Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент устойчивости откоса насыпи допустимый

17.4. Расчет устойчивости откосов подтопляемых насыпей

Потеря устойчивости откосов высоких подтопляемых пойменных насыпей и глубоких выемок на спусках в долину реки является одним из наиболее распространенных видов деформаций земляного полотна на мостовых переходах. Поэтому проверка устойчивости откосов земляного полотна на подходах к мостам — обычная задача для инженера-дорожника, а выполняемые при этом геотехнические расчеты — обязательная часть обоснования проектов мостовых переходов.

При расчетах устойчивости откосов исходят из следующих возможных схем их обрушения:

если грунт земляного полотна однороден или отдельные его слои мало отличаются по прочностным показателям, смещение оползающего массива происходит по образующейся в грунте криволинейной поверхности скольжения;

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

если грунт земляного полотна имеет неоднородные напластования (откосы глубоких выемок на спусках в долину реки), резко различающиеся по прочностным показателям, смещение грунтовых массивов может происходить по фиксированным поверхностями раздела между слоями.

Наиболее опасными и часто встречающимися случаями являются обрушения откосов по криволинейным поверхностям скольжения. Как показывают наблюдения, откосы насыпей обрушаются по поверхностям скольжения, близким по Форме к кругло-цилиндрическим (рис. 17.6).

Рис. 17.6. Положения опасных кривых скольжения при различных грунтах основания:

а -устойчивых; б -слабых; L ск — расчетная длина скольжения; z — глубина трещины

Обрушению откоса всегда предшествует появление вертикальной трещины обрушения, параллельной бровке земляного полотна (трещины Терцаги). В зависимости от свойств грунтового основания насыпи возможны два вида обрушения:

при достаточно устойчивых грунтах основания поверхность обрушения обычно проходит через подошву откоса насыпи (см. рис. 17.6, а);

в случае слабого грунтового основания поверхность обрушения может заходить

в пределы слабого слоя и распространяться за пределы подошвы откоса насыпи

Устойчивость откоса насыпи оказывается обеспеченной лишь в том случае, если сумма всех сил. сдвигающих массив обрушения (или их моментов относительно оси вращения), оказывается меньше сил (или их моментов), его удерживающих, т.е. при коэффициенте устойчивости К р ³ 1. Однако, учитывая некоторую погрешность методов расчета, погрешность исходных данных, неучет фактических условий работы (например, динамические воздействия подвижного состава) и т.д., с инженерной точки зрения, устойчивость откоса считается обеспеченной, если расчетный коэффициент устойчивости (17.6) оказывается равным нормативному К н , или больше его:

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Нормативный коэффициент устойчивости определяют:

К н = К 1 К 2 К 3 К 4 К 5 К м , где

К 1 — коэффициент, учитывающий степень достоверности данных о характеристиках грунтов: К 1 = 1 при большом количестве испытаний образцов; К 1 = 1,05 при испытании менее 5 образцов; К 1 = 1,1 при испытании менее 3 образцов;

К 2 — коэффициент, учитывающий категорию дороги: К 2 = 1,03 — для дорог I и II; К 2 = 1 — для дорог — III-V категорий;

К 3 — коэффициент, учитывающий степень ущерба для народного хозяйства в случае аварии сооружения: К 3 = 1,2, если разрушение представляет опасность для движения либо вызывает перерыв движения более чем на 1 сут; К 3 = 1,1, если ожидаемый перерыв движения менее 1 сут; К 3 = 1, если нарушение устойчивости вызывает снижение скоростей движения или нарушает работу водоотводных устройств;

К 4 — коэффициент, учитывающий соответствие расчетной схемы естественным инженерно-геологическим условиям: К 4 = 1,05, если расчет ведется методом попыток; К 4 = 1, если плоскость ослабления грунтового массива ясно выражена и грунт однороден;

К 5 — коэффициент, учитывающий вид грунта и его работу в сооружении: К 5 = 1,03 — для песчаных грунтов; К 5 = 1,05 — для глинистых грунтов;

Читайте так же:
Как снять краску эмаль с откосов

К м — коэффициент, учитывающий особенности метода расчета: К м = 1 при расчетах по Терцаги — Крею и Шахунянцу; К м = 0,8 — по Маслову — Береру.

