СП 32-104-98 УДК 69+625.11[(083.74) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ, АРХИТЕКТУРНОЙ И ЖИЛИЩНОЙ ПОЛИТИКЕ (ГОССТРОЙ РОССИИ) Система нормативных документов в строительстве СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КОЛЕИ 1520 мм DESIGN OF EARTHWORK FOR RAIL WAYS WITH 1520 mm TRACK ПРЕДИСЛОВИЕ 1 РАЗРАБОТАН институтом ОАО “ЦНИИС” с участием ВНИИЖТ ОАО “Мосгипротранс”, АО “Ленгипротранс”, АО “Сибгипротранс”, Киевгипротранс, Московского государственного университета путей сообщения, РИСИ, Промтрансниипроект, ТашИИТ 2 ВНЕСЕН ОАО “ЦНИИС” 3 ОДОБРЕН Минземстроем России (письмо № 13-498 от 08.09.98 г.) 4 УТВЕРЖДЕН зам. директора ОАО “ЦНИИС” 27.12.96 5 РАЗРАБОТАН впервые СВОД ПРАВИЛ РАЗРАБОТАЛИ: ОАО “ЦНИИС”: доктора технических наук А.А. Цернант, Г.С. Переселенков, кандидаты технических наук Е.Я. Яковлева, С.Г. Жорняк, А.И. Песов, Ф.И. Целиков, Н.Д. Меренков, В.В. Гулецкий, Л.Н. Юдин, инженеры Л.И. Кузнецова, В.Г. Переселенков. Л.М. Бирюкова, С.И. Стряпчев, М.Г. Камаева; АО “Ленгипротранс”: инженеры Е.А. Бойцов, А.А. Пушкина; ОАО “Мосгипротранс”: инженеры С.Н. Махлис,М.Г. Дыкман, Н.М. Фомина, Ю.В. Исаков; Киевгипротранс: инженер Г.Б. Книжник; ВНИИЖТ МПС: канд. техн. наук П.Г. Пешков, д-р техн. наук П.И. Дыдышко; МГУПС: д-р техн. наук Т.Г. Яковлева, д-р техн. наук В.В. Виноградов; АО “Сибгипротранс”: инж. Н.П. Мурованный; РИСИ: д-р техн. наук В.И. Грицык; Промтрансниипроект: инженеры В.И. Поляков, Н.И. Провоторов; ТашИИТ: д-р техн. наук Р.С. Закиров, канд. техн. наук С.Н. Смирнов. Рецензенты: инженеры Г.И. Куркова, С.Н. Сильницкая. 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 1.1 Свод правил разработан для обеспечения выполнения требований СНиП 32-01-95 “Железные дороги колеи 1520 мм” (Раздел 4. Земляное полотно). Документ предназначен для применения при проектировании и строительстве земляного полотна новых железнодорожных линий колеи 1520 мм, главных и станционных путей, узлов и станций, а также внешних (подъездных) железнодорожных путей предприятий и организаций по согласованию с органами исполнительной власти в области железнодорожного транспорта. 1.2 Свод правил распространяется на проектирование земляного полотна железнодорожных линий, представляющего собой комплекс земляных сооружений в виде насыпей, выемок, водоотводов, обеспечивающих отвод поверхностных и грунтовых вод от земляного полотна, сооружений инженерной защиты земляного полотна от природных геофизических процессов (с учетом требований СНиП 2.01.15-90) и специальных мероприятий по повышению устойчивости основания земляного полотна. 2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ Перечень нормативных документов, на которые даны ссылки в Своде правил, приведен в приложении С. 3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 3.1 Земляное полотно следует проектировать на основе материалов инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических, гидрогеологических и гидрологических изысканий. При необходимости, в сложных условиях, следует выполнять геокриологические, инженерно-сейсмологические и другие виды изысканий, а также натурные определения деформативных и прочностных свойств грунтов основания. При проектировании необходимо обеспечивать заданный уровень надежности по прочности, стабильности и устойчивости земляного полотна при минимальных затратах, а также максимальном сохранении ценных земель, наименьшем ущербе природной среде. Необходимые сооружения и устройства инженерной защиты (снего- и пескозащитные, противообвальные, противоналедные, противолавинные, противоселевые, охранные лесополосы и др.) могут располагаться как в полосе отвода железной дороги, так и за ее пределами в специально выделенных охранных зонах по согласованию с местными органами исполнительной власти и владельцами земель. 3.2 При проектировании земляного полотна должны быть приняты комплексные решения по выбору и назначению: конструкции земляного полотна в зависимости от категории железнодорожной линии, инженерно-геологических и природных условий с учетом деления территории страны на климатические зоны (СНиП 2.01.01-82), а также способов производства работ; грунта для насыпей с учетом вида и состояния грунтов основания, высоты проектируемой насыпи, а также разведанных запасов грунтов, дальности их возки, наличия поблизости отходов промышленного производства, пригодных для сооружения земляного полотна; вида и конструкции водоотводных устройств соответственно расчетным расходам поверхностного стока и гидрогеологическим условиям; типа укрепления откосов земляного полотна и водоотводов с учетом местных условий; комплекса устройств и мероприятий по защите пути от вредного воздействия природных факторов. 3.3 При проектировании земляного полотна следует принимать нагрузку от подвижного состава и верхнего строения пути с учетом перспективных условий эксплуатации дороги. В необходимых случаях следует проверять устойчивость откосов, прочность основной площадки и основания насыпей, их деформативность в части непревышения допустимых значений деформаций равномерного морозного пучения и обратимых (упругих) и остаточных осадок оснований насыпей. 3.4 Для обеспечения надежности конструкций земляного полотна и расширения сферы применения местных грунтов следует предусматривать: уплотнение до нормируемой плотности грунта в насыпях, в необходимых случаях под основной площадкой в выемках и на нулевых местах; устройство защитного слоя из дренирующих грунтов под балластной призмой; применение геотекстильных материалов (на основной площадке под защитным слоем, в конструкциях укрепления откосов, а также на слабых основаниях); использование теплоизоляционных материалов для предотвращения морозных деформаций (пенопласты, шлаки, торф); надежное обеспечение отвода поверхностных и подземных вод от земляного полотна (в том числе с применением дренажей мелкого заложения, водоотводных лотков); применение инженерных способов защиты откосов насыпей (пляжные откосы, обсев, железобетонные укрепления, химическое закрепление поверхностного слоя грунта) и скальных выемок (пневмонабрызг бетона, одевающие стены, анкерные крепления и др.); обсыпку откосов насыпей и выемок крупнообломочным и скальным грунтом. 3.5 В связи с современными требованиями по увеличению скоростей движения поездов и увеличению нагрузок на оси подвижного состава необходимо не только учитывать деформационные показатели конструкций земляного полотна, но и производить проверки прочности основания под балластным слоем на виброустойчивость при принимаемых скоростях движения поездов. 4 ГРУНТЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА Классификация грунтов 4.1 Грунты в соответствии с ГОСТ 25100 подразделяются на 4 класса: скальные, дисперсные, мерзлые и техногенные. 4.2 Применительно к условиям проектирования земляного полотна скальные грунты подразделяются на залегающие в естественных условиях в виде массивов (в выемках) и раздробленные, полученные посредством разрушения скальных массивов (для насыпей). Скальные фунты характеризуются показателями прочности и выветриваемости во времени; 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 (приложение А). 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 и грунтовыми сооружениями в аналогичных условиях. 4.3 По водопроницаемости грунты, используемые для сооружения насыпей, разделяются на дренирующие и недренирующие. К дренирующим следует относить грунты, имеющие при максимальной плотности при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733 коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут и содержание менее 10 % частиц по массе размером менее 0,1 мм. Оценка водопроницаемости грунтов возможна по показателям гранулометрического состава. К дренирующим грунтам (Кф ≥ 0,5 м/сут) относятся 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. При технико-экономическом обосновании с разрешения заказчика допускается применение в качестве дренирующего грунта песков мелких и пылеватых, содержащих более 10 % частиц размером менее 0,1 мм, если коэффициент фильтрации их не менее 0,5 м/сут. Для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем коэффициент фильтрации устанавливается на основании испытания заполнителя. 4.4 Учитывая сложные и изменяющиеся во времени условия работы грунтов в конструкции земляного полотна, глинистые грунты дополнительно к ГОСТ 25100 подразделяются по степени засоленности, просадочности, набухаемости и пучинистости (приложение Б), что следует учитывать при проектировании земляного полотна. Грунты для насыпей 4.5 Грунты для насыпей следует применять с учетом их свойств и состояния, особенностей природных условий в пределах участка размещения проектируемого объекта, а также места нахождения запасов грунта (таблица 4.1). Допускается использовать местные грунты, в том числе техногенные (отходы производства): металлургические шлаки, золошлаковые смеси, материалы породных отвалов и др., пригодные для сооружения земляного полотна. Для насыпей во всех условиях можно применять грунты, состояние которых под воздействием природных факторов практически не изменяется или изменяется незначительно и не влияет на прочность и устойчивость земляного полотна. 4.6 Грунты, состояние и свойства которых существенно изменяются под воздействием природных факторов, допускаются к использованию в качестве материала для насыпей с учетом ограничений (таблица 4.1). Возможность и целесообразность применения таких грунтов устанавливают в зависимости от местных условий и технико-экономических соображений с учетом обоснованного выбора конструкций насыпей, а также способов защиты земляного полотна от разрушающего действия природных факторов. Таблица 4.1
4.7 При применении техногенных грунтов в проектах должны предусматриваться мероприятия по обеспечению стабильности основной площадки и по защите откосов от ветровой и водной эрозии. 4.8 Не допускается применять для насыпей следующие грунты: глинистые с влажностью, превышающей допустимую (п. 4.19); глинистые избыточно засоленные и сильнонабухающие, жирные глины (приложение Б); торф, ил, мел, заторфованные грунты, содержащие более 15 % органических веществ; грунты заторфованные (содержащие органические вещества в количестве 10—15 %) — для верхнего трехметрового слоя насыпей; грунты с примесью органических веществ (в количестве 3—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. Перечисленные грунты разрешается использовать в исключительных случаях для дорог IV категории при соответствующем технико-экономическом обосновании при обязательном осуществлении мер, обеспечивающих требуемую устойчивость земляного полотна. 4.9 Для нижней части постоянно подтопленных насыпей, при сооружении которых требуется отсыпка грунта в воду, рекомендуется применять скальные (слабовыветривающиеся выветривающиеся неразмягчаемые), крупнообломочные грунты (в том числе с песчаным заполнителем), пески гравелистые, крупные, средней крупности. Допускаются также мелкие и пылеватые пески и супеси легкие при условии ограничений по крутизне откосов и технологии производства работ. При этом отметка верха отсыпки указанных грунтов назначается с учетом высоты капиллярного поднятия. Для периодически подтопляемых насыпей, при отсыпке их на незатопленное основание, нижнюю подтопляемую часть насыпи следует отсыпать из дренирующих грунтов или песчанистых супесей. 4.10 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 15 % по массе. Нормы уплотнения грунтов земляного полотна 4.11 В проектах необходимо предусматривать уплотнение грунтов при сооружении земляного полотна: для насыпей — из всех видов грунтов, за исключением слабовыветривающихся, на дорогах всех категорий; в основаниях насыпей высотой до 0,5 м и под основной площадкой в выемках и “нулевых местах”, в тех случаях, когда естественная плотность грунтов ниже нормируемой — на дорогах III категории и выше. 4.12 Требуемую в земляном полотне для песчаных и глинистых грунтов плотность сухого грунта
где К - минимальный коэффициент уплотнения, принимаемый по таблице 4.5СНиП 32-01-95. При этом необходимо проверять пригодность грунта карьера (резерва) по условиям его влажности (в соответствии с указаниями п. 4.19). 4.13 Уменьшение при проектировании коэффициента уплотнения по сравнению с нормами, приведенными в таблице 4.5 СНиП 32-01-95, допускается в исключительных случаях при невозможности или экономической нецелесообразности его достижения (при наличии грунтов повышенной влажности или грунтов малой влажности в засушливых зонах). При этом следует предусматривать в проекте дополнительные мероприятия, обеспечивающие общую устойчивость земляного полотна и прочность его основной площадки (уположенные откосы, песчаные подушки, бермы, прослойки геотекстильных материалов, запас на осадку и др.). 4.14 Уплотнение отсыпаемых в насыпи скальных грунтов из слабовыветривающихся, выветривающихся, лековыветривающихся пород (алевролитов, аргиллитов, мергелей, глинистых сланцев и др.), а также песчаных и глинистых грунтов обеспечивается соблюдением установленной технологии производства работ (заданной толщиной уплотняемого слоя, числа проходов уплотняющих машин и механизмов) и корректировки ее на основании предварительного пробного уплотнения [1]. 4.15 Для насыпей, возводимых из глинистых грунтов и песков с коэффициентом уплотнения К ≤ 0,95, насыпей, сооружаемых способом гидромеханизации, а также из скальных и крупнообломочных грунтов, следует предусматривать запас на осадку за счет уплотнения грунтов тела насыпи по нормам таблицы 4.2. Большие значения запаса относятся к насыпям, возводимым в короткие сроки (до 6 месяцев) из грунтов с влажностью, близкой к предельно допустимой (п. 4.19). В случаях невозможности отсыпки насыпей с полным запасом на осадку на участках, где это приводит к превышению руководящего уклона более чем на 0,002 (на подходах к мостам и др.), следует предусматривать уширение основной площадки, обеспечивающее возможность подъемки пути до проектных отметок после завершения осадки. Таблица 4.2
4.16 При сооружении земляного полотна в зимнее время запас на осадку за счет уплотнения грунтов тела насыпей следует принимать по п. 15.6. 4.17 фактический объем грунта, необходимого для сооружения насыпей, в тех случаях когда требуемая плотность грунта в теле насыпи больше естественной плотности грунта в резерве (карьере), определяется по формуле Vн.ф = Vн K1, где Vн - объем проектируемой насыпи, м3; К1 - коэффициент относительного уплотнения грунта в теле насыпи, определяемый по формуле
где Для ориентировочного предварительного определения объема грунта в резервах (карьерах), выемках, необходимого для возведения насыпей с требуемой плотностью грунтов, коэффициент относительного уплотнения К1, может быть принят по таблице 4.3. При возведении насыпи гидромеханизированным способом объем потребного грунта в карьере следует определять в соответствии с указаниями по проектированию гидромеханизированных работ [24]. Таблица 4.3
Нормы влажности грунтов 4.18 Влажность глинистых грунтов необходимо учитывать при установлении коэффициента уплотнения и оценки возможности использования этих грунтов в земляном полотне. Для насыпей следует применять грунты, имеющие преимущественно оптимальную влажность W0 и близкие к ней. Численные значения оптимальной влажности определяют по ГОСТ 22733. 4.19 Наибольшая допустимая влажность грунта, при которой обеспечивается нормируемая плотность (см. п. 4.12), устанавливается по кривой стандартного уплотнения. Ориентировочно она может быть определена по графику на рисунке 4.1. На указанном графике для пяти основных разновидностей грунта представлены теоретические зависимости, характеризующие максимально возможную их уплотняемость при различной естественной влажности.
1 — глины; 2 — суглинки; 3 — супеси; 4 — пески; 5 — черноземы Рисунок 4.1 Зависимость возможного уплотнения грунта от его естественной влажности Примечание — Зависимости ρd = f(W) рассчитаны при значениях плотности частиц грунтов ρs, равных 2,74; 2,70; 2,68; 2,66; 2,60 г/см3 соответственно для глины, суглинков, супесей, песков, грунтов с примесью органических веществ (черноземов) (для всех указанных типов грунтов при содержании воздуха в порах 5 %, что обеспечивается при правильном соблюдении технологии уплотнения). 4.20 Глинистые грунты, находящиеся в тугопластичном состоянии (0,25 < IL ≤ 0,50), используются для сооружения земляного полотна при соблюдении требований к конструкциям, изложенным в пп. 7.12—7.14, 10.5—10.7. Грунты, находящиеся в мягкопластичном состоянии (0,50 < IL ≤ 0,75), допускается использовать лишь по индивидуальным проектам на основании технико-экономических расчетов. 4.21 При влажности глинистых грунтов, мелких и пылеватых песков менее 0,75—0,80 W0 их необходимо увлажнять. В засушливых районах должны быть предусмотрены мероприятия по влагонакоплению (снегозадержание) и получению воды для поливов в местах выполнения земляных работ. При определении количества воды, потребной для увлажнения грунта, следует учитывать климатические и погодные условия района строительства и ориентироваться на обеспечение при уплотнении влажности грунта, соответствующей 0,9—1,0 оптимальной. Естественные основания 4.22 Оценку естественных оснований по условиям их увлажнения при выборе грунтов для насыпей и проектировании земляного полотна следует выполнять с учетом таблицы 4.4. Таблица 4.4
4.23 В зависимости от прочности грунтов, их влажности, степени о | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
