Особенности земляного полотна

Особенности земляного полотна для скоростных железных дорог при скоростном движении пассажирских поездов заключаются, с одной стороны, в необходимости полного недопущения его деформаций в уровне основной площадки, что определяется высокими нормами ровности содержания геометрии рельсовой колеи, а с другой стороны, повышенным вибродинамическим воздействием на грунты верхней части земляного полотна, возникающем при проходе поездов с высокими скоростями.

Эти особенности земляного полотна предъявляют повышенные требования к качеству сооружаемого земляного полотна, ужесточению требований к используемым для отсыпки грунтам, повышению надежности и стабильности конструкций.

В первую очередь данные требования относятся к рабочей зоне земляного полотна, воспринимающей вибродинамическое воздействие со стороны проходящих поездов.

Для основной площадки земляного полотна должны быть исключены деформации морозного пучения. В связи с этим верхняя часть земляного полотна на всю глубину промерзания должна состоять из непучинистых грунтов, что приводит к необходимости увеличения толщины защитного слоя больше глубины сезонного промерзания.

Осадка земляного полотна должна полностью завершиться к моменту укладки верхнего строения пути, а норматив по упругой осадке в уровне основной площадки должен быть ужесточен до величины не более 1 мм.

Также более жесткие нормы принимаются к уплотнению грунтов защитного слоя и земляного полотна: верхний слой толщиной не менее 1,0 м должен иметь коэффициент уплотнения не ниже 1,0, а ниже лежащие слои не менее 0,98.

Устойчивость, несущая способность и деформируемость основания земляного полотна должны рассчитываться с учетом снижения прочностных и деформативных характеристик грунтов из-за вибродинамического воздействия с учетом его затухания.

При этом устойчивость и несущая способность должна оцениваться по схемам предельного равновесия фунтового массива. Коэффициент общей устойчивости насыпей при расчетах по методу предельного равновесия фунтового массива (по круглоцилиндрической поверхности скольжения) должен быть не менее 1,25 под расчетной временной нагрузкой.

Для сооружения насыпи допускаются грунты: скальные, крупнообломочные, песчаные, в летнее сухое время — глинистые твердой или полутвердой консистенции, кроме глинистых грунтов, характеризующихся влажностью на границе текучести > 0,40, и песков со степенью неоднородности Си менее 3,0 (однородные).

Защитный слой устраивается из двух слоев. Верхняя часть защитного слоя устраивается из щебенисто-гравийно-песчаных смесей с заданным гранулометрическим составом.

Требуемый модуль деформации смеси в конструкции 60 МПа. Для нижнего защитного слоя допускается использовать: пески гравелистые, крупные и средней крупности, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, отсевы щебеночного производства. Модуль деформации грунтов м конструкции не менее 40 МПа.

Ширина основной площадки двухпутного земляного полотна (им прямой) определяется следующими геометрическими параметрами.

• Величина междупутья между главными путями 4,50 м
• Величина обочин 0,90 м
• Плечо балластной призмы 0,50 м
• Крутизна откосов балластной призмы 1:1,5
• Толщина щебня под шпалой 0,40 м

Насыпи ниже защитного слоя на сыром и мокром основании следует проектировать из дренирующих грунтов. На подходной части насыпи к искусственному сооружению проектируют сопряжения путем устройства участков переменной жесткости протяжением не менее 30 м.

При небольшой высоте насыпей на косогорах, а также на участках полувыемок и полунасыпей для исключения неравномерного деформирования следует с помощью замены грунтов обеспечивать однородные грунтовые условия под основной площадкой.

Слабые грунты в основании насыпей толщиной слоя до 3,0 м следует удалять. При невозможности удаления слабых грунтов или при соответствующем технико-экономическом обосновании насыпи могут сооружаться с сохранением слабых грунтов.

В конструкции насыпей, сооружаемых с сохранением слабых грунтов, по результатам расчетов могут быть предусмотрены мероприятия по упрочнению основания, снижению величины или выравниванию его осадки вдоль и поперек пути (грунтовые или железобетонные сваи, геосинтетические материалы, вертикальное дренирование, замена земляного полотна на эстакаду и т.п.). Насыпи на болотах сооружаются с полным удалением торфа из основания.

При большой (более 3,0— 4,0 м) толщине слоя торфа насыпи сооружаются на свайном основании или земляное полотно (как конструкция) подлежит замене на эстакаду.

Конструкцию выемок следует проектировать в зависимости от их глубины, видов и свойств грунтов, климатических условий района строительства, с учетом способа производства работ.

Толщина защитного слоя, как и на насыпях, принимается из условия полного выведения пучинистых грунтов из зоны сезонного промерзания. В выемках и нулевых местах должен быть осуществлен отвод воды от подошвы (низа) защитного слоя.

При плотности глинистых грунтов под защитным слоем менее 0,95рdmах предусматриваются мероприятия:

• уплотнение грунтов основания;
• увеличение (по расчету) толщины защитного слоя;
• упрочнение грунтов добавками, армированием и т.п.

Помощь студентам железнодорожникам, каталог готовых студенческих работ на железнодорожную тематику