Для сухих откосов земляного полотна появление сдвигающих сил обусловлено собственным весом обрушающегося массива и временной нагрузкой от подвижного состава. Для периодически подтопляемых насыпей подходов к мостам возникает дополнительное гидродинамическое давление в результате давления и трения о поверхность грунтовых частиц воды, просачивающейся из

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

водонасыщенной насыпи после падения уровней высоких вод на спаде паводка

Рис. 17.7. Схема к расчету устойчивости откосов подтопляемой насыпи: 1 — сухой грунт; 2 — ось насыпи; 3 — водонасыщенный грунт;

J — градиент грунтовых вод; D — гидродинамическое давление

Физическая природа сил, удерживающих массив обрушения, заключается в наличии сил внутреннего трения грунта Р tg j и сцепления с . В общем случае земляное полотно может быть представлено многослойной системой, характеризуемой наличием одного или нескольких геологических слоев с различными физико-механическими свойствами (объемный вес, силы внутреннего трения, сцепление), при этом, для водонасыщенной насыпи один и тот же грунт будет обладать разными физико-механическими показателями выше и ниже кривой депрессии. Так, для грунта ниже уровня грунтовых вод объемный вес определяют с учетом сил взвешивания, а сцепление принимают меньшим, чем для грунта сухой части насыпи.

Задача оценки устойчивости откосов земляного полотна сводится к отысканию такого положения центра критической кривой скольжения, при котором коэффициент устойчивости откоса будет наименьшим. Ни один из известных методов расчета устойчивости откосов не дает сразу точного положения центра наиболее опасной кривой скольжения, который может быть найден лишь методом последовательных приближений. При компьютерных расчетах устойчивости вопрос многодельности таких расчетов снимается.

В практике проектирования автомобильных дорог и мостовых переходов наибольшее распространение получил метод оценки устойчивости откосов шведского ученого Феллениуса, согласно которому центры наиболее опасных кривых скольжения располагаются вблизи прямой, проходящей через точки А и В, получаемой построением согласно рис. 17.8 и табл. 17.2.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 17.8. Схема к определению положения центра критической кривой скольжения:

р — распределенная нагрузка; Н — высота насыпы; Р — вес; N — нормальная сила; Т — сдвигающая сила; I-IX — расчетные отсеки

Корректность определения глубины сезонного оттаивания грунтов в условиях криолитозоны

PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. – 2019 — № 3(13). – С. 41-44

УДК 622.276.012

Д.С. Паздерин, к.т.н., Д.В. Аксенов, А.Е. Ерошкин
ООО «Газпромнефть-Ямал»
А.В. Федорова
Тюменский индустриальный университет

Ключевые слова: многолетнемерзлые грунты (ММГ), глубина сезонного оттаивания, теплотехнические расчеты, оптимизация насыпи, инженерная подготовка, замеры температуры грунтов

В статье приводятся результаты натурных исследований максимальной глубины оттаивания насыпного грунта, используемые для проектирования инженерной подготовки. Приведены результаты геотехнического мониторинга и выполнено их сопоставление с прогнозным теплотехническим расчетом с применением различных методик.

Correctness of determining the seasonal thawing depth in a cryolithic zone

PRONEFT». Professional’no o nefti, 2019, no. 3(13), pp. 41-44

D.S. Pazderin, D.V. Aksenov, A.E. Eroshkin
Gazpromneft-Yamal LLC, RF, Tyumen
A.V. Fedorova
Tyumen Industrial University, RF, Tyumen

Keywords: permafrost soils, seasonal thawing depth, thermotechnical calculations, embankment optimization, engineering training, soil temperature measurements

