Файл: Переходы через водотоки..pdf

Откосы насыпей могут подтопляться весенними водами не только периодически, а постоянно, что создает опасные условия для устойчивости насыпей из-за фильтрации и переувлажнения тела насыпи.

Особенно опасны эти условия для пылевато-песчанистых грун­ тов, находящихся в нижних слоях насыпи. Разница уровней воды между верховым и низовым откосами создает условия, для фильтра­ ции воды через тело насыпи.

Особенности и характер фильтрации следует устанавливать в зависимости от времени и продолжительности подъема и спада высокой воды. В 1938 г. К. С. Ордуянцем [98] установлено, что мас­ совые сплывы откосов пойменных насыпей почти всегда происходят после начала спада весенних половодий и в период фильтрации, когда кривая депрессии принимает самое невыгодное очертание для устойчивости насыпи.

Для определения фильтрации необходимо знать максимальные глубины ожидаемого подтопления и продолжительность стояния высокой воды.

Обеспечение устойчивости пойменных насыпей от действия этих факторов требует правильного конструирования поперечного про­ филя насыпи.

Для сохранения пойменных насыпей необходима защита их от­ косов от разрушающего воздействия текущей воды, волнобоя, ледо­ хода и других факторов.

Для этой цели применяют различные типы укрепления откосов в зависимости от условий их работы.

Особое значение приобретает необходимость обеспечения по­ верхностного водоотвода с проезжей части и разделительных полос автомобильных дорог высоких категорий от разрушающего воздей­ ствия атмосферных осадков.

В ряде случаев устойчивость пойменной насыпи зависит от при­ нятой технологии строительных работ и их соответствия проекту организации работ.

Отсыпка насыпи из различных грунтов с разной водопроницае­ мостью, отсыпка негоризонтальными слоями, недостаточное послой­ ное уплотнение, попадание в тело насыпи льда, снега, пней — все это может быть причиной деформаций земляного полотна на пой­ ме реки.

В районах распространения вечной мерзлоты устойчивость пой­ менных насыпей, кроме этих факторов, зависит от ряда причин, свя­ занных с наледными явлениями и термическим режимом насыпи и грунтов основания.

§ 56. НАЗНАЧЕНИЕ МИНИМАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ НАСЫПИ НА ПОЙМЕ

Наименьшая отметка бровки земляного полотна на пойме опре­ деляется по формуле

где РУВВ — наибольший уровень для железных дорог и расчетный уровень высокой воды для автомобильных дорог с заданной ВП паводка; AzH— наибольший подпор перед мостом (см. § 46); Л,и— высота ветровой волны с набегом на откос; Ат — гаран­ тийный запас, устанавливаемый нормами для расчетов возвы­ шения бровки земляного полотна над уровнем воды, равным 0,5 м и для бровок берм равным 0,25 м.

Уклоны потока вдоль насыпи принимают согласно указаниям главы X. Если подходы к мосту расположены на значительном про­ тяжении вдоль поймы, то отметки РУВВ и величины подпора опре­ деляют по продольному профилю реки, на котором наносят кривую свободной поверхности расчетного паводка и кривую распростране­ ния подпора. При небольших поймах подъем воды у насыпи дости­ гает наибольшей величины на границе разлива. При значительных поймах, а также при расположении подходов вдоль поймы величина подпора изменяется по кривой распространения подпора. В этих случаях необходимо попикетное определение наибольшего подъема воды.

При проектировании автодорожных подходов должна быть обе­ спечена неподтопляемость низа основания дорожной одежды, что необходимо для сохранения расчетного модуля деформации грун­ тов, подстилающих основание дорожной одежды. Такая проверка должна производиться по расчетному уровню высокой воды с уче­ том подпора в заданном месте пойменного подхода.

На мостовом переходе необходимо определять отметку бровки насыпи в начале и конце моста. Наименьшую отметку бровки на­ сыпи непосредственно у моста вычисляют по формуле:

Я„ = РУВВі + Г + С - £ , (ХІІ-2)

где РУВВі — расчетный уровень воды. Принимается для мостов:

а) через судоходные реки равным отметке расчетного судоход­ ного уровня;

б) через сплавные реки равным отметке заданного сплавного уровня;

в) через несудоходные и несплавные реки равным расчетному уровню высокой воды для железных и автомобильных дорог и наи­ больший только для железных дорог; Г — расстояние от расчетного уровня до низа конструкций пролет­

ного строения моста устанавливается по НСП 103-52 для судоход­ ных рек, для сплавных— по согласованию с соответствующими ор­ ганизациями, в остальных случаях — по табл. ХП-1; С — расстоя­ ние от низа конструкции пролетного строения моста до подошвы рельса или до оси проезжей части; Б — расстояние от подошвы рельса или оси проезжей части до бровки земляного полотна.

Если мостовой переход имеет несколько водопропускных отвер­ стий, то определение минимальной высоты насыпи на пойме или непосредственно у моста производят раздельно для каждого от­ верстия в пределах соответствующих им водораздельным точкам с использованием формул (ХП-1) и (ХП-2).

