double arrow

Контакт балласта и глинистых грунтов

Балластные гнезда; 2 - построечный поперечный профиль;

Контакт балласта и глинистых грунтов

Выпор грунта вследствие образования балластного мелка; 4 - глинистые грунты;

Балластный мешок; 2 - построечный поперечный профиль;

Опознавательные признаки: частое возникновение коротких просадок пути на одном и том же коротком участке (зимой пучинная впадина, весной выплески и разжижения); трещины на откосах земляного полотна и на водоотводах; различная растительность на участке балластного мешка и на прилегающих к нему устойчивых участках.

Причины возникновения: неправильное расположение разнородных грунтов при сооружении земляного полотна или устранении возникавших повреждений и разрушений; нарушение технических требований проектов при заполнении траншей и котлованов при прокладке трубопроводов, линий связи, водопропускных сооружений в теле земляного полотна; многократные исправления резких коротких просадок пути посредством подъемок на балласт при устранении деформаций земляного полотна на слабых основаниях интенсивного пучения и весенних пучинных просадок.

Неотложные меры: незамедлительное устранение неисправностей пути (иногда с созданием дежурной бригады); отведение воды от места неисправности пути с устранением застоев в канавах; заделка трещин на поверхности откосов, в канавах и кюветах.

Эксплуатационные наблюдения: определение границы неустойчивых участков земляного полотна, осмотр противодеформационных и водоотводных сооружений; выявление характерных неисправностей верхнего строения пути и приуроченность их к определенным сезонам года.


1.4. Балластные гнезда

Балластные гнезда - балластные мешки и ложа, имеющие один или несколько отростков карманов, заполненных балластными материалами.

Рис. П.8.4. Балластные гнезда:

3 - выпор грунта вследствие образования балластного гнезда; 4 - глинистые грунты;

Опознавательные признаки: просадки пути, толчки, перекосы, разжижение и выплески балласта; трещины на поверхности балластного слоя; трещины на откосах и обочинах; выпирание грунтов на междупутья, в кюветы; образование на откосах потеков грунта, смешанного с песком; выпучивание откосов насыпей.

Причины возникновения: неправильное расположение грунтов различной водопроницаемости при строительстве дороги, при постройке вторых (дополнительных) путей; укладка глинистых грунтов поверх песчаных (в том числе шлейфа); оставление непереустроенных канав, заполненных балластными материалами при развитии станций, уширении междупутий, укладке стрелочных съездов; неправильное восстановление земляного полотна после разрушений с использованием непригодных грунтов; неудовлетворительное текущее содержание пути в течение длительного времени на участках с пучинами, весенними пучинными просадками, сезонными разжижениями грунтов.

Неотложные меры: устранение разжижения балластного слоя, выправка пути, устранение застоев воды на поверхности основной площадки, в балластных мешках, гнездах; выпуск воды из мест наружного и внутреннего застоя (засыпанных шлейфов и др.); подъемка пути на балласт или замена слабых грунтов основной площадки; приведение верхнего строения пути к типу, соответствующему условиям эксплуатации линии.

Эксплуатационные наблюдения: определение границ неустойчивого участка; тщательный осмотр состояния земляного полотна, противодеформационных и водоотводных сооружений.

25,26,27,28,29 ОПОЛЗНИ И СПЛЫВЫ ОТКОСОВ

Оползневые деформации характеризуются смещением части грунтового массива относительно всего массива. Оползневым деформациям могут подвергаться грунты естественного залегания на склонах (оползни) и грунты откосов земляного полотна (оплывины, сплывы).

Оползни – это перемещения, как правило, значительных масс грунта без общего падения и опрокидывания их. Различают следующие виды оползней: скольжения, вязко-пластические и вызванные деформациями в основании склона или в отдельных слоях грунта склона.

Оползни скольжения – это такие смещения грунтовых массивов, которые происходят по определенной поверхности либо как одно целое, либо отдельными блоками.