The article gives the results of field studies of the maximum thawing depth of fill-up ground, to be used for the design of engineering training. The results of geotechnical monitoring are presented and compared with the predictive thermotechnical calculations using various methods

Читайте так же:
Отделка откосов самоклеющейся пленкой

DOI: 10.24887/2587-7399-2019-3-41-44

Введение

При освоении крупных нефтегазовых проектов разработки месторождений, расположенных на территории распространения многолетнемерзлых грунтов (ММГ), как правило, вертикальную планировку местности проводят с помощью подсыпки (насыпи из непучинистого песка), что позволяет сохранить в мерзлом состоянии грунты в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации зданий и сооружений. Существует несколько методик (формул) расчета глубины оттаивания насыпного грунта, которые определяют проектную минимальную высоту подсыпки. В статье на примере Новопортовского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) показано, какие методики являются эффективными и экономически обоснованными. Согласно обязательному к применению приложению Г свода правил СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» нормативная глубина сезонного оттаивания может быть определена по данным натурных наблюдений по формуле

где d’th – наибольшая глубина сезонного оттаивания грунта в годовом периоде, м, устанавливаемая по данным натурных наблюдений; Tbf – температура начала замерзания грунта, °С; Tth.m, t th.m – соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, °С, и продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СП 131.13330.2012 (для климатических подрайонов IБ и IГ значения Tth.m, t th.m следует принимать с коэффициентом 0,9). При отсутствии данных натурных наблюдений допускается определение dth.n по следующей формуле:

где LV – объемная теплота таяния грунта, ккал/(м3·К) (1 кал = 4,18 Дж); λth –теплопроводность талого грунта, ккал/(м·ч·К); λf – теплопроводность мерзлого грунта, ккал/(м·ч·К); t th.c – расчетная продолжительность летнего периода, ч; Cth – теплоемкость талого грунта, ккал/(м3·К); Cf – теплоемкость мерзлого грунта, ккал/(м3·К); Tth.c – расчетная температура поверхности грунта в летний период, ч; Tbf – температура начала замерзания грунта, ºC; T0 –расчетная среднегодовая температура многолетнемерзлого грунта, ºC; t 1 – время, принимаемое равным 3600 ч; t 2 – время, принимаемое равным 7500 ч; km= 1,0 – коэффициент для песчаных грунтов. Существующая практика проектирования показала, что проектная организация не располагает необходимыми натурными наблюдениями, и вычисления проводятся по формуле (2). Требования к проведению натурных наблюдений достаточно жесткие [1]. Например, измерения температуры необходимо выполнять в течение летнего периода не реже одного раза в 10 дней.

Из формул (1) и (2) видно, что рассчитываемая величина сезонного оттаивания не зависит от многих влияющих на нее параметров. В расчетах не учитываются динамика климатических параметров в течение года, неоднородность геологического строения грунта, ландшафт (от которого зависит снегонакопление), начальное распределение температуры ММГ и др. Другим распространенным методом прогнозного расчета динамики теплового состояния ММГ является численный метод. Методы таких прогнозов в настоящее время достаточно хорошо разработаны [2] и регламентированы (РСН 67-87. Республиканские строительные нормы. Инженерные изыскания для строительства. Составление прогноза изменений температурного режима вечномерзлых грунтов численными методами).

Расчет по СП 25.13330.2012 без учета натурных данных

При разработке проектно-сметной документации Новопортовского НГКМ проектным институтом выполнен расчет минимально допустимой высоты насыпи для выполнения инженерной подготовки. При расчете температура грунта на глубине нулевых амплитуд (10 м) принята равной -3 °С на основании материалов изысканий теплофизические свойства насыпного грунта (песок ИГЭ-70) приведены в табл. 1. Расчет выполнен по формуле (2), из которой следует:

