Что такое подошва откоса

Что такое подошва откоса

Рис. 26. Продольный профиль и пространственное изображение участка дороги с земляным полотном, представляющим собой законченную насыпь: а) продольный профиль; б) пространственное изображение; в) то же пространственное изображение, разложенное на составные элементы (в пределах отдельных пикетов)

точкой — ее концом; сложив полученные элементные объемы, получают общий объем насыпи (рис. 26).
Аналогично ведется подсчет объемов выемок. Весь ход подсчета объемов земляного полотна может быть оформлен в виде табл. 6.


Рис. 27. Поперечные профили земляного полотна
дороги, протрассированной на косогоре: а) в виде насыпи; б) полунасыпь-полувыемка; в) в виде выемки

Рис. 28. График распределения земляных масс по пикетам,
(В верхней части рисунка показан продольный профиль участка, для которого составлен график.)

На взятом для примера участке дороги длиной 500 м общий объем земляных работ подсчитан в размере 5126 м 3 .

Составив для этого участка график распределения земляных масс, на нем можно выделить две зоны продольного перемещения.

Первая зона. Выемка ПК 1+51- ПК 2+52 в полном объеме (1041 м 3 ) разрабатывается в насыпь ПК 0-ПК+51. Полный объем насыпи (1284 м 3 ) превосходит объем выемки на 243 м 3 , поэтому недостающее количество земляных масс, очевидно, не удастся взять путем продольного перемещения и, следовательно, границу первой зоны продольного перемещения нужно определить, отступив на некоторое расстояние от точки ПК 0.

Таким образом, окончательно первая зона продольного перемещения земляных масс определяется в следующих границах:

Вторая зона. Из выемки ПК 3+63-ПК 5 разрабатывается в насыпь ПК 2+52-ПК 3+63 788 м 3 грунта, что обеспечивает отсыпку этой насыпи в полном объеме. Но разрабатываемая выемка имеет полный объем 2013 м 3 и, таким образом, превосходит объем близлежащей насыпи на 1225 м 3 . Поскольку это количество земляных масс не придется разрабатывать из выемки в насыпь, то и расстояние, соответствующее объему 1225 м 3 , не будет входить в зону продольного перемещения.

Из объема 1225 м 3 явно не войдут в расстояние, включаемое в зону продольного перемещения, 777 м 3 , являющиеся частью объема выемки в пределах от ПК 4+50 до ПК 5.

Что касается остальных 448 м 3 , приходящихся на участок выемки ПК 4-ПК 4+50, то здесь будет иметь место следующая пропорция:

Таким образом, вторая зона продольного перемещения земляных масс определяется в следующих границах:

Вне зоны продольного перемещения на рассматриваемом участке остаются две зоны поперечного перемещения, поэтому при сооружении земляного полотна на данном участке придется закладывать резервы и устраивать кавальеры (рис. 29).

В пределах первой зоны поперечного перемещения (на рис. 28 обозначено стрелкой), расположенной на участке ПК 0-ПК 0+29, т. е. на расстоянии 29 м, очевидно, придется заложить резерв, чтобы восполнить недостаток в грунте, необходимом для отсыпки насыпи на этом участке.

В пределах второй зоны поперечного перемещения (на рис. 28 обозначено стрелкой), расположенной на участке ПК 4+28-ПК 5,

Рис. 29. Поперечные профили земляного полотна в условиях поперечного перемещения земляных масс:
а) насыпь с резервом; б) выемка с кавальером

Что такое подошва откоса

Любой железнодорожный путь состоит из трёх главных составляющих, это верхнее строение пути, земляное полотно и искусственные сооружения.

Земляное полотно, это основание под верхнее строение, под сам путь, который состоит из балластной призмы, шпал и рельс. Это основание служит для равномерного распределения нагрузок от сооружения верхнего строения пути и подвижного состава, на поверхность земли. Земляное полотно обеспечивает фиксированное (проектное) положение железнодорожного полотна, при любых допустимых нагрузках, и любых климатических условиях.

Рис 1. Насыпь: 1 — резерв; 2 — граница полосы отвода; 3 — берма; 4 — обочина; 5 — межевой знак; 6 — бровка откоса; 7 — откос; 8 — подошва откоса; 9 — основная площадка.

Рис 2. Выемка: 1 — кавальер; 2 — забанкетная канава; 3 — откос кавальера; 4 — банкет;

5 — бровка откоса; 6 — обочина; 7 — балластный слой; 8 — кювет; 9 — бровка основной площадки; 10 – основная площадка; 11 — откос выемки.

