6.2.1 При проектировании земляного полотна используются грунты в естественном состоянии трех классов: скальные, дисперсные и мерзлые (см. ГОСТ 25100) и техногенные грунты.
6.2.2 Применительно к условиям проектирования земполотна скальные грунты подразделяются на залегающие в естествен. условиях в виде массивов (в выемках) и раздробленные (техногенные), полученные посредством разрушения скальных массивов (для насыпей).
Скальные грунты характеризуются показателями прочности и выветрелости; в массивах, кроме того, наличием трещин, их состоянием, ориентацией в пространстве, блочностью и др.
По степени устойчивости к выветриванию во времени под воздействием природных факторов скальные грунты подразделяются на слабовыветривающиеся, выветривающиеся и легковыветривающиеся.
Способность к выветриванию определяется литологическим составом, лабораторными испытаниями образцов при многократном увлажнении - высушивании, а в северной климатической зоне - дополнительно замораживанием - оттаиванием, с учетом результатов наблюдений за природными обнажениями скальных пород и грунтовыми сооружениями в аналогичных условиях.
6.2.3 По водопроницаемости грунты разделяются на дренирующие и недренирующие.
К дренирующим следует относить несвязные грунты, имеющие при максимальной плотности при стандартном уплотнении коэффициент фильтрации К не менее 0,5 м/сут.
Допускается выполнять оценку водопроницаемости грунтов по показателям гранулометрического состава. К дренирующим грунтам можно отнести крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные, средней крупности, если в перечисленных грунтах содержание частиц размером менее 0,1 мм не превышает 10% по массе. При большем содержании в них частиц размером менее 0,1 мм определение коэффициента фильтрации является обязательным.
Для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем коэффициент фильтрации должен быть установлен на основании испытания заполнителя.
6.2.4 При проектировании земляного полотна из глинистых грунтов в расчетах прочности и устойчивости, а также при определении деформаций следует учитывать степень их засоленности, просадочности, набухаемости и пучинистости в соответствии с СП 22.13330.
6.2.5 Грунты для насыпей применяются с учетом их свойств и состояния, особенностей природных условий в пределах участка размещения проектируемого объекта, а также места нахождения запасов грунта.
Допускается использовать местные грунты, в том числе техногенные (отходы производства) - металлургические шлаки, золошлаковые смеси, материалы породных отвалов, пригодные для сооружения земляного полотна.
6.2.6 Решение о применении в земляном полотне специфических грунтов, состояние и свойства которых существенно изменяются под воздействием природных факторов и требующих устройства защитного слоя, принимается в зависимости от местных условий на основе технико-экономического обоснования. Проектирование при этом выполняется индивидуально с обязательным доказательством выполнения требований по прочности, устойчивости и деформативности.
6.2.7 Не допускается применять для насыпей ж-д. линий III и выше категорий (см. СП) следующие грунты (Проект СП "Инфраструктура железнодорожного транспорта. Общие требования"):
- глинистые с влажностью, превышающей влажность мягкопластичной консистенции по ГОСТ 25100;
- жирные глины, глинистые избыточно засоленные и сильнонабухающие по ГОСТ 25100;
- торф, ил, мел, заторфованные грунты, содержащие более 15% органических веществ;
- грунты заторфованные (содержащие органические вещества в количестве от 10% до 15%) - для верхнего трехметрового слоя насыпей;
- грунты с примесью органических веществ (в количестве от 3% до 10%) для верхнего метрового слоя насыпи (под основной площадкой);
- грунты, содержащие гипс в количестве, превышающем 30% - для насыпей на сухом основании, 20% - для насыпей на мокром основании, 5% - для подтопляемых насыпей.
6.2.8 Для нижней части постоянно подтопленных насыпей, при сооружении которых требуется отсыпка грунта в воду, рекомендуется применять скальные (слабовыветривающиеся и выветривающиеся неразмягчаемые), крупнообломочные грунты (в том числе с песчаным заполнителем), пески гравелистые, крупные, средней крупности.