Читайте так же:
Снип суглинок крутизна откоса

Q = (0,25 – 3672/3600)(-3-0)1 1,7 465 3672 = 3935,63 , ккал/ м3,

q1 = (0,25 – 3672/3600)(-3-0)⋅1× ×√1,7⋅465⋅3672 = 3935,63 ккал/м³,

Q1 = Lv + (t th.c/7500 – 0,1)(Cth(Tth.c – Tbf) – – Cf (T0 – Tbf),

где Lv = 1690⋅0,11⋅80 = 14872 ккал/м3; t th.c = 1,15⋅2880+0,1⋅3600 = 3672 ч; Cth – теплоемкость талого грунта, ккал/(м3⋅К), Tth.c = 1,4⋅7,1 + 2,4 = 12,34 °С; Tbf = 0 °С, λth – теплопроводность талого грунта, ккал/(м⋅ч⋅К); T0 = -3,0 °С. В результате расчетов глубина сезонного оттаивания составила 2,64 м.

Расчет численным методом

В связи c тем, что в приведенных выше расчетах использовались формулы, не описывающие процесс оттаивания/промерзания влажного грунта и не учитывающие всех влияющих факторов, было принято решение выполнить сравнительный прогнозный теплотехнический расчет в сертифицированном программном комплексе (ПК) Frost 3D Universal.

При определении граничных условий на поверхности грунта применялась методика, описанная в работе [2]. Свойства грунтов, принятые для расчета численным методом, представлены в табл. 1, средняя месячная температура воздуха на метеостанции Новый Порт – в табл. 2. По результатам прогнозного теплотехнического расчета глубина сезонного оттаивания на конец летнего периода составила 1,6 м.

Натурные исследования

В летне-осенний период 2018 г. на территории кустовой площадки № 3 Новопортовского месторождения были проведены натурные исследования по определению максимальной глубины сезонного оттаивания. Следует учесть, что летний период 2018 г. был аномально теплым по сравнению с нормативными климатическими данными, приведенными в СП 131.13330.2012 Строительная климатология (с изменениями от 17 ноября 2015 г.).

Для определения температуры грунта по глубине были пробурены четыре термометрические скважины глубиной до 5,5 м. Они располагались на удалении от объектов, способных оказать влияние на чистоту эксперимента, т.е. вне их теплового влияния. В термометрических скважинах были установлены стационарные термокосы с шагом датчиков температуры 0,25 м. Для считывания показаний использовался логгер (периодичность фиксации показаний датчиков – 4 раза в сутки). По результатам натурных исследований наибольшая глубина оттаивания грунта составила 1,78 м.

Расчет по СП 25.13330.2012 с учетом натурных данных

С учетом полученных натурных данных был проведен расчет нормативной глубины сезонного оттаивания по формуле (1)

Нормативная глубина сезонного оттаивания грунта составила 1,62 м. Результаты натурных исследований температуры грунтов представлены на рисунке.

Анализ результатов

Выводы

1. При выполнении теплотехнических расчетов по определению глубины сезонного оттаивания целесообразно применять численный метод расчета, т.к. для его выполнения не требуется проведения дополнительных исследований, при этом имеется возможность учета всех необходимых условий.

2. Проведенное исследование позволило существенно снизить капитальные вложения в инженерную подготовку, сократить объем материально-технических ресурсов и сроки строительных работ площадочных объектов Новопортовского месторождения.

3. Методика расчета минимальной высоты инженерной подготовки для объектов капитального строительства в условиях Крайнего Севера рекомендована к применению в других дочерних обществах «Газпром нефти» в качестве одного из лучших технологических решений.

Список литературы

    1. Попов А.П. Технология геотехнического мониторинга в криолитозоне. // Инженерные изыскания. –2009. – № 4. – С. 20–33.
    2. Горелик Я.Б., Паздерин Д.С. Корректность постановки и решения теплотехнических задач по прогнозу динамики температурных полей в основании сооружений на многолетнемерзлых грунтах // Криосфера Земли. – 2017. – Т. XXI. – № 3. – С. 49–59.

