МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР |
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР |
ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ИЗ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОТЕКСТИЛЯ
ВСН 205-87Минтрансстрой, МПС
Москва 1988
Разработаны Всесоюзным ордена Октябрьской Революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС) Министерства транспортного строительства СССР и Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) Министерства путей сообщения СССР при участии Главного технического управления Министерства транспортного строительства СССР и Главного технического управления Министерства путей сообщения СССР.
Авторы: кандидаты технических наук П.Г. Пешков, С.Г. Жорняк, Г.С. Переселенков, Е.А. Яковлева, Л.Н. Юдин (ЦНИИС), П.И. Дыдышко (ВНИИЖТ), инж. В.В. Соколов (ЦП МПС).
Внесены Всесоюзным ордена Октябрьской Революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства министерства транспортного строительства СССР
Подготовлены к утверждению Главным техническим управлением Министерства транспортного строительства СССР и Главным техническим управлением министерства путей сообщения СССР
Согласованы Госстроем СССР № АЯ-4291-8 от 19.08.87
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие Нормы разработаны в развитие СНиП "Железные дороги" в связи с усложняющимися условиями эксплуатации железных дорог:
повышением осевых нагрузок четырехосных вагонов до 27 г.;
использованием восьмиосных вагонов, увеличивающих нагрузку на путь до 10 т/м;
ростом грузонапряженности;
увеличением длины и веса, а также скоростей движения поездов;
переходом на механизированные способы текущего содержания;
увеличением дальностей возки дренирующих грунтов.
Нормы распространяются на проектирование земляного полотна новых железных дорог и вторых путей всех категорий, кроме особо грузонапряженных или строящихся в районах вечной мерзлоты.
При разработке норм в основу положены следующие эксплуатационные требования к земляному полотну из глинистых грунтов:
обеспечение необходимой прочности грунтов в зоне основной площадки под расчетной нагрузкой при разупрочнении грунтов под совместным действием поездной нагрузки и природных условий;
ограничение величины равномерного пучения с учетом свойств и состояния грунтов, а также глубины их промерзания;
ограничение интенсивности накопления остаточных деформаций земляного полотна.
Обеспечение эксплуатационных требований о учетом экономичности конструкций и рациональной технологии их возведения обусловило необходимость при сооружении земляного полотна из глинистых грунтом комплексного использования геотекстиля и защитных слоев из крупнообломочных (с максимальным размером фракций 300 мм) и песчаных грунтов (кроме пылеватых). Геотекстиль задерживает мелкие частицы грунта, обладает существенной механической прочностью в сочетания с эластичностью и способностью к удлинению, а также большой водопроницаемостью.
Прослойки материала могут выполнять функции обратного фильтра, армирующего, дренирующего и разделительного элементов.
Несущая способность глинистых грунтов под геотекстилем увеличивается, деформации от морозного пучения снижаются.
Конструкции земляного полотна разработаны с учетом отечественного и зарубежного опыта их применения при строительстве новых линий и усилении эксплуатируемых железных дорог.
Министерство транспортного строительства СССРМинистерство путей сообщения СССР |
Ведомственные строительные нормы |
|
|
Проектирование земляного полотна из глинистых грунтов с применением геотекстиля |
Минтрансстрой СССР |
|
|
Вновь |
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Требования настоящих Норм распространяются на проектирование земляного полотна железнодорожных линий из глинистых грунтов всех видов, кроме супесей, содержащих песчаные частицы размером от 2 до 0,05 мм в количестве более 50% по массе, а также на проектирование конструкций укрепления подтопляемых откосов и насыпей из барханных песков, подверженных выдуванию, и насыпей на слабых основаниях.
1.2. Для усиления земляного полотна новых линий и вторых путей в зоне основной площадки предусматривается укладка геотекстиля на ее поверхность непосредственно под балластную призму или укладка геотекстиля на глинистые грунты с устройством защитного слоя над ним. Защитный слой не устраивается при грунтах с влажностью на границе текучести WL<0,23 или при глубине промерзания менее 1,0 м и толщине балластного материала под шпалой более 0,85 м. Толщина слоев балластной призмы назначается в соответствии со СНиП "Железные дороги" (как для земляного полотна из глинистых грунтов).