При индивидуальном проектировании и обосновании инженерными расчетами допускаются для отсыпки также мелкие и пылеватые пески и супеси легкие. Уровень водонасыщенных грунтов в расчетах принимается с учетом высоты капиллярного поднятия.
Для периодически подтопляемых насыпей при отсыпке их на незатопленное основание нижнюю подтопл.часть насыпи следует отсыпать из дренгрунтов или песчанистых супесей.
6.2.9 Для насыпей, возводимых средствами гидромеханизации, рекомендуется использовать гравийно-галечниковые, песчано-гравелистые и песчаные грунты. Возможность применения пылеватых песков, а также супесей определяется проектом с учетом обогащения состава грунтов при их намыве, при этом в теле возводимой насыпи содержание частиц размером менее 0,1 мм должно быть не более 10% по массе.
6.2.10 При отсыпке насыпей из скальных грунтов в верхней части насыпи толщиной не менее 0,5 м следует применять щебенисто-дресвяный или гравийно-галечный грунт с крупностью фракций не более 0,1 м.
Верхний слой насыпи, сооружаемой из глинистых грунтов, по контакту с защ. слоем должен иметь поперечный уклон не менее 0,04, обеспечивающий отвод воды от тела насыпи.
6.2.11 При новом строительстве отсыпку конусов у мостов, участков насыпей за устоями мостов и над водопропускными трубами на длину, равную высоте насыпи, плюс 2 м - по верху, и не менее 2 м - в уровне естественной поверхности грунта и засыпку за подпорными стенками следует производить дренирующим грунтом с коэффициентом фильтрации после уплотнения не менее 2 м/сут.
6.2.12 Сопряжение конструкций конусов и участков насыпей за устоями из пучинистых грунтов выполняется по индивидуальным проектам с обеспечением плавности отвода величины равномерного морозного пучения, исходя из условия
l = h 0/ i 0 (1)
где l - длина участка сопряжения, м; h 0- величина равномерного морозного пучения, определяемая в соответствии с требованиями таблицы 3, мм; i 0- уклон отвода величины морозного пучения, принимаемый 1 при максимальной скорости движения поездов до 100 км/ч и 0,5 - при скорости более 100 км/ч.
6.2.13 В проектах для обеспечения норм по допустимой деформативности необходимо предусматривать уплотнение грунтов при сооружении земполотна в соответствии с прил. А.
6.2.14 Оценку естественных оснований по условиям их увлажнения при выборе грунтов для насыпей и проектировании земляного полотна следует выполнять в соответствии с таблицей 4, а по условиям прочности - с таблицей 5.
Таблица 4 - Типы оснований по условиям увлажнения
| Тип основания | Характеристика основания |
| Сухое | Условия для поверхностного стока хорошие; глинистые грунты на глубине до 1 м имеют влажность не более wр +0,25 Ip, грунтовые воды отсутствуют или залегают на глубине более 2 м от поверхности земли |
| Сырое | Условия для поверхностного стока плохие; грунты водонасыщенные песчаные, глинистые; глинистые грунты в предморозный период имеют влажность на глубине до 1м от wр +0,25 Ip до wр +0,75 Ip, а уровень грунтовых вод - на глубине более 1м от поверхности земли; признаки поверхностного заболачивания |
| Мокрое | Поверхностный сток отсутствует; грунты глинистые, торфы, илы, сапропели; глинистые грунты в предморозный период имеют влажность на глубине до 1 м, равную wр +0,75 Ip и более, а уровень грунтовых вод - на глубине до 1 м; имеются выходы грунтовых вод на поверхность земли или длительно стоящие (более 20 суток) поверхностные воды |
| Примечание - В таблице указаны следующие условные обозначения: wр - граница раскатывания (пластичности) и Ip - число пластичности. |
Таблица 5 - Классификация оснований по типам прочности
| Тип основания | Характеристика основания |
| Прочное - не требуется специальных мероприятий | Преимущественно сухие представлены: скальными и крупнообломочн/ грунтами; маловлажными и влажными песками, глинистыми грунтами твердой и полутвердой консистенции при модулях деформации En2>= 20 МПа и отношении En2/ En1 <2,2 |
| Недостаточно прочное - возможно на низких насыпях пучение | Преимущественно сырые, сложенные неоднородными переслаивающимися грунтами |
| Слабое - для предотвращения деформаций необходимо применение специальных конструкций | Мокрые, сложенные переувлажненными грунтами |
| Болото I типа | Заполненные торфом и другими болотными грунтами устойчивой консистенции, сжимающимися под нагрузкой от насыпи высотой до 3 м. |
| Болото II типа | Заполненные торфом и другими болотными грунтами разной консистенции, в том числе выдавливающимися под нагрузкой от насыпи высотой до 3 м. |
| Болото III типа | Заполненные торфом и другими болотными грунтами в разжиженном состоянии, выдавливающиеся под нагрузкой; могут иметь торфяную корку -сплавину. |
| En1 и En2 - модули деформации грунтов, определяемые по ГОСТ 20276 штамповыми испытаниями, соответственно по первичной и вторичной ветвям нагружения. |
6.2.15 Оценка оснований в многолетнемерзлых грунтах производится по их относительной просадочности при оттаивании согласно таблице 6.