Инструкция по укладке геотекстиля и полотно дорнит

Инструкция по укладке геотекстиля и полотно дорнит

    13.11.2012

Технология монтажа для слабых оснований

  1. Общие требования
      1. Рулоны геоткани предварительно нарезаются на полотна заданной длины. Не допускается поперечное соединение полотен, с целью наращивания их длины. Если рулон заканчивается и оставшаяся длина полотна не достаточна, следует использовать новый рулон.
    1. Если применяется неравнопрочная марка, полотна геоткани должны размещаться только в поперечном направлении относительно осевой линии насыпи.
    2. Полотна геоткани при укладке должны быть натянуты. Образование складок и перекосов недопустимо.
    3. Если не применяется сшивание полотен, перехлесты между ними должны быть не менее 0,5 м и выполняться с учетом направления надвига грунта.
    4. Для формирования армированного слоя могут применяться передвижные опалубки. Высота опалубки должна быть не менее высоты армирования (оптимально 0,6 – 0,7 м).
    5. Проезд строительной техники непосредственно по геоткани недопустим.
  1. Подготовка основания
    Основание должно быть спланировано. Растительный слой, пни, булыжники и другие крупные предметы необходимо удалить, канавы и глубокие рытвины заполнить грунтом.
  2. Устройство нижнего армированного слоя
    1. На длину захватки (минимум 100м) производится установка опалубки или формируются песчаные валики (высотой 0,6 м), заменяющие опалубку. Опалубка размещается с двух сторон, симметрично относительно осевой линии дороги.
    2. В поперечном направлении относительно осевой линии дороги размещаются заготовленные полотна геоткани . Свободные края полотен, выходящие за границу опалубки, должны быть симметричны. Перехлесты между полотнами должны быть закрытыми по направлению надвига песка.
    3. Поверх геоткани, в два этапа с послойным уплотнением, отсыпается песок на высоту 0,6 м. При отсыпке песка, необходимо следить за отсутствием складок и перекосов геоткани. При уплотнении песка, не допускается движение катка с включенным вибратором.
    4. Отсыпанный слой песка закрывается свободными краями полотен, образуя обратный загиб (минимальная длина обратного загиба 1,8 м). Геотекстиль (дорнит) натягивается бульдозером или специальными крюками вручную, и пригружается небольшим количеством песка (0,3 – 0,5 м3) через интервалы 2 – 3 м, с помощью экскаватора или погрузчика с ковшом.
    5. Далее, производится послойная отсыпка и уплотнение песка до верхней отметки земляного полотна. Рекомендуется отсыпать и уплотнять слои песка толщиной не более 0,3 – 0,4 м.
Читайте так же:
Как заделать дверной откос пластиком

Армирование слабых оснований.

Традиционно строительство сооружений на слабых основаниях связано с полной или частичной заменой грунта, устройством свайного поля и т.д. Применение высокопрочных геотканей показало возможность успешного строительства без использования вышеперечисленных дорогостоящих методов. Широкий диапазон прочности геотканей позволяет подобрать нужный тип материала в соответствии с характеристиками грунта и величиной нагрузок.

Известно, что, чем проще технология монтажа, тем качественнее и быстрее возводится сооружение. В связи с этим, геоткани имеют значительное преимущество в сравнении с аналогичными материалами, т.к. ширина и длина полотен может выпускаться необходимых для проекта размеров (ограничение вес упаковки).

Последовательность производства работ такова:

