Что называется основанием земляного полотна
Что называется основанием земляного полотна
Железнодорожный путь обычно подразделяют на земляное полотно, верхнее строение и искусственные сооружения. Земляное полотно является основным элементом нижнего строения железнодорожного пути и представляет собой инженерную конструкцию в виде комплекса грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности.
Земляное полотно предназначено для укладки верхнего строения пути, восприятия нагрузок от подвижного состава, передаваемых через элементы верхнего строения пути, и для обеспечения устойчивости пути.
Рисунок 1 – Комплекс объектов земляного полотна.
А – насыпь, б – нулевое место, в – выемка, г – полувыемка, д – полунасыпь-полувыемка, е – полунасыпь.
Элементы земляного полотна и связанные с ним устройства
В структуре насыпи полоса земли, на которую опирается насыпь, называется основанием. Плоскости (поверхности), ограничивающие насыпь с обеих сторон, называются откосами. Линия пересечения откоса основной площадки с откосом называется бровкой (основной площадки). Линия пересечения откоса с основанием насыпи называется основанием (или подошвой) откоса. Поверхности между основанием откоса и водоотводом (водоотводной канавой или резервом) называются бермами. Резервами называются продольные котловины, из которых грунт укладывается в насыпи при их постройке.
В выемке вдоль бровки основной площадки с двух сторон размещаются продольные водоотводные канавы, называемые кюветами. За ними следуют откосы. Линии пересечения откосов с поверхностью земли называются бровками. При разработке выемки излишний объём грунта (или непригодный для насыпи) укладывают за откосными бровками в грунтовые призмы, называемые кавальерами. На полосе между откосной бровкой и кавальером (называемым обрезом) для обеспечения стока воды размещаются банкет – треугольная призма грунта, препятствующая стоку воды на откос выемки, и забанкетная канава (трапециевидной формы), обеспечивающая продольный сток воды с полосы обреза. В нагорной зоне за кавальером размещается нагорная канава (трапециевидной формы), которая перехватывает и отводит воду поверхностного стока, поступающей с нагорной стороны, с нагорных склонов.
Поперечным профилем называется поперечный разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси, выполненной на всю ширину полосы отвода. Поперечные профили земляного полотна характеризуются шириной и формой основной площадки, крутизной откосов, расположением водоотводных устройств, высотой насыпи и глубиной выемки.
Рисунок 2.1 – выемка
1 – основная площадка, 2 – сливная призма, 3 – бровка, 4 – откос, 5 – кювет, 6 – откосная бровка, 7 – банкет, 8 – забанкетная канава, 9 – кавальер, 10 – нагорная канава.
Рисунок 2.2 – насыпь
1 – основная площадка, 2 – сливная призма, 3 – бровка, 4 – откос, 5 – основание насыпи, 6 – основание откоса, 7 – берма, 8 – водоотводная канава, 9 – резерв.
Рисунок 2.3 а – полунасыпь-полувыемка (поперечный профиль)
Рисунок 2.3. б – полунасыпь-полувыемка
насыпи : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
выемки : 1, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
Ширина основной площадки зависит от вида используемых грунтов и категории железнодорожной линии.
Ширина (основной площадки) земляного полотна
Ширина земельного полотна на прямых участках пути
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.
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 автомобильной дороги
Определение
земляное полотно – один из самых основных конструктивных слоев дорожной одежды от которого, в значительной степени, зависит долговечность, как вышележащих слоев, так и всей конструкции в целом. Это искусственно возведенное сооружение из грунтов различной плотности, прочности и происхождения.
Основное назначение
выравнивание профиля земной поверхности с целью экономии нерудных материалов и придания будущей автомобильной дороге заданных горизонтальных и вертикальных уклонов.
Основные два типа конструкций земляного полотна – насыпь, которая устраивается в тех случаях, когда поверхность будущей трассы необходимо поднять относительно уровня земной поверхности (низины, болота, овраги и прочее)
выемка, устраиваемая на возвышенностях (холмы, горы, косогоры и др.), когда лишний грунт земляного полотна необходимо «срезать».
Высота насыпи и глубина выемки зависит от категорийности автомобильной дороги.
Основные строительные машины, используемые при устройстве земляного полотна – бульдозер, грейдер, скрепер и экскаватор.
Выбор в пользу той, или иной техники зависит от:
— длины захватки и дальности перемещения грунта;
— грунтово-гидрологических условий места проведения работ;
— высоты/глубины будущей насыпи/выемки.
Особенности возведения земляного полотна на косогорах:
1. Очень большое количество объемов работ (нарезка уступов, разработка въездов).
2. Снижение производительности работ.
3. Неравномерный износ рабочих органов и ходовой части дорожных машин.
Если соотношение воображаемого прилежащего катета к противолежащему составляет 1 к 5 (1:5) и положе, то используется автогрейдер. При откосе 1:2,5 до 1:5 насыпь возводят бульдозерами. На особенно крутых косогорах возведение земляного полотна производят комбинированным способом: сначала бульдозером, затем экскаватором.
Особенности возведения земляного полотна в горных условиях:
1. Наличие буровзрывных работ.
2. Отсутствие подъездных и смежных.
3. Резкая смена погодных условий.
4. Необходимость устройства защитных сооружений от камнепадов и оползневых процессов.