Таблица 6 - Классификация грунтов основания по просадочности
| Тип основания | Величина относительной осадки, d | Основные разновидности и состояние грунтов основания |
| I, прочное | d<=0,03 | Скальные, крупнообломочные и песчаные грунты без включений льда; глинистые грунты в твердом и полутвердом состояниях при оттаивании. |
| II, недостаточно прочное | 0,03 <d<0,1 | Глинистые грунты в тугопластичном и мягкопластичном состояниях при оттаивании; песчаные и крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем при наличии в них прослоев или линз льда суммарной толщиной до 0,1 м в каждом слое 1 м исследуемой толщи. |
| III, слабое | 0,1 <d<=0,4 | Глинистые грунты в текучепластичном и текучем состояниях при оттаивании; торфяные, песчаные и крупнообломочные грунты при наличии в них линз или отдельных прослоев льда суммарной толщиной до 0,4 м в каждом слое 1 м исследуемой толщи. |
| IV, просадочное | d>0,4 | Глинистые грунты в текучем состоянии при оттаивании; торфяные отложения, а также грунты всех видов при наличии в них подземного льда суммарной толщиной более 0,4 м в каждом слое 1 м исследуемой толщи. |
Защитный слой
6.3.1 Для вновь строящегося железнодорожного пути на земляном полотне из глинистых грунтов всех видов (кроме супесей, содержащих песчаные частицы размером от 0,05 до 2 мм в количестве более 50% по массе) предусматривается защитный слой под балластной призмой на всю ширину земляного полотна.
При реконструкции железнодорожного пути защитный слой устраивается в местах балластных углублений, выплесков, деформаций морозного пучения, а также и при модуле деформации в уровне основной площадки ниже значений, приведенных в таблице 7.
При этом длина участка устройства защитного слоя должна быть не менее 100 м для скоростных линий и 50 м для всех остальных.
6.3.2 Защитные слои для железнодорожных линий не ниже II категории выполняются из специально подобранных щебеночно-гравийно-песчаных смесей с размером фракций до 40 мм и при сложности выполнения требований обеспечения величин морозного пучения (см. таблицу 3) или обеспечения необходимого модуля деформации (см. таблицу 7) дополняются геосинтетическими армирующими, теплоизоляционными, разделительными, гидроизоляционными материалами.
Подбор гранулометрического состава защит. слоя из смесей осуществляется с учетом:
- необходимого его уплотнения;
- степени неоднородности гранулометрического состава по ГОСТ 25100 материала защитного слоя для обеспечения его виброустойчивости не менее 7;
- непучинистости грунта по ГОСТ 25100, при этом количество частиц размером менее 0,1 мм должно быть менее 10%, количество пылеватых и глинистых частиц (размер менее 0,05 мм) - не более 5%;
- отсутствия суффозии (перемешивания материала защитного слоя с щебнем сверху и грунтом снизу).