Если железнодорожный путь проходит по косогору, то часть земляного полотна может быть на насыпи (полунасыпь), а другая его часть в выемке (полувыемка). (рис. 3),

Рисунок 3: Поперечные профили: а) полунасыпь; б) полувыемка; в) полунасыпи – полувыемки; 1 – откос насыпи; 2 – берма; 3 – водоотводная канава; 4 – кювет; 5 – откос выемки.

Обычно, земляное полотно железных дорог типовые решения (рис. 4), (рис. 5) и только в особых случаях, на поперечные профили разрабатывают индивидуальный проект.

Рисунок 4: Типовой поперечный профиль насыпи высотой до 6м:

1 – ось будущего второго пути; 2 – резерв при ширине по дну до 10м.

Рисунок 5: Типовой поперечный профиль выемки:

1 – нагорная канава; 2 – бровка основной площадки; 3 – бровка откоса; 4 – кавальер; 5 – откос при постройке второго пути; 6 – кювет; 7 – банкет; 8 – забанкетная канава.

Вдоль насыпи, обычно делают водоотводные канавы, которые предназначены для отведения вод от подошвы земляного полотна. В выемках, вдоль основной площадки земполотна, так же нарезаются канавы, их называют кюветами.

Те откосы земляного полотна железнодорожного пути, которые подвержены подтоплению, укрепляют бетоном. Обычно, это квадратные железобетонные плиты, с размерами ребра от 1 до 2,5 метра. В особо суровых условиях используют плиты 5х5 м., или 10х10 м. Такие плиты способны выдержать удар волны высотой до 3,5 метра.

Постоянно подтопляемые откосы земляного полотна защищают каменной наброской. (рис. 6)

Рисунок 6: Каменная наброска.

Для зашиты откоса насыпи от бурных потоков воды, применяют габионы. Это такие клетки из прутковой стали, которые заполнены камнями. Со временем, камни заиливаются и стенка укрепленная габионами становится монолитной.

Полоса отвода земляного полотна, необходимая для размещения всех элементов железнодорожного пути, устанавливается проектом. Все работы в полосе отвода, без согласования с собственником этого пути, запрещены.

Границы полосы отвода железнодорожного пути, на местности должны быть обозначены специальными межевыми знаками, которые должны быть установлены вдоль всего железнодорожного полотна на расстоянии менее 250 метров.

Рисунок 7: Указатель полосы отвода.

Опубликовано 4 года назад. Просмотров с момента размещения на сайте 21039

Боковая поверхность

Рис. 4.3. Основные элементы насыпи:

1 – подошва насыпи; 2 – основание откоса; 3 – откос; 4 – бровка откоса

выемки (подошвы насыпи), называется основанием откоса. Линия, образованная пересечением плоскости откоса и поверхностью земли (верхней плоскостью насыпи) – бровкой откоса. Для снижения нагрузки на основание откоса (увеличения его устойчивости) в откосе устраивают горизонтальную ступеньку, называемую бермой (рис. 4.4, 4.5). Поверхностные воды отводятся от земляных сооружений с помощью водоотводных (у насыпи) и нагорных (у выемки) канав.

Рис. 4.4. Поперечное сечение глубокой постоянной выемки:

1 – дно выемки; 2 – основание откоса; 3 – откос; 4 – бровка откоса; 5(6) – кавальер;

7 – банкет; 8 – нагорная канава; 9 — берма

Рис. 4.5. Поперечное сечение высокой насыпи:

1 – подошва насыпи; 2 – основание откоса; 3 – откос;

Читайте также  Как правильно рассчитать карниз

4 – бровка откоса; 5 – берма; 6 –водоотводная канава

От попадания воды в выемку он защищается также банкетом – невысоким земляным валиком, отсыпаемым вдоль бровки выемки.

Земляные работы представляют собой комплекс процессов основных (разработка грунта, его перемещение и укладка), подготовительных и вспомогательных. Подготовительные процессы, осуществляемые до начала разработки грунта (устройство водоотвода, понижение уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых грунтов) рассмотрено ранее. Вспомогательные процессы осуществляются либо до либо в процессе возведения земляных сооружений.

В частности к вспомогательным работам относится устройство временных креплений котлованов и траншей. Как правило, крепление производят при ведении работ в стесненных условия или при наличии грунтовых вод или в других сложных гидрогеологических условиях. Необходимость крепления устанавливается проектом. Устройство креплений вертикальных стенок траншей и котлованов требует значительных затрат ручного туда, поэтому крепления производят только в том случае, когда это экономически целесообразно или когда не представляется возможным устройство безопасных откосов.