Внесены Всесоюзным ордена Октябрьской Революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства Министерства транспортного строительства |
Утверждены Министерством транспортного строительства СССР, Министерством путей сообщения СССР 29 сентября 1987 г. № 370-р/А 4997у |
Срок введения в действие 1 января 1988 г. |
1.3. Конструктивные решения настоящих Норм предусматривают применение геотекстиля - нетканого синтетического материала, типа "Дорнит", выпускаемого по ТУ 21-29-81-81, и материала "Терфил" производства ВНР.
Без дополнительных обоснований разрешается применять другие материалы, если они изготовлены на основе долговечных полиэфирных и полипропиленовых волокон, устойчивых к воздействию природных факторов, (замачивание, промерзание, гниение, коррозия) и их разрывное усилие, Н/см, в направлении:
продольном??100;
поперечном??50.
Применение материалов, не отвечающих указанным требованиям, допускается при дополнительном технико-экономическом обосновании.
1.4. Конструкции земляного полотна с применением геотекстиля, в том числе конструкции укрепления откосов, приведенные в настоящих Нормах, разработана на основе типовых решений в соответствии с Альбомами Мосгипротранса, Ленгипротрансмоста и ЦНИИСа [1-4] и Методическими рекомендациями [5].
1.5. Требования настоящих Норм не распространяются на проектирование железнодорожных линий с грузонапряженностью нетто выше 80 млн.т-к/м на 10-й год эксплуатации.
1.6. Применение защитных слоев с геотекстилем на железных дорогах IV и V категорий, а также в районах с засушливым климатом (IV и V климатические зоны) допустимо только при технико-экономическом обосновании.
2. КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Проектирование защитных слоев
2.1. При проектировании защитных слоев для земляного полотна из глинистых грунтов необходимо иметь следующие расчетные значения:
влажности глинистых грунтов на границе текучести WL;
консистенции грунтов в условиях естественного залегания, характеризуемой показателем текучести IL;
глубины промерзания глинистых грунтов в зоне строительства hпр.
Вид глинистых грунтов определяется по ГОСТ 25100-82.
2.2. Влажность глинистых грунтов на границе текучести определяется по ГОСТ 5180-84, а ее расчетное значение для участка или объекта проектирования - по ГОСТ 20522-75.
2.3. Расчетное значение глубины промерзания глинистых грунтов в районе строительства принимается по СНиП 2.01.01.82 или по данным ближайшей метеостанции.
Земляное полотно новых линий
2.4. При укладке геотекстиля с защитным слоем толщину последнего hз следует назначать в зависимости от вида грунта (по показателю влажности на границе текучести WL) и глубины промерзания грунтов в районе строительства hпр по табл. 1 и от состояния грунта (показателя текучести IL) по табл. 2. При этом для грунтов с WL>0,23 принимается большее из значений, приведенных в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Значение влажности грунта на границе текучести WL |
Толщина защитного слоя по оси пути1, см, при глубине промерзания hпр, м |
||
|
до 1,5 |
1,5-2 |
2-2,5 |
0,23-0,35 |
30 |
30 |
30 |
0,36-0,40 |
30 |
30 |
40 |
0,41-0,45 |
40 |
50 |
50 |
0,46-0,50 |
60 |
70 |
НО |
0,50-0,55 |
80 |
90 |
100 |
1Толщину защитного слоя для грунтов с особыми свойствами (монтмориллонитовых, оталькованных, меловых, избыточно засоленных хлоридами и сульфатами, сильно гумусированных, выветрелых кристаллических сланцев) назначают индивидуально. При глубине промерзания hпр > 2,5 м и в выемках в грунтах в мерзлом состоянии, имеющих III и IV категории просадочности, толщину защитного слоя назначают с учетом мерзлотных свойств грунтов индивидуально.
Таблица 2
Грунты земляного полотна |
Толщина защитного слоя по оси пути при показателе текучести |
||
|
IL < 0,25 |
0,25 < IL ??0,5 |
IL > 0,5 |
Супеси (за исключением указанных в п.1.1) |
0 0 |
40 30 |
>50 |
|
|
|
Не допускается |
Глинистые с WL> 0,23 |
30 30 |
40 30 |
??50 |
|
|
|
Не допускается |
2.5. В насыпи и выемки сооружаемые с применением геотекстиля без защитного слоя, в том числе в V климатической зоне и из барханных песков, геотекстиль укладывается на поверхность основной площадки по схема рис. 1. Защитным слоем в этом случае является балластная подушка.
Рис. 1. Земляное полотно с геотекстилем на основной площадке:
1 - геотекстиль; 2 - защита геотекстиля на обочине; 3 - балласт щебеночный; 4 - балласт гравийно-песчаный; 5 - глинистый грунт
Насыпи с защитным слоем сооружаются в верхней части по схеме рис. 2,а; выемки - рис. 2,б.
2.6. Для устройства защитного слоя следует применять крупнообломочные (с максимальным размером фракций 300 мм), крупнообломочные с песчаным заполнителем или песчаные грунты (за исключением пылеватых).
2.7. Принципы назначения конструкций земляного полотна с геотекстилем в зоне основной площадки, сооружаемого под одновременный ввод двухпутного движения, не отличаются от изложенных выше.
Рис. 2. Земляное полотно с геотекстилем и защитным слоем:
а - насыпь из суглинков и глин; б - выемки в суглинках и глинах; 1 - геотекстиль; 2 - защитный слой; 3 - балласт щебеночный; 4 - балласт гравийно-песчаный; 5 - глинистый грунт; ?? - уклон I = 0,04
2.8. Геотекстиль укладывают под защитный слой на поверхность глинистого грунта, спланированную на одно- и двухпутных линиях в обе стороны от оси земляного полотна с уклоном 0,04. Как правило, следует применять продольную схему размещения полотен как более технологичную.
Допускается соединение полотен внахлест с перекрытием 15-20 см. При показателе текучести грунта земляного полотна IL>0,25, а также для земляного полотна из грунтов с WL>0,4 следует применять только поперечную схему размещения полотен.
2.9. При возведении насыпей на слабых основаниях, сооружаемых с сохранением слабого грунта под насыпью, геотекстиль используется как конструктивно-технологическая прослойка для перераспределения нагрузки, выравнивания осадки и предупреждения локального продавливания грунта в основание.
На болотах глубиной менее четырех метров и при частичном выторфовывании геотекстиль применяется при технико-экономическом обосновании.
Геотекстиль (предпочтительно тканый или термоупрочненный материал) укладывают непосредственно на поверхность болота или на выравнивающий слой грунта в перпендикулярном по отношению к оси пути направлении и концы полотнищ закрепляют в теле насыпи (рис. 3).
Рис. 3. Насыпь на слабом основании:
1 - геотекстиль; 2 - земляное полотно; 3 - балласт щебеночный; 4 - балласт гравийно-песчаный; 5 - торф; 6 - слабый грунт
Земляное полотно вторых путей
2.10. В настоящих Нормах рассматриваются конструкции земляного полотна вторых путей для случая, когда второй путь устраивается рядом с существующим путем на общем земляном полотне в одном с ним уровне.
Конструкции земляного полотна с использованием геотекстиля, при расположении первого и второго пути в одном уровне (выше или ниже существующего положения пути), а также конструкции насыпей и выемок на раздельном и на общем двухпутном полотне по новой трассе принципиально не отличаются от приведенных в пп.2.4-2.9 для вновь строящихся железных дорог.
2.11. Геотекстиль в конструкции земляного полотна улучшает условия отвода воды из балластной призмы существующего и сооружаемого пути, упрочняет земляное полотно второго пути и снижает его деформируемость, упрочняет основание и снижает осадку присыпаемой насыпи на слабом основании.
Схема размещения геотекстиля в конструкции насыпи для случая возможного удаления балластного шлейфа с откоса существующего земляного полотна приведена на рис. 4, а; схема конструкции выемки на рис. 4, б.
2.12. Толщину защитного слоя над нетканым материалом определяют из условия обеспечения требуемой прочности подстилающих глинистых грунтов и непревышения допустимой величины пучения (по табл. 1, 2); толщина должна быть не меньше толщины слоя балластных материалов на действующем пути.