,0 | 0,50 | 0,48 |
6,0 | 0,57 | 0,52 |
10 | 0,65 | 0,63 |
 - талый грунт | 0,99 |
|
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.9 Водоотводные сооружения
8.9.1 В зависимости от рельефа, гидрологических, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые надмерзлотные воды от дорожного полотна отводят с помощью боковых водоотводных канав (рисунок 14), лотков и полулотков.
 |
1 - дерн, мох, торф; 2 - укрепление из сборных бетонных плит на слое теплоизоляционного материала пенопласта или местного мохоторфа (при его наличии); 3 - мощение нагорных мерзлотных валиков, приоткосных берм и водонепроницаемых замков с нагорными канавами; поперечных канав
Рисунок 14 - Поперечные сечения водоотводных канав
8.9.3 Размеры водоотводных сооружений назначают по гидравлическому расчету, учитывая приток и глубину залегания вод, осушаемую площадь и ее инженерно-гидрогеологические условия. Форму поперечного сечения канав принимают такой, чтобы обеспечить механизированное производство работ и устойчивость откосов.
8.9.4 Водоотводные канавы проектируют на устойчивых основаниях, сложенных непросадочными грунтами. При этом дно и откосы канав (кюветов), устраиваемых в легкоразмываемых грунтах, укрепляют одиночным или двойным слоем луговой или тундровой дернины, камнем или бетонными плитами (рисунок 15). Если скорость течения воды превышает допустимую для соответствующих типов укрепления, необходимо предусматривать перепады, быстротоки или водобойные колодцы.
8.9.5 На участках с подземными льдами, а также с грунтами, сильнольдонасыщенными, залегающими в пределах двойной мощности сезоннооттаивающего слоя, следует избегать применения водоотводных и нагорных канав.
В таких случаях для отвода воды на косогорных участках предусматривают бермы или нагорные валики [рисунок 15 а), б), в), г)], а на равнинных участках - фильтрующие водоперепуски (дрены) по гидравлическому расчету.
 |
а) - нагорный валик, б) - мерзлотный валик с канавой; в) - нагорная канава; г) - нагорная канава с утеплителем
1 - смесь гравия с торфяной крошкой; 2 - сборные бетонные плиты; 3 - местный грунт; 4 - одерновка; 5 - дренирующий грунт; 6 - жердевая стенка; 7 - жерди диаметром 10 см; 8 - мох, торф, пенопласт и другие теплоизоляционные материалы; 9 - деревянный лоток; 10 - щебень с грунтом
Рисунок 15 - Конструкции нагорных валиков и канав
8.9.6 Нагорные валики располагают не ближе 20 м от подошвы насыпи. Их высоту назначают с обязательным превышением максимального расчетного уровня воды на 0,25 м. Во всех случаях высота валика должна быть равна или более 0,6 м, ширина по верху - более 1 м; заложение откосов - положе 1:2.
8.9.7 Валики целесообразно отсыпать из глинистых грунтов с обязательным сохранением мохорастительного покрова в основании. Откос валика и полосу вдоль его подошвы на ширину 1 м с нагорной стороны укрепляют гравием по слою мха или торфа. Для большей устойчивости нагорный валик покрывают теплоизоляцией; на косогорах круче 1:5 внутри его предусматривают жердевую стенку [рисунок 15 а)].
8.9.8 При проектировании насыпей в равнинной местности на сухих местах боковые канавы предусматривают непосредственно у подошвы насыпи. В тех же условиях, но при косогорной местности боковую канаву проектируют непосредственно у подошвы нагорного откоса, а нагорную канаву - в 10 м от бровки боковой канавы. Откосы канав укрепляют согласно СП 34.13330 и специальных рекомендаций.
8.9.9 На участках с наличием потока грунтовых вод водоотводные устройства проектируют в комплексе с противоналедными мероприятиями.