ной отметкой, равной минимальной высоте пойменной насыпи, оп­ ределяемой по формуле (ХІІ-1). Для обеспечения отвода воды с по­ верхности проезжей части и разделительной полосы автомобильных дорог высоких категорий рекомендуется продольному профилю на этом участке придавать уклон не менее 3—5%и.

В зависимости от продольного профиля на первом и втором уча­ стках третий участок и мост могут быть расположены на продоль­ ном уклоне не более допустимого нормами и тяговыми расчетами. Автодорожные мосты могут быть расположены на уклоне не более 20% о, а при устройстве бортового камня высотой 450 мм допускает­ ся уклон до 30%о, а в ряде случаев мосты целесообразно распола­ гать целиком на вертикальных кривых. Железнодорожные мосты с безбалластной проезжей частью должны иметь уклон не свыше 4%о и по возможности проектироваться на горизонтальной площадке. Во избежание опасных динамических нагрузок переломы продоль­ ного профиля на мостах с безбалластной проезжей частью не до­ пускаются. При укладке рельсового пути по балласту продольный профиль моста может быть принят одинаковым с дорогой.

Максимальные продольные уклоны, минимальные радиусы вер­ тикальных кривых автомобильных дорог должны соответствовать проектной категории дороги, а при экономической целесообразно­ сти желательно при их назначении руководствоваться нормативами более высокой категории дороги.

Поперечные профили подходов к мостовым переходам так же, как и продольный профиль имеют особенности на каждом из трех рассмотренных участков. Ширину пойменной насыпи поверху на­ значают в соответствии с категорией проектируемой автомобиль­ ной дороги. Высота насыпи зависит от рельефа местности, гидро­ логических и гидравлических условий протекания потока, конструк­ ции моста и, являясь переменной по всей протяженности подходов, определяется продольным профилем подходов. Ширина насыпи в основании определяется шириной насыпи поверху, высотой насыпи и крутизной откосов, зависящих от высоты насыпи, материала, из которого она возводится, и условий ее подтопления паводковыми водами.

При высоте насыпи до 6 м крутизна подтопляемых откосов при­ нимается не менее 1 :2 с верховой и 1 : 1,5 с низовой стороны насы­ пи. При большей высоте насыпи низовой откос устраивают с пере­ ломом на уровне 6 м от бровки, ниже которого крутизна его не должна быть менее 1 : 1,75. При возведении насыпи из камня кру­

тизна откосов может быть принята равной углу естественного от­ коса при свободной отсыпке камня. При высотах насыпей свыше 12 ж крутизна откосов устанавливается после выполнения индиви­ дуального расчета устойчивости насыпи.

При длительном подтоплении насыпи с двух или с одной сторо­ ны проектируют бермы, которые, уширяя насыпь, увеличивают ее устойчивость, уполаживают кривую депрессии и могут быть исполь­ зованы для хранения противоразмывных материалов.

Ширину бермы при устройстве высоких насыпей принимают не менее 2 ж, а при необходимости обеспечения проезда по ним до­ рожных машин не менее 4 м. Ширину бермы, устраиваемой для уполаживания кривой депрессии, устанавливают индивидуальным расчетом. Отметку бровки незатапливаемых берм принимают оди­ наковой с высотой регуляционных сооружений и вычисляют от­ дельно для верхового и низового откосов по формуле (ХІІ-1). С целью обеспечения стока поверхностных вод поверхности берм придается уклон 3—5% в сторону от насыпи. Крутизну откосов берм принимают равной крутизне подтопляемых откосов насыпей.

В местах пересечения проток, староречий, болот и озер при дли­ тельном и частом затоплении применяют затапливаемые бермы, на­ значение которых состоит в увеличении устойчивости откосов зем­ ляного полотна. Затапливаемые бермы устраивают шириной 2— 3 ж и высотой от подошвы насыпи до бровки берегов пересекаемой протоки, староречья. Устройство таких берм позволяет уширить пойменную насыпь в основании, что приводит к повышению ее ус­ тойчивости. Поперечные профили пойменных насыпей проектируют без устройства вблизи них притрассовых резервов и водоотводных канав. Устройство водоотводных канав рекомендуется не ближе 50 ж от подошвы насыпи, а притрассовые резервы желательно рас­ полагать только с низовой стороны на расстоянии не ближе 200 ж.

Проектирование поперечных профилей автомобильных дорог и подходов к мостам выполняют с использованием альбома типовых проектов {134].

В типовых решениях поперечных профилей земляного полотна различают.по продолжительности их подтопления два случая: ме­ нее 20 суток и более.

При одном и том же паводке длительность подтопления отдель­ ных участков земляного полотна может быть различной по ширине разлива (длине подходов).

Поэтому оценку продолжительности подтопления насыпи произ­ водят по отдельным участкам пойменной насыпи. С этой целью по продольному профилю выделяют наиболее пониженные участки поймы, на которых вода стоит большее время, чем на остальном ее протяжении. Для каждого намеченного участка устанавливают осредненные наинизшие уровни, по которым определяют длитель­ ность их затопления и частоту превышения более высокими уровня­ ми за каждый год.

Длительность стояния воды выше этих уровней определяют для каждого участка по ежегодным графикам колебаний уровней в