В зависимости от вида грунта, ширины и глубины выемок и сроков службы применяют различные типы креплений. Для узких траншей глубиной 2-4 м в сухих грунтах используют горизонтально-рамное крепление (рис. 4.6).

Стойки устанавливают по длине траншеи на расстоянии 1,5-1,7 м одна от другой, а распорки – через 0,6-0,7 м по высоте.

Рис. 4.6. Временное крепление вертикальных стенок выемок:

а — анкерное; б – подкосное; в – горизонтально-рамное;

г – консольное.

1 – стойка; 2 – распорка; 3 – щиты (сплошные или разреженные);

4 – анкер; 5 – стяжка; 6 – подкос

В тех случаях, когда исключается возможность установки распорок (например, при разработке широких котлованов, или необходимости ведения в траншеях работ, которым помешают распорки, например, укладка труб), применяют анкерные, подкосные или консольные крепления, а также различные их сочетания (консольно-анкерные, консольно-подкосные).

Крепление вертикальных стенок траншей глубиной до 3 м должно быть, как правило, инвентарным (сборные щиты, объединенные со стойками, металлические распорки, в том числе телескопические, объемные переставные блоки и т.д.).

Разработка траншей с вертикальными стенками без временного крепления разрешается нормами при отсутствии грунтовых вод в грунтах естественной влажности при глубине траншеи не более 1 м в песчаных и гравелистых грунтах, не более 1,25 м – в супесях, не более 1,5 м –- в глинах, не более 2 м – в особо плотных нескальных грунтах. Разработка таких же траншей роторными или траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинки, глины) без временного крепления допускается на глубину до 3 м.

Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях (сыпучие и неустойчивые грунты, сильный приток грунтовых вод и т. д.), крепят сплошным шпунтовым ограждением, которое забивается по периметру выемки до начала разработки грунта. В качестве шпунта используют деревянные пластины (доски, брусья) или стальной прокат специального профиля. Поверху шпунт может распираться отдельными распорками или распорной рамой, если позволяет геометрия выемки и условия производства работ в нем.

В строительном комплексе более 30% рабочих занято выполнением земляных работ, в том числе около 10% – на строительно-монтажных работах и 20% – на эксплуатации строительных машин.

Разработку грунтов в строительстве ведут ручным, механизированным, гидравлическим и взрывным способами. Кроме того, в ряде случаев грунт либо в сочетании с основными методами, либо самостоятельно перерабатывают методам вытрамбовывания и бурения. 95% всех земляных работ выполняется механизированным способом, поэтому мы рассмотрим только его.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Земляное полотно

Земляное полотно ж.д. — комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на земную поверхность путь не укладывают вследствие её неровностей. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимума расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность широкой механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением при постройке, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надёжному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.

Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. Различают типовые и индивидуальные поперечные профили земляного полотна. Типовые профили в свою очередь делятся на нормальные и специальные. Нормальные профили применяются при сооружении земляного полотна на надёжном основании из обычных грунтов. Специальные профили используются в специфических условиях: при наличии вечной мерзлоты, подвижных песков, лёссов, скальных грунтов, болот и т. п. Индивидуальные профили применяются в сложных топографических, гидрологических, геологических и климатических условиях и при высоте откосов более 12 м. При этом все размеры обосновываются конкретными расчётами.

Поперечный профиль насыпи

Выше приведён типовой нормальный профиль насыпи. Верхняя часть, на которую укладываются балласт, шпалы, рельсы, называется основной площадкой. При устройстве насыпи из дренирующих грунтов основная площадка имеет горизонтальную форму. При ее устройстве из недренирующих грунтов на однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции шириной поверху 2,3 м и высотой 0,15 м, а на двухпутных—форму равнобедренного треугольника высотой 0,2 м. Такое очертание основной площадки способствует стоку воды, проникающей через балластный слой во время дождя и таяния снега. Минимально допустимая ширина основной площадки однопутных линий (м) на эксплуатируемой сети железных дорог СССР, также установленная для вновь строящихся линий приведена в таблице.

На двух- и многопутных линиях ширина основной площадки увеличивается на расстояние между осями крайних путей (на двухпутных линиях—на 4,1 м, а на трёхпутных—на 9,1 м). Полоса земли, на которую опирается насыпь, является её основанием. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием — подошвой откоса. Высотой насыпи считается расстояние от уровня бровок до её основания по оси. Горизонтальная проекция линии откоса l называется его заложением, а отношение высоты откоса h к заложению, которое обозначается 1:n, — крутизной откоса. Крутизна откосов должна обеспечивать надёжную их устойчивость и устанавливается в зависимости от высоты насыпи, свойств грунтов, геологических, гидрологических и климатических условий местности. Большое распространение имеют откосы крутизной 1:1,5, называемые полуторными. Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется продольными водоотводными канавами шириной по дну и глубиной не менее 0,6 м, которые при поперечном уклоне местности до 0,04 сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне — только с нагорной стороны. Если насыпь возводится из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды от полотна используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами. Дну резервов и водоотводных канав придают продольный уклон не менее 0,002. Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Со стороны будущего второго пути на однопутных линиях ширина бермы принимается не менее 7,1 м’, а с противоположной стороны — не менее 3 м. Для отвода воды от насыпи берма имеет уклон 0,02—0,04.

Читайте также  Как правильно приготовить штукатурный раствор

Поперечный профиль выемки

Основная площадка при этом имеет те же размеры, что и при насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемках устраиваются продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами. Они имеют глубину не менее 0,6 м, ширину по дну не менее 0,4 м и продольный уклон дна не менее 0,002. Вынутый при сооружении выемки грунт, не используемый для сооружения насыпи в другом месте, укладывается за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода притекающих к выемке поверхностных вод за кавальерами сооружаются нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпается банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву. В неустойчивых грунтах, а также в стеснённых условиях вместо водоотводных канав и кюветов устраиваются лотки, которые могут быть железобетонные, бетонные, каменные или деревянные, а по форме—трапецеидальные, прямоугольные, полукруглые и треугольные.

В пределах станций поверхностные воды отводят поперечными и продольными водоотводами, которые в местах работы людей делают закрытыми. На крупных станциях для продольного отвода воды прокладывают коллекторы и канализационные трубы, а в районах с интенсивными осадками, кроме того, устраивают ливневую канализацию. Для перехвата и отвода грунтовых вод от земляного полотна или понижения их уровня предусматриваются специальные дренажные устройства, которые могут быть открытого типа в виде дренажных канав или лотков или закрытого типа в виде подкюветных дренажей, дренажных галерей и штолен.

Дренаж представляет собой траншею, заполненную дренирующим материалом — крупным песком, гравием, щебнем, в нижней части которой обычно укладывается дрена — труба с отверстиями для поступления в неё воды. Для защиты от попадания поверхностной воды верхняя часть дренажа заполняется утрамбованной глиной, которая во избежание смешивания отделяется от дренирующего заполнителя двумя слоями дёрна. В последние годы применяется дренаж конструкции ВНИИЖТа с керамзитовым трубо-фильтром; для его сооружения создана специальная машина. Для предохранения земляного полотна от размыва водой и выдувания ветром его откосы и бермы укрепляют. Наиболее простым способом укрепления незатапливаемых откосов земляного полотна является посев многолетних трав с густой стелющейся корневой системой. При небольшом периодическом затоплении применяют одерновку откосов сплошную или в клетку, для чего предварительно срезанные куски дёрна закрепляют на откосах деревянными спицами. Хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения, которые применяют при периодических затоплениях в благоприятных климатических условиях. Надёжно защищают затопляемые откосы от размыва мощение камнем, каменная наброска в плетневых клетках и габионы — проволочные ящики, загруженные камнем. Однако эти способы укрепления земляного полотна требуют больших затрат ручного труда. Прочным и надёжным укреплением, позволяющим полностью механизировать изготовление и укладку, являются железобетонные плиты. На строительстве БАМа, кроме того, использовались гибкие железобетонные решётки и плиты, лучше работающие в условиях вечной мерзлоты и сейсмичности. Тип укрепления земляного полотна выбирают исходя из особенностей грунтов, степени затопляемости и скорости воды, наличия дешёвых местных материалов, возможности механизации работ. Бровка земляного полотна в местах разлива вод должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимальной высоты наката волны при сильных ветрах.

Для обеспечения устойчивости насыпей на крутых косогорах, а также для закрепления неустойчивых откосов применяют подпорные стены, пригружающие контрбанкеты и контрфорсы, сооружаемые по индивидуальным проектам применительно к гидрологическим особенностям каждого объекта.

Укрепление земляного полотна

Для обеспечения стабильности земляного полотна необходимо, чтобы напряженно-деформированное состояние его основной площадки и других эелементов находилось в пределах допусков. В настоящее время основным способом усиления основной площадки земляного полотная является укладка геотекстиля. Он реализует функции разделительного слоя между основной площадкой земляного полотна и балластным слоем и немного (до 8%) армирующие, особенно при увлажнении грунта, геотекстиль также сохраняет фильтрационные свойства. геосинтетические решетки обеспечивают эффект зацепления и армирования при размещении их в щебеночном слое балласта, но не в грунтовой среде.

При выборе конструкции усиления земляного полотна на сегодня рассматриваются варианты защитных слоев из песчаного и песчано-гравийного материалов толщиной 0,6-1,0-1,4 м, а также применение покрытий из органических вяжущих в уровне основной площадки земляного полотна (асфальтовые, асфальтобетонные, битумные и битумогеосинтетические материалы). Такие покрытия наряду с функциями разделительного слоя обеспечивают армирование, а также гидроизоляцию и высокий обобщенный модуль деформации для регулирования упругих осадок пути.

Устройство земляного полотна.

Земляное полотно является одним из главных элементов железнодорожного пути, от состояния которого зависит исправность всего пути. Земляное полотно (ЗП), служит основанием для укладки верхнего строения пути и представляет собой полосу земли, спланированную в соответствии с продольным и поперечным профилями линий. Земляное полотно должно иметь такую форму и размеры, которые могут надежно выдерживать нагрузки от проходящего подвижного состава, а также обеспечивать долговечность при воздействии атмосферных явлений.

Прежде чем уложить его, необходимо убрать растительный слой, обладающий несущей способностью, выровнять земляную поверхность на трассе пути срезками грунтов в одних местах и подсыпках в других. При этом устраивают различные водоотводные и укрепительные сооружения, а верху и откосам земляного полотна придают соответствующие уклоны, чтобы не задерживалась вода и не происходило осыпание грунта.

Виды земляного полотна:

1) Выемка – инженерное сооружение, основная площадка которого расположена ниже поверхности земли. Выемка имеет два откоса.

Рисунок 1 – Типовой поперечный профиль выемки

Рисунок 2 – Выемка на железной дороге

Основные элементы выемки:

кюветы – продольные канавы для отвода воды с каждой стороны основной площадки;

основная площадка выемки – поверхность выемки, на которую укладывается ВСП;

кавальер – вспомогательная насыпь из удаленного при сооружении выемки грунта;

нагорные канавы – сооружаются на склонах выше выемки для перехвата и отвода воды выемки;

банкет сооружается на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки, с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву;

откос выемки – боковая наклонная часть выемки.

2) Насыпь – сооружение из насыпного грунта. Основная площадка насыпи расположена выше поверхности земли. Насыпь имеет два откоса.

Основная площадка – это поверхность ЗП, на которую укладывается верхнее строение пути (ВСП).

На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции, на двухпутных – треугольной формы (для связных грунтов).

Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярный оси пути.

Рисунок 3 — Типовой поперечный профиль насыпи

Рисунок 4 – Насыпь на железной дороге

Основные элементы насыпи:

основание – полоса земли, на которую опирается насыпь;

берма – полоса между подошвой насыпи и ближайшим водоотводом;

основная площадка – поверхность насыпи, на которую укладывается ВСП;

бровка – линия сопряжения основной площадки с откосом;

подошва – линия сопряжения откоса с основанием;

резерв – вспомогательная выемка, из которой брался грунт для отсыпки насыпи из местного грунта;

Читайте также  Как сделать внутренний угол потолочного плинтуса

откос насыпи – боковая наклонная часть насыпи.

3) Полунасыпь – инженерное сооружение основная площадка которого находится выше уровня земли, но откос насыпи – один.

Рисунок 5 – Полунасыпь

Рисунок 6 – Полунасыпь на железной дороге

4) Полувыемка – инженерное сооружение основная площадка которого расположена ниже уровня земли, но откос у выемки – один.

Рисунок 7 – Полувыемка

Рисунок 8 – Полувыемка на железной дороге

5) Полунасыпь–полувыемка – основная площадка частично находится выше уровня земли и в этой части земляного полотна закладывается откос насыпи; другая часть основной площадки находится ниже уровня земли с откосом выемки.

Рисунок 9 – Полунасыпь-полувыемка

Рисунок 10 – Полунасыпь-полувыемка на железной дороге