8.9.10 На косогорных участках с большой водосборной площадью или сильными снежными заносами водоотвод проектируют в виде двух рядов нагорных канав [рисунок 15 в)], расположенных в 100 м друг от друга, или нагорной канавы в сочетании с мерзлотным валиком, который устраивают с низовой стороны нагорной канавы [рисунок 15 б)] в 50 м от подошвы насыпи. Нагорные канавы с утеплением для предотвращения наледеобразования устраивают согласно рисунку 15 г). Уклоны дна канав принимают более 3%, а в выемках - более 5%.
9 Искусственные сооружения
9.1 Общие требования
9.1.1 При проектировании и строительстве водопропускных труб в зоне ММ необходимо руководствоваться СП 35.13330, а также требованиями приведенными в [23].
9.1.2 На дорогах I-V категорий следует предусматривать трубы капитального типа: бетонные, железобетонные и металлические гофрированные.
9.1.3 Проектирование водопропускных труб, как правило, осуществляется на водотоках при отсутствии наледеобразований. В случае наледеобразований необходимо устраивать специальные защитные сооружения.
9.1.4 Отверстия труб необходимо рассчитывать по безнапорному режиму. Минимальное отверстие и высоту труб в свету назначают не менее 1,5 м.
Многоочковые трубы допускается проектировать с расположением очков в разных уровнях, размещая часть из них (как правило, одно) в уровне русла водотока, а остальные - на отметке выше уровня меженных вод. Количество рядом уложенных труб не ограничено.
9.1.5 Проектирование водопропускных труб следует осуществлять на основе следующих принципов:
- 1-й - обеспечить поднятие ВГММ до подошвы фундамента и сохранять его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации сооружения;
- 2-й - допускается образование талой прослойки между подошвой фундамента и ВГММ;
- 3-й - использовать грунты основания в естественном талом состоянии.
9.1.6 Трубы следует проектировать, как правило, исходя из условия наименьшего нарушения естественного состояния мерзлых грунтов.
Во всех случаях, когда это возможно, необходимо избегать устройства котлованов, приемных колодцев, глубоких бетонных, железобетонных и других экранов, различных врезов в мерзлых грунтах и предусматривать подготовку основания подсыпкой с ее планировкой.
9.1.7 Проектирование труб, находящихся в пучинистых грунтах деятельного слоя, необходимо выполнять с учетом расчета на воздействие вертикальных и горизонтальных сил морозного пучения касательных к боковой поверхности частей трубы, расположенных над верхней границей вечной мерзлоты (ВГВМ). Расчеты выполняются в соответствии с требованиями СП 25.13330. Для уменьшения этого воздействия и обеспечения устойчивости труб следует предусматривать проведение специальных противопучинистых конструктивных мероприятий, такие как придание наклона боковым поверхностям частям трубы, находящимся над ВГВМ, фундаменты под откосными крыльями и первыми секциями оголовков с противопучинными анкерными выступами, засыпка котлованов песчано-щебеночной смесью с тщательным послойным, от 10 до 15 см, уплотнением.
Если не учитывать силы вертикально направленных касательных к боковым поверхностям надфундаментных частей трубы, возникает опасность отрыва звеньев и откосных стенок оголовков от их заанкерных фундаментов и подъема звеньев на величину пучения прилегающего к трубе грунта.
Для труб в тяжелых мерзлотно-грунтовых условиях (болота, сильнопучинистые грунты, вечная мерзлота) следует предусматривать мероприятия, направленные на повышение ремонтопригодности и приспособление трубы к ее нормальной эксплуатации при наличии деформаций звеньев и оголовков от воздействия морозного пучения грунтов и деградации вечной мерзлоты, а также от деформаций прилегающих участков насыпи.
9.2 Водопропускные трубы и противоналедные сооружения
9.2.1 На водотоках, основание которых в пределах двойной мощности сезоннооттаивающего слоя представлено непросадочными грунтами, допускается проектировать бесфундаментные трубы.