Для обеспечения необходимого уплотнения материала защитного слоя, он должен при укладке иметь оптимальную влажность, которая определяется методом стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.
По условию предотвращения проникновения щебня в защитный слой сверху диаметр частиц, меньше которых в защитном слое содержится 50%, по массе должен быть не менее 4 мм, а проверка условия предотвращения суффозии в защитный слой снизу частиц грунта производится из условия
d з-10 <6.5 d г-50, (2)
где d з-10 - диаметр частиц защитного слоя, меньше которых в нем содержится 10%, по массе, мм; d г-50- диаметр частиц, меньше которых в грунте, расположенном под защитным слоем, содержится 50% по массе частиц, мм.
Если условие (2) не выполняется, то для предотвращения суффозии по низу защитного слоя устраивается разделительный слой из геотекстиля.
При реконструкции в качестве защитного слоя может быть использована накопленная толща имеющегося балласта при условии удовлетворения его характеристиками критериев, предъявляемых к защитному слою (таблица 7).
6.3.3 На железнодорожных линиях III категории и ниже допускается в качестве материала защитного слоя применять пески гравелистые, крупные и средней крупности.
6.3.4 Толщина защитного слоя под балластной призмой определяется расчетом в зависимости от вида грунта земляного полотна, его состояния, глубины промерзания грунтов и условий эксплуатации.
Расчеты по определению толщины защит. слоя выполняются, исходя из двух условий:
- обеспечения заданной несущей способности (прочности) осн. площадки, исключающей появление деформаций под воздействием поездной нагрузки выше допустимых значений;
- ограничения деформаций пути под воздействием морозного пучения или набухания сильнонабухающих грунтов (при влажности на границе текучести более 0,40).
При определении несущей способности грунтов в расчет принимается максимальная нагрузка от подвижного состава с учетом ожидаемого перспективного её увеличения, а при определении пучения нижележащих грунтов – максим. в 10-м периоде граница промерзания.
Толщина защитного слоя определяется по большему из полученных расчетом значений.
6.3.5 Минимальные значения модуля деформации по верху защитного слоя и коэффициента уплотнения его материала для вновь строящегося и реконструируемого земляного полотна в зависимости от категории железнодорожной линии принимаются согласно таблице 7.
Таблица 7 - Характеристика защитного слоя
| Категория железнодорожной линии | Характеристика защитного слоя | |
| Модуль деформации в уровне основной площадки (по верху защитного слоя), МПа, не менее | Коэффициент уплотнения материала защитного слоя, не менее | |
| Скоростная, пассажирская и особогрузонапряженная | 100/80 | 1,0 |
| I и II | 80/60 | 0,98 |
| III и IV | 60/50 | 0,95 |
| Примечания 1 Модуль деформации по верху защитного слоя принимается по второй ветви загружения в соответствии с СП 22.13330, при штамповых испытаниях по ГОСТ 20276. 2 В числителе даны модули для нового строительства, а в знаменателе для реконструкции. |
6.3.6 Поверхность глинистого грунта под защитным слоем на вновь строящихся железнодорожных линиях следует планировать с двусторонним уклоном 0,04 от оси земляного полотна в полевую сторону. При строительстве дополнительных железнодорожных путей или реконструкции существующего земляного полотна защитный слой должен быть уложен на поверхность нижележащего грунта земляного полотна, спланированную с уклоном 0,04 в полевую сторону. Верх защитного слоя планируется с уклоном 0,04 в полевую сторону.
6.3.7 На участках примыкания земляного полотна с защитными слоями к земляному полотну, у которого нет защитного слоя, либо к искусственным сооружениям или разных конструкций самих защитных слоев предусматриваются сопряжения, длина которых определяется расчетом из условия обеспечения плавного перехода в продольном направлении, но не менее 25 м для скоростных линий и 15 м для всех остальных. Толщина защитного слоя в пределах переходного участка изменяется линейно. Армирование защитного слоя переходного участка принимается как для участка с большей величиной армирования, а по теплоизоляции делается сопряжение, обеспечивающее плавное изменение величины пучения.