Если поверхность скольжения предопределена геологической структурой склона, то есть сдвиг происходит по какому-то слабому слою грунта, то оползень скольжения называется консеквентным.

Если поверхность смещения образуется в относительно однородном грунтовом массиве из-за увлажнения грунта или значительной крутизны склона, то такой оползень называется асеквентным.

Вязко-пластические оползни происходят в однородных глинистых грунтах с повышенной влажностью без четко выраженной поверхности смещения. Течение грунта характеризуется перемещением его частиц относительно друг друга. Поскольку причиной таких оползней является поверхностное переувлажнение грунтов из-за длительных интенсивных дождей, то сначала в движение приходят верхние слои, но по мере насыщения водой нижележащего слоя грунта, он тоже приходит в движение. Постепенно в деформацию течения грунта вовлекаются все большие массы его. При этом скорость перемещения частиц грунта постепенно затухает книзу без образования видимой поверхности раздела грунта, остающегося в покое, и смещающегося грунта.

Если в основании круто падающего склона происходят подмывы паводковыми водами и промачивание нижних слоев грунта склона с потерей им несущей способности, то выше расположенный массив грунта под действием сил гравитации теряет устойчивость и смещается вниз с разрывом разнородных слоев грунта. Такой оползень называется инсеквентным (см. рис. 2.1).

Опознавательные признаки оползневого массива: трещины разрыва грунта, уходящие в глубину и ориентированные поперек направления смещения; образование стенки отрыва в “голове” оползня, уступов и замкнутых понижений с застоем воды на смещающемся массиве; в случае размещения дороги на оползне могут наблюдаться: смещение пути, изменение очертаний земляного полотна и водоотводных устройств.

Рис. 2.1. Инсеквентный оползень:

1 – поверхность откоса до сползания грунта; 2 – положение грунта после деформации

Причины появления и активизации оползней. Как правило, имеет место комплекс причин, вызывающих изменение физико-механических свойств грунтов: проникновение поверхностных и грунтовых вод в оползневой массив; речная или морская абразия; неправильное использование земель в охранных зонах, связанное с вырубкой леса и кустарника, нарушением травяного покрова, распашкой земель, выпасом скота; причины, вызванные неблагоприятным изменением сил гравитации: подрезка основания неустойчивого косогора при производстве земляных работ и их неорганизованное ведение на самом косогоре; расположение земляного полотна и других сооружений на оползневом массиве, особенно в верхней части [1, 2, 3, 4, 6].

Оползни представляют собой большую угрозу железнодорожному пути, если он проложен по оползневому склону. При текущем содержании пути необходимо выполнять комплекс профилактических мер, к которым относятся: регулярный осмотр и надлежащее содержание имеющихся противооползневых сооружений и своевременный ремонт их; систематическое обследование состояния оползневого массива с выявлением необходимых работ по заделке трещин и разрывов в грунте; обеспечение отвода поверхностных вод; надзор за состоянием охранной зоны, исключающий произвольное ведение земляных работ; сохранение растительности на склоне и своевременное восстановление ее при повреждении.

Меры по стабилизации оползней назначаются на основе детального инженерно-геологического и гидрогеологического обследования. Они должны включать комплекс решений, направленных на устранение причин, вызывающих снижение устойчивости оползневого массива, и на механическое повышение их устойчивости с помощью противооползневых сооружений. В перечень этих мер входят: планировка поверхности оползневого массива и покрытие ее водонепроницаемой “одеждой”; перехват и отвод поверхностных и грунтовых вод от оползневого массива; посадка древесно-кустарниковой и травяной растительности; перераспределение оползневых масс с разгрузкой активной части оползня и укладкой грунта у основания косогора; террасирование поверхности; защита нижней части оползневого массива от размыва и подтопления паводковыми водами, от морской и озерной абразии; возведение поддерживающих сооружений: подпорных стен, контрбанкетов, контрфорсов, свайных рядов и др. [1, 2, 3, 6, 7].

Сплывы и оплывины – это малые или поверхностные оползни, характерные для откосов насыпей и выемок, они могут встречаться и на естественных склонах.