9.2.2 На водотоках, характеризующихся наличием слоя просадочных при оттаивании грунтов мощностью не более 2 м, предпочтение отдают бесфундаментным трубам или трубам с фундаментами мелкого заложения при условии, что суммарная величина осадки грунтов основания может быть компенсирована величиной строительного подъема. При невозможности выполнения этого условия предусматривают полную или частичную замену слабого грунта грунтовой подушкой из щебеночных, гравийных или гравийно-песчаных материалов, имеющих оптимальную или близкую к ней влажность.
Размеры грунтовых подушек для бетонных и железобетонных труб принимают следующие:
а) длина на 1-1,5 м более общей длины трубы с оголовками;
9.2.3 На водотоках, характеризующихся наличием слоя сильнопросадочных и просадочных грунтов мощностью более 2 м, предусматривают свайные фундаменты. Массивные бетонные фундаменты допускают только при соответствующем обосновании при отсутствии подруслового стока.
9.2.6 При использовании 1-го и 2-го принципов для уменьшения толщины грунтовой подушки предусматривают в основании теплоизолирующие слои по расчету.
При ММГ оснований, используемых в оттаявшем состоянии, несущая способность которых менее, чем расчетное давление под подошвой фундамента трубы, следует предусматривать свайные или столбчатые фундаменты. При этом подошва ростверка должна быть заложена на том же уровне, как при фундаментах на естественном основании.
9.2.7 Трубы следует проектировать с входными и выходными оголовками. При низких насыпях могут быть предусмотрены многоочковые безнапорные трубы без выходных оголовков. Металлические гофрированные трубы допускается проектировать без устройства оголовков при соблюдении требований СП 35.13330.
В остальных случаях предпочтительнее применять воротниковые оголовки, а при необходимости - портальные и раструбные с небольшим заглублением (не более 0,4-0,5 м) в грунты основания.
9.2.8 На водотоках, основание которых в пределах двойной мощности сезоннооттаивающего слоя сложено непросадочными грунтами, конструкции укреплений подводящих и отводящих русел принимают в соответствии с типовыми решениями для обычных условий, исходя из гидравлических расчетов.
9.2.9 На всех водотоках отводящее русло, как правило, должно быть устроено с уклоном не менее 2‰.
Тип укрепления подводящих и отводящих русел, сложенных просадочными грунтами, принимают в зависимости от их уклона:
а) не более 1% - бутовую кладку по слою теплоизоляции из мха, торфа толщиной не более 20 см в плотном состоянии;
б) от 1 до 5% - цементобетон (сборный или монолитный) по слою теплоизоляции из мха, торфа толщиной до 30 см в плотном состоянии;
в) более 5% - быстротоки по слою теплоизоляции в соответствии с требованиями перечисления б).
9.2.10 На водотоках, основание которых сложено сильнопросадочными грунтами, тип укрепления принимают в зависимости от уклона русел:
- не более 1% - в соответствии с перечислением а) 9.2.9;
- от 1 до 5% - в соответствии с перечислениями б) 9.2.9;
- более 5% - бетонные, металлические или деревянные лотки на сваях, заглубляемых в вечномерзлый грунт по расчету на выпучивание.
На местности с уклоном более 1% отводящие русла целесообразно укреплять по всей длине косогора, устраивая у его подножия гасители энергии водного потока.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
9.2.11 Дополнительными мероприятиями, обеспечивающими устойчивость труб, являются:
- максимальное сохранение мохорастительного покрова на расстоянии не менее 20 м от концевых звеньев трубы и не менее 20 м в каждую сторону от нее;
- засыпка пазух в котлованах, подсыпка под фундаменты, устройство подготовок под крепления русел водонепроницаемыми глинистыми грунтами;
- устройство насыпей с уположенными откосами или бермами на расстоянии, равном четырехкратной высоте насыпи в каждую сторону от трубы;
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.