Сооружение земполотна в скальных породах грунта производят в 3 стадии:
— строительство рабочего проезда (предусматривает проезд трактора) с использованием минимум двух бульдозеров. Во время устройства возводят подпорные стенки из подручных каменных материалов.;
— возведение земляного полотна в соответствии с проектом.
Толщина слоя составляет около 30-40 см, максимальный размер камня не более 25 см. На первом этапе уплотнение производится решетчатыми катками, заканчивается — на пневматических шинах. шинах.
Земляное полотно
Земляное полотно
Основные элементы земляного полотна
Земляное полотно сооружается по типовым или индивидуальным проектам. Типовые проектные решения принимаются для участков с простыми инженерно-геологическими и топографическими условиями, где возможно устройство земляного полотна со стандартными основными размерами для типовых конструкций. Индивидуальные проекты разрабатываются для устройства земляного полотна в сложных природных условиях, их параметры определяются по инженерными расчетами.
Материалами для строительства земляного полотна служат грунты в виде скальных или осадочных массивов (для выемок) и крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты нарушенной структуры (для насыпей). Для обеспечения достаточной плотности грунтов насыпей при сооружении земляного полотна грунты подвергают обязательному послойному уплотнению. При неблагоприятном сочетании прочности, устойчивости и воздействующих факторов появляются деформации земляного полотна и его дефекты.
Типовые профили земляного полотна
1 Насыпь
Насыпь это линейное сооружение, выполненное из грунта. Возводится на трассе железнодорожного пути, обычно в понижениях рельефа, на подходах к мостам и путепроводам и обеспечивающее размещение верхнего строения пути на заданных проектных отметках над поверхностью земли.
В насыпи выделяют характерные элементы, такие как:
— Ядро (центральная несущая часть)
— Основная площадка (предназначенная для укладки ВСП)
— Откосные части
— Основание
— Укрепительные и защитные сооружения и устройства
Насыпи обычно возводят из однородного местного материала или привозного грунта (скального, песчаного, глинистого и др.), как правило, получают при разработке выемок, из путевых резервов или карьеров. Пригодность грунта для насыпи зависит от ее естественного состояния, способов производства строительных работ, высоты насыпи, устойчивости ее основания, длительности подтоплений и т.п. Конструктивные особенности насыпи, а так же степень уплотнения грунта зависят от плана и профиля линии, категории дороги, местных природных условий, свойств используемых материалов.
Как правило, высоту насыпи устраивают не более 12м. Ширина насыпи по верху зависит от числа путей, ширины междупутий, радиуса кривых на участке железнодорожного пути, Скоростей движения поездов. Крутизна откосов насыпи в нормальных условиях принимается 1:1,5. Для уменьшения площади основания и объема всего сооружения, повышения устойчивости или несущей способности насыпь возводят из более прочных привозных материалов. Так же для усиления несущей способности применяют армирование в теле насыпи, синтетические материалы, увеличивающие несущую способность. Откосы укрепляют посевом трав. Вдоль насыпи с нагорной стороны устраивают водоотводную канаву для защиты основания и откоса от переувлажнения и размыва.
2 Выемка
Выемка это заглубленное линейное сооружение, построенное на трассе железной дороги посредством изъятия грунта на заданную отметку и обеспечивающее размещение ВСП на проектных отметках ниже поверхности земли.
Характерные элементы выемки это:
— Основная площадка земляного полотна
— Кюветы
— Закюветные полки (если есть такая необходимость)
— Откосы
— Банкеты (или соответствующие планировки грунтовой поверхности (с нагорной стороны)
— Забанкетная или нагорная канава
Ширина основной площадки в выемке зависит от принятых проектных решений, так же от категории железнодорожной линии. При наличии слабых грунтов производят замену грунта в слое под проектным очертанием для предупреждения пучинистых процессов. Поверхностный водоотвод осуществляют обычно по кюветам, банкетам, канавам. Как и при насыпи, откосы после формирования их, укрепляют посевом трав. Для обеспечения стабилизации земляного полотна в выемках при размещении их в скальных породах, на неустойчивых косогорах, при наличии грунтовых вод, на подходах к тоннелям и в других сложных условиях может потребоваться сложный комплекс дорогостоящих защитных и укрепительных сооружений (подпорных стенок, дренажей и т.п.)
3 Полунасыпь
4 Полувыемка
5 Полунасыпь-полувыемка
6 Нулевое место
Земляные работы выполняются при сооружении земляного полотна. Грунт перевозится обычно автомобильным транспортом. При благоприятных условиях пользуются безтранспортными способами, например укладывают грунт непосредственно в насыпи. С помощью бульдозеров возводят невысокие насыпи, нарезают неглубокие выемки, полки на косогорах, разравнивают грунтовые поверхности, производят засыпки и т.п.
Грунт из выемок целесообразно перемещать в близлежащие насыпи. Однако объем земляных работ на выемках в целом меньше, чем на насыпях. Поэтому широко практикуется добыча грунта в карьерах. Грунт укладывают в насыпи послойно, разравнивают бульдозерами и уплотняют катками, трамбовочными машинами. При строительстве вторых путей на общем земляном полотне откос действующей насыпи нарезают с отсыпанного слоя уступами. Верхняя часть присыпаемой насыпи обычно устраивают из дренирующих грунтов, которые завозят по действующему пути в думпкарах.
Что называется основанием земляного полотна
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.
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 5 лет назад. Просмотров с момента размещения на сайте 24761