Оплывины – это небольшие по площади смещения почвенно-растительного слоя с подпочвой, объем которых исчисляется десятками кубометров.

Сплывы отличаются от оплывин тем, что в оползание вовлекаются низко расположенные грунты на глубину до 2,0 м и более, при этом сохраняется общая устойчивость откоса.

Сплывам и оплывинам больше всего подвержены откосы молодых выемок возрастом до 5 лет. Чаще эти деформации происходят в глубоких выемках, сооруженных в глинистых грунтах. В выемках, начиная с глубины 3–4 м, заметно возрастают повреждения откосов сплывами и оплывинами.

Насыпи подвержены сплывам грунта откосов в первые 5 лет после постройки, а также после длительного срока эксплуатации вследствие развития в них балластных лож и мешков с карманами и гнездами.

Опознавательные признаки возможности сплыва грунта:

на откосах выемок: появление трещин, потеков разжиженного грунта; ярко-зеленой влаголюбивой растительности; наличие неровностей на откосе от ранее происходивших сплывов;

на откосах насыпей кроме признаков, указанных выше для откосов выемок, могут наблюдаться: продольные трещины на обочинах, на откосах балластной призмы, вдоль торцов шпал, хорошо просматриваемые весной после схода снега; оседание обочин; просадки рельсовых нитей; пучины на пути – до 50 мм; выпирание грунта на откосах; переувлажнение откосов, иногда с выходом воды.

Причины сплывов и оплывин можно подразделить на общие для откосов насыпей и выемок и на присущие только для конкретного вида земляного полотна.

Общие причины: снижение прочности грунтов вследствие промерзания и оттаивания, попеременного высушивания и растрескивания, затем переувлажнения их обильными атмосферными осадками или талыми водами; уничтожение растительности на откосах палами, а иногда – и людьми.

Причинами повреждения откосов выемок могут быть: выход на поверхность откосов грунтовых вод; неудовлетворительное состояние нагорных канав и инфильтрация поверхностной воды в грунты; повреждения укрепления откосов и несвоевременное их укрепление.

Причины сплывов и оплывин на откосах насыпей: завышенная крутизна откосов; недостаточная плотность грунта в зоне откосов; сооружение насыпи из слабых грунтов, непригодных для использования в насыпях; наличие балластных лож, мешков и особенно балластных карманов и гнезд, развитых в сторону откосов; накопление над основной площадкой и на откосах большого слоя старого, сильно загрязненного балласта (рис. 2.2), который длительное время удерживает атмосферные осадки и способствует переувлажнению глинистых грунтов тела насыпи.

Рис. 2.2. Длительно эксплуатируемая насыпь:

1 – старый, сильно загрязненный балласт; 2 – слой переувлажненного глинистого грунта; 3 – возможная поверхность сплыва

Практика эксплуатации земляного полотна показывает, что чаще всего сплывы и оплывины происходят при оттаивании грунта. Объясняется это тем, что при зимнем промерзании грунты подвергаются пучению с образованием ледяных прослоек, которые увеличиваются при непрерывной миграции воды из талых грунтов к фронту промерзания. Линзы и прослойки льда располагаются параллельно плоскости откоса. В результате пучения грунт разуплотняется. При вытаивании ледяных прослоек заметно снижается сопротивление сдвигу грунта и возникают сплывы на откосах.

Меры предотвращения сплывов и оплывин.

Откосы вновь возведенного земляного полотна должны укрепляться посевом многолетних трав или посадкой кустарника, покрытием их слоем до 0,5 м крупнообломочных или скальных грунтов, укладкой решетчатого покрытия из железобетонных брусков с заполнением клеток щебнем.

Для предупреждения сплывов откосов выемок, вызываемых сезонным промерзанием и оттаиванием переувлажненных глинистых грунтов, применяют уположение откосов до 1:1,75 или 1:2 и покрытие их теплоизолирующим материалом (шлаком) или крупнообломочными грунтами. Если увлажнение грунтов откосов выемки связано с грунтовой водой, то применяют ограждающие (заоткосные) и откосные дренажи (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Ограждающий и откосный дренажи:

а) ограждающий (заоткосный) дренаж; б) откосный дренаж; 1 – водоносный слой; 2 – слои сильно влажного грунта; 3 – дренаж-преградитель; 4 – утрамбованный щебень; 5 – мелкий камень

Предотвращению сплывов откосов выемок способствуют регулярные осмотры и очистки нагорных и забанкетных канав от оплывшего с откосов грунта, мусора и ила. Исправные водоотводные устройства исключают инфильтрацию поверхностной воды в грунты откосов.

Для предотвращения сплывов и оползаний откосов насыпей применяют следующие меры: осушение балластных лож, мешков и гнезд; гидроизоляция зоны основной площадки и отвод дождевых вод к откосам с помощью пленочного покрытия; инъецирование в балластные углубления вяжущих растворов или смол; применение в комплексе с выше указанными мерами способов механического укрепления откосов: контрбанкетов, контрфорсов, удерживающих стен, состоящих из рядов забивных или буронабивных свай, армогрунтовых стен, анкерных удерживающих конструкций разного вида (см. рис. 2.4) [2, 3, 4, 5, 8].

Балластные шлейфы – это дефект земляного полотна, являющийся нередко причиной сплыва откосов насыпей, поскольку сами они могут быть неустойчивыми. Балластными шлейфами называются присыпки балласта на откосах насыпей с толщиной слоя, уменьшающегося книзу.

Причины образования присыпок балласта на откосах различны. На дорогах старой постройки они появились в результате необходимости уширения насыпей, в связи с увеличением размеров балластной призмы при переходе на более тяжелые типы верхнего строения пути. Для обеспечения устойчивости пути и удобства его содержания производилась отсыпка обочин песчано-гравийным балластом, балласт отсыпался и на откосы.

Рис. 2.4. Анкерные конструкции укрепления откосов:

а), б) пригруз откоса камнем; в) пригруз откоса усилием, создаваемым в тяжах: 1 – анкера; 2 – металлические тяжи; 3 – железобетонные элементы для удержания пригруза на откосе; 4 – железобетонные плиты; 5 – камень

Из-за недостаточной плотности грунта многие старые насыпи давали в процессе эксплуатации осадку. Для поддержания пути на профильных отметках его периодически поднимали на балласт. При этом исчезающую обочину восстанавливали за счет присыпки балласта, который отсыпался также и на откосы.

Третья причина – это накопление на откосах грязного балласта, сбрасываемого с пути при ремонтах и при его очистке.

Толщина балластных шлейфов на высоких насыпях достигает 1–1,5 м и больше. Откосы с балластными шлейфами часто имеют завышенную крутизну (круче 1:1,5). Шлейфы большой толщины служат основанием для верхнего строения пути, сползание их в данном случае опасно для движения поездов.

Меры по укреплению насыпей с балластными шлейфами должны предусматривать: с одной стороны – осушение зоны контакта шлейфа с глинистым грунтом насыпи, а с другой – поддержание шлейфа при наметившемся его сползании.

Для уменьшения проникновения поверхностных вод через балластную призму к контакту шлейфа с глинистым грунтом насыпи следует применять укладку гидроизоляции (пленка, геотекстиль) в основании балластной призмы или возведение на откосах каменных контрофорсно-дренажных прорезей шириной 1,0–1,5 м, в количестве до 4 шт. в пределах одного звена (см. рис. 2.5), которые кроме осушения еще и поддерживают шлейфы.

Для оперативной стабилизации неустойчивых шлейфов могут быть применены поддерживающие присыпки (рис. 2.5). Размеры их определяются расчетом на устойчивость шлейфа вместе с присыпкой.

Рис. 2.5. Укрепление насыпи с балластными шлейфами:

1 – поддерживающая присыпка; 2 – местный грунт; 3 – контрофорсно-дренажная прорезь; 4 – основание шлейфа


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: