В обычных условиях насыпи сооружают согласно типовым поперечным профилям. Для отсыпки насыпей (рисунок 2) обычно используют грунты из ближайших выемок или из резервов, представляющих собой котлованы, закладываемые на расстоянии не менее 3 м от одной или обеих сторон сооружаемой насыпи. Иногда грунты привозят из карьеров.
Поперечные профили насыпей характеризуются крутизной откосов, размерами резервов, берм и водоотводных канав.
Полоса земли под насыпью является ее основанием. Крутизна откосов насыпей назначается от рода грунта, геологических, гидрологических и климатических условий. Откосы насыпей могут быть однообразной крутизны и ломаной формы с переменной крутизной. Типовые поперечные профили насыпей из крупного и средней крупности песка, гравия, гальки, щебенистых и других слабовыветривающихся грунтов при высоте до 12 м в верхней части должны иметь откосы 1:1,5, а в нижней при высоте более 6 м – 1:1,75. Линия сопряжения откоса с основной площадкой называется бровкой земляного полотна, а с основанием – подошвой откоса.
а – с резервами; б – с продольными водоотводными канавами.
Рисунок 2 – Типовые поперечные профили насыпей
По обеим сторонам насыпи устраивают бермы – полосы, спланированные с уклоном в сторону от пути. Назначение берм – не допускать проникновения воды к основанию насыпи и его подмыва или переувлажнения.
За бермами находятся резервы (рисунок 2, а), а при использовании привозного грунта – водоотводные канавы (рисунок 2, б), которые собирают поверхностные воды и отводят их в пониженные места (обычно к ближайшим искусственным сооружениям). Дну резервов и водоотводных канав стремятся придать продольный уклон не менее 3‰, так как в противном случае они заиливаются и это требует частой их очистки. При поперечном уклоне местности круче 40‰ резервы и водоотводные канавы устраиваются только с одной (верховой) стороны насыпи. В резервах шириной более 10 м дно в поперечном
направлении делают двухскатным, а при меньшей ширине – односкатным в сторону от насыпи. Резервы не закладывают в пределах раздельных пунктов с путевым развитием, а также в местах расположения переездов и путевых зданий. Ширина дна и глубина водоотводных канав должна быть не менее 0,6 м, а откосы – не круче 1:1,5. Размеры канав определяют гидравлическими расчетами. Берма должна возвышаться над максимальным уровнем воды в канаве не менее чем на 0,2 м.
При сооружении насыпи на косогоре крутизной от 1:5 до 1:3 для повышения устойчивости в основании устраивают уступы (рисунок 3). Аналогично уширяют насыпь при постройке второго пути (рисунок 4).
Рисунок 3 – Насыпь на косогоре
Рисунок 4 – Уширение насыпи при постройке второго пути
По индивидуальным проектам сооружают насыпи:
-высотой более 12 м;
-на косогорах, круче 1:3, а также на оползневых и неустойчивых косогорах, независимо от крутизны склона;
-при слабых и мокрых грунтах в основании, а также при наличии в основании выходов ключей;
-на болотах глубиной более 3–4 м, а также если уклон их дна круче 1:10 – 1:20;
-при пересечении пойм рек, староречий, озер, заливов морей, оврагов, крутых балок;
-в районах распространения карста, обвалов, осыпей, снежных лавин, волновых воздействий и в прочих неблагоприятных условиях;
-фильтрующие и возводимые средствами гидромеханизации.
1.3 Типовой поперечный профиль железнодорожной выемки,
глубиной до 12.0 м
Поперечные профили выемок характеризуются крутизной откосов, размерами кюветов, кавальеров, банкетов, забанкетных и нагорных канав.
Крутизну откосов выемок назначают по расчету в зависимости от физико-
механических свойств грунта, геологических и гидрогеологических условий, а также от глубины выемки.
Основные конструктивные элементы выемок показаны на (рисунок 5). По обе стороны от основной площадки земляного полотна у основания откосов выемки прорывают небольшие сточные продольные канавы трапецеидального сечения (5), называемые кюветами, для отвода поверхностной воды с пути и откосов. Кюветы проектируют с продольным уклоном дна, равным уклону земляного полотна, но не менее 0,002. Глубину кюветов, как правило, принимают равной 0,6 м, а ширину по дну – 0,4 м.
Грунт из выемки, не использованный для насыпей, отсыпают за откосом в виде призмы (2), называемой кавальером. Ребро (6), образуемое пересечением основной площадки земляного полотна с откосом насыпи или кювета, а также откоса выемки с земной поверхностью, называют бровкой. Если площадка между бровкой выемки и кавальером имеет склон в сторону пути, то для
предотвращения стекания воды на откос на этой площадке устраивают небольшую присыпку (4), называемую банкетом, а за ним прокладывают забанкетную канаву (3). Крутизна откосов кавальеров и банкетов не круче 1:1,5.
Рисунок 5 – Типовой поперечный профиль выемки глубиной до 12 м с кавальерами при поперечном уклоне местности не круче 1:3
С нагорной стороны за кавальером прорывают нагорную канаву (1) для
сбора воды с прилегающей местности и отвода ее в сторону от пути. Сечение нагорных канав, так же как и водоотводных у подошвы насыпей, зависит от расхода воды – ее количества в м3, протекающего через сечение канавы в единицу времени (1 с). Бровка должна превышать максимальный уровень воды в канаве не менее чем на 0,2 м. Продольный уклон нагорной канавы не менее 3‰. Расстояние от подошвы полевого откоса кавальера до нагорной канавы принимают от 1 до 5 м в зависимости от снегозаносимости и свойств грунта, крутизну откосов 1:1,5 – для выемок, сооружаемых в супесях, суглинках, тощих, жирных и пылеватых глинах; в засушливом климате Средней Азии и Казахстана допускается крутизна откоса выемок в лёссах в пределах от 1:0,5 до 1:0,1, в легковыветривающихся скальных породах – от 1:0,5 до 1:1,5.