  1. Подготовка площадки. Основание под геотекстиль (дорнит) должно быть спланировано. Растительный слой, пни булыжники необходимо удалить, канавы и рытвины засыпать. В случае строительства на подтапливаемом участке, геотекстиль (дорнит) может быть уложен на поверхности, покрытой водой.
  2. Укладка рулонов . Если геотекстиль (дорнит) поставлен в стандартной упаковке рулоны раскатываются на спланированной поверхности по всей площади захватки в направлении поперечном оси дороги. Геотекстиль (дорнит) укладывается на всю ширину насыпи таким образом, что часть материала выходила за пределы насыпи.
  3. Отсыпка песка. На уложенный геотекстиль (дорнит) отсыпается слой песка толщиной минимум 0,3м. Не допускается движение транспорта непосредственно по геоткани. Для схемы 1в, у края насыпи формируется валик высотой 0,5 м и шириной 0,5 м. Песок уплотняется катком до нормативной величины, валик уплотняется при помощи ручной виброплиты. Далее, свободные края геоткани заворачиваются через валик, ткань натягивается и закрепляется нагелями. Далее отсыпается слой песка до расчетной отметки и уплотняется.
  4. Для армирования слабых оснований обычно используется биоксиальный (равнопрочный в обоих направлениях). Материал поставляется в рулонах шириной 5.2., но, по заказу, полотна геоткани могут поставляться большей ширины, позволяя раскатывать материал вдоль дороги и сократить количество нахлестов.
Читайте так же:
Чем отличается отлив от откоса

Подпорные стенки

Технология монтажа

    1. Общие требования
      1. Рулоны геоткани предварительно нарезаются на полотна заданной длины. Не допускается поперечное соединение полотен, с целью наращивания их длины. Если рулон заканчивается и оставшаяся длина полотна не достаточна, следует использовать новый рулон.
      2. Полотна геоткани должны размещаться только в поперечном направлении относительно осевой линии насыпи.
      3. Полотна геоткани при укладке должны быть натянуты. Наличие складок и перекосов недопустимо.
      4. Перехлесты соседних полотен должны быть не менее 0,4 м и выполняться с учетом направления надвига грунта.
      5. Для формирования армирующих слоев применяются передвижные опалубки. Высота опалубки должна быть не меньше высоты одного армированного слоя (шага армирования). Оптимальный шаг армирования 0,6 м.
      6. Проезд строительной техники непосредственно по геоткани недопустим.
    2. Подготовка основания*
      Основание должно быть спланировано. Растительный слой, пни, булыжники и другие крупные предметы необходимо удалить, канавы и глубокие рытвины заполнить грунтом.

Устройство нижнего армированного слоя

    1. На спланированной поверхности по всей длине захватки производится установка опалубки. Полотна укладываются в поперечном направлении относительно осевой линии насыпи. Один край полотна заводится в тело насыпи на расстояние, определенное инженерными расчетами. Противоположный край геоткани, используемый для обратного загиба (длиной 2,5 м от основания опалубки, при шаге армирования 0,6 м), огибает опалубку и свободно размещается на внешней стороне.
    2. На геотекстиль (дорнит) отсыпается слой песка толщиной 0,5 м, с последующим уплотнением. Песок может отсыпаться экскаватором или бульдозером методом надвига. При уплотнении песка, не допускается движение катка с включенным вибратором ближе 1-го метра к бровке откоса. В области примыкания к опалубке формируется валик высотой 0,1м (до уровня шага армирования – 0,6м) и шириной 0,5 м. Валик уплотняется при помощи виброплиты.
    3. Свободный край геоткани укладывается поверх валика и закрепляется монтажными нагелями. Нагели изготавливаются из арматуры А10, А12 и имеют П-образную форму (0,15 х 0,15 м). Устанавливаются нагели в шахматном порядке, из расчета 1,5 шт. на погонный метр вдоль валика. Далее, производится отсыпка слоя песка до отметки валика, с последующим уплотнением.
    4. Опалубка снимается и перемещается на следующую захватку.
  1. Устройство промежуточных армированных слоев
    На нижележащий армированный слой производится установка опалубки. Далее все работы осуществляются в последовательности, описанной в п. 3 настоящей инструкции.
  2. Устройство верхнего армированного слоя
    Верхний армированный слой является выравнивающим и служит основанием под дорожную одежду. Толщина верхнего слоя армогрунта определяется отметкой дорожной одежды и может варьироваться от 0,3 до 0,8 м. Последовательность выполнения работ аналогична указанной в п. 3 настоящей инструкции.

    Для повышения общей устойчивости насыпи, нижний армированный слой может быть сформирован ниже уровня нулевой отметки, на глубину шага армирования (без применения опалубки).

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector