Оценка устойчивости основания насыпи

Оценка устойчивости основания выполняется для определения возможности бокового выпирания слабого грунта основания под воздействием нагрузки от веса насыпи.

В зависимости от результатов оценки устойчивость основания в его природном состоянии относят к одному из трех типов [11]:

I — основания, не требующие специальных мер по обеспечению устойчивости;

II — основания, для обеспечения устойчивости которых достаточно ограничить режим отсыпки насыпи;

III — основания, требующие применения специальных мероприятий для исключения бокового выпирания слабых грунтов и обеспечения их устойчивости.

Возможность обеспечения устойчивости оснований II типа обусловлена способностью слабых грунтов уплотняться и упрочняться по мере постепенной передачи на них нагрузки и прохождения процесса консолидации.

При простом (трапецеидальном) очертании насыпи эпюру расчетной нагрузки на основание следует принимать в виде равнобочной трапеции (рис. 11.1).

Рис. 11.1. Эпюра расчетной нагрузки.

Вначале проверку условия достаточной устойчивости слабого основания определяют для условий быстрой («мгновенной») отсыпки насыпи, исходя из того, что грунт насыпи ниже уровня воды находится в неводонасыщенном состоянии.

где Kfeз — коэффициент безопасности при «мгновенной» отсыпке насыпи; Р?_ез — безопасная нагрузка, отвечающая предельной величине внешней нагрузки на основание, вызывающей возникновение предельного состояния по сдвигу в наиболее опасной точке основания; Р^_сч — расчетная величина внешней нагрузки при «мгновенной» отсыпке насыпи.

Безопасная нагрузка для условий быстрой отсыпки насыпи определяется, но формуле.

где с_нач и (р_нач — сцепление и угол внутреннего трения грунта слабой толщи при его природной плотности-влажности; у?^зв = у_т — 10 — средневзвешенная плотность слабого грунта (кН/м³) с учетом взвешивающего действия воды, расположенного выше горизонта 2_ГВ; Z — глубина рассматриваемого горизонта от поверхности земли; р — коэффициент, определяемый для трапецеидальной эпюры нагрузки в зависимости от угла (р и формы эпюры нагрузки.

Коэффициент р устанавливается, но графикам рис. 11.2 в зависимости от значений <�р_нач, V, Т, где V = Н_сл / b;T=(2 b — В)/В; В — ширина насыпи поверху; Ъ — полуширина насыпи понизу, равная

где й_расч — расчетная высота насыпи; тп — коэффициент заложения откосов насыпи.

где у_н — плотность грунта насыпи; S — конечная осадка насыпи; Ара_СЧ — расчетная высота насыпи.

Расчетная нагрузка от насыпи трапецеидальной формы определяется, но формуле.

Рис. 11.2. Графики зависимости коэффициента (3:

1 — при 2а/В = 10; 2 — при 2а/В — 3,0; 3 — при 2а/В = 1,0; 4 — при 2а/В = 0,6; 5 — при 2а/В = 0,2.

В случае если соблюдается условие

основание относят к I типу по устойчивости и никаких дополнительных проверок устойчивости не проводят.

В случае если /С?_ез < 1, для отнесения основания ко II или III типу определяют безопасную нагрузку при медленной отсыпке насыпи по выражению.

где где с_К0|1 и ср'_0!1 — условные сцепление и угол внутреннего трения, получаемые при испытании на консолидацию при нагрузке, соответствующей давлению от веса насыпи; (3 — тот же коэффициент, что и при расчете на быструю отсыпку, но принимаемый в зависимости от угла ф'.

В зависимости от численных значений коэффициентов безопасности выделяют следующие типы основания: при одновременном соблюдении условий К¹^ < 1 и > 1 основание относят к подтипу II-А, при 0,2 < К|_ез < 1 — к подтипу П-Б, при К|_ез <0,2 — к III тину.

В табл. 11.2 приведены типы основания по степени устойчивости и необходимые дополнительные мероприятия для обеспечения устойчивости основания.