СП 313.1325800.2017 «Дороги автомобильные в районах вечной мерзлоты. Правила про»

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» [1], от 22 июня 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [2], от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [3], от 8 ноября 2007 г. № 257-ФЗ «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [4] и постановления Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2009 г. № 767 «О классификации автомобильных дорог в Российской Федерации» [11].

Настоящий свод правил разработан авторским коллективом ЗАО «ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ» (руководитель темы - д-р техн. наук Л.А. Андреева , канд. техн. наук А.Г. Колчанов, инженеры И.П. Потапов, А.В. Багинов ) при участии ОАО «ДАЛЬГИПРОТРАНС», ФГБУ «ИНСТИТУТ КРИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ», ФГБОУ ВО «СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНАЯ АКАДЕМИЯ (СИБАДИ), ФГБОУ ВО «ДВГУПС», Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, ООО «ЦЛИТ», ООО «УЛЬТРАСТАБ».

Правила проектирования и строительства

1Область применения

Настоящий свод правил предназначен для изысканий, проектирования и строительства автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты 1 .

2Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 17.4.3.02-85 Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ

ГОСТ 17.5.3.04-83 Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель

ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

ГОСТ 17177-94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний

1 Здесь и далее по тексту под термином «вечная мерзлота» подразумевается «многолетнемерзлая».

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 26775-97 Габариты подмостовые судоходных пролетов мостов на внутренних водных путях. Нормы и технические требования

ГОСТ 30256-94 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом

ГОСТ Р 52289-2004 Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств

ГОСТ Р 52398-2005 Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования

ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения

СП 25.13330.2012 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменением № 1)

СП 34.13330.2012 «СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги» (с изменением № 1)

СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы» (с изменением № 1)

СП 36.13330.2012 «СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы» (с изменением № 1)

СП 46.13330.2012 «СНиП 3.06.04-91 Мосты и трубы» (с изменением № 1)

СП 78.13330.2012 «СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги» (с изменением № 1)

СП 99.13330.2016 «СНиП 2.05.11-83 Внутрихозяйственные автомобильные дороги в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях и организациях»

СП 288.1325800.2016 «Дороги лесные. Правила проектирования и строительства»

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя, «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверять в Федеральном информационном фонде стандартов.

3Термины и определения

В настоящем своде правил приняты следующие термины с соответствующими определениями:

3.1болота I типа

Заполненное болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой не более 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта .Источник: СП 34.13330

3.2болота II типа

Содержащее в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения насыпи высотой не более 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности возведения насыпи .Источник: СП 34.13330

3.3болота III типа

Содержащее в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой не более 3 м выдавливается независимо от интенсивности возведения насыпиИсточник: СП 34.13330

3.4бугры пучения

Мерзлотные формы рельефа округлой формы, образующиеся при промерзании сильно увлажненных горных пород и увеличении их объема вследствие локального накопления льда.

3.5многолетняя мерзлота

Часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания.

3.6вертикальная зональность

Закономерное изменение природных комплексов и составляющих их компонентов как в высоту, так и в глубину.

3.7сухомерзлый грунт

Песчаные грунты с суммарной влажностью не более 6 %, гравийно-песчаные грунты с влажностью заполнителя не более 6 %. Прочность на сдвиг при температуре минус 0,8 ° С до 0,5 МПа не превышает усилий резания серийными землеройными транспортными машинами; их прочность на раздавливание - не более 1 МПа.

3.8сыпучемерзлый грунт

Крупнообломочный и песчаный грунты, имеющие отрицательную температуру, но не сцементированные льдом.Источник: ГОСТ 25100-2011, статья 3.40

3.9мерзлый грунт

Грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями. Многолетнемерзлый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет. Сезонномерзлый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона. грунт многолетнемерзлый (perennially frozen ground), синоним -грунт вечномерзлый (permafrost ground) : Грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет. ``` [СП 25.13330.2012, пункт А.3 приложения А] 3.11 ```Источник: ГОСТ 25100-2011, статья 3.19

просадочный грунт

Грунт, который под действием нагрузки, соответствующей весу вышележащей толщи грунта, при замачивании водой претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки sl ≥ 0,01. ``` [ГОСТ 25100-2011, статья 3.33] 3.12 ```

скальный грунт

Грунт, имеющий жесткие структурные связи кристаллизационного и/или цементационного типа. ``` [ГОСТ 25100-2011, статья 3.38] 3.13 ```

пластично-мерзлый грунт

Дисперсный грунт, сцементированный льдом, обладающий вязко-пластичными свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.Источник: ГОСТ 25100-2011, статья 3.29

3.14сильнопросадочный грунт (сильнольдистый)

Грунт, содержащий более 50 % льда.

3.15закюветные полки

Площадки, предназначенные для сбора и предотвращения попадания осыпавшегося грунта в кюветы - водосборные канавы по бокам дорожного полотна.

3.16мари

Болотистые пространства, покрытые редкостойными угнетенными лиственничными лесами, перемежающимися с участками безлесных болот.

3.17наледь

Лед, образованный выходом на поверхность воды.

3.18надмерзлотные воды

Воды, нижним водоупором для которых являются многолетнемерзлые породы.

3.19нагорные валики

Искусственные сооружения, предназначенные для перехвата воды, стекающей по косогору к дороге, и для отвода к ближайшим искусственным сооружениям и в пониженные места рельефа.

3.20непросадочные грунты

Грунты, просадка которых при замачивании менее 5 мм и коэффициент просадочности которых менее 0,01.

3.21нестабильные слои насыпи

Слои из мерзлых или талых переувлажненных грунтов, которые в насыпи имеют степень уплотнения, не отвечающую требованиям СП 34.13330 и, вследствие чего, при оттаивании или длительном действии нагрузок могут возникать остаточные деформации слоя.

3.22противоналедные заборы

Сооружения, предназначенные для формирования искусственной наледи на безопасном расстоянии от инженерного объекта путем активизации наледного процесса .

3.23приоткосная берма

Горизонтальная или слегка наклоненная полоса (площадка), устраиваемая на поверхности откоса насыпи или выемки с целью повышения общей устойчивости откоса и прохода машин при производстве строительных и ремонтных работ наоткосе.

3.24солифлюкция (solifluction)

Смещение (течение, оползание, соскальзывание, сплывы, оплывины) оттаивающего переувлажненного тонкодисперсного грунта на склонах в теплое время суток года, обусловленное сезонным промерзанием и оттаиванием.

3.25талик

Участок незамерзающей породы среди вечной мерзлоты, распространяющийся вглубь от поверхности или от слоя сезонного промерзания.

3.26термоизолирующие слои

Слои, обладающие термоизоляционными свойствами (натуральные: мох, торф и др.).

термокарст (thermokarst)

Образование просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мерзлого грунта.Источник: СП 25.13330.2012, пункт А.14 приложения А

4Сокращения

В настоящем своде правил приняты следующие сокращения:

• ВГММГ -Верхний горизонт многолетнемерзлых грунтов;
• ИТМ - искусственный теплоизоляционный материал на основе вспененного полистирола;
• ДКЗ - дорожно-климатическая зона;
• ММГ - многолетнемерзлые грунты.

5Общие положения

Принятые в проекте конструктивные и технологические решения должны быть обоснованы теплофизическими и прочностными расчетами, выполненными в соответствии с CП 47.13330, СП 25.13330, СП 34.13330, а также требованиями, приведенными в [12-15], [21].

СП 313.1325800.2017 геологическом отношении участках местности, необходимо предварительно выполнить исследования температурного и влажностного режима, осуществить наблюдения за развитием деформаций дорожных конструкций на специально организуемых постах и опытных участках.

• проектирование земляного полотна в насыпях;
• возведение земляного полотна из скальных, крупнообломочных и песчаных грунтов, а при их дефиците - из глинистых;
• применение естественных и искусственных теплоизоляционных материалов (ИТМ) в основании земляного полотна, теле насыпей и дорожной одежде;
• применение нетканых синтетических (геотекстильных), а также других геоматериалов в основании и теле земляного полотна, в основании дорожной одежды;
• замена переувлажненных грунтов сезонно оттаивающего слоя и льдонасыщенных подстилающих ММГ соответственно крупнообломочными и песчаными;
• в ряде случаев для обеспечения устойчивости дорожных и мостовых конструкций необходимо применять также методы глубинного охлаждения вечномерзлых грунтов при помощи термоопор и сезоннодействующего охлаждающего устройства (СОУ).

• обходить пониженные места (ложбины, котловины) или пересекать их по кратчайшему направлению;
• проходить через лесные массивы;
• обходить глубокие балки и овраги, а также жилые и производственные постройки с подветренной стороны.

Если это затруднено, трассу, по возможности, располагают с учетом направления господствующих ветров или располагают под углом к ним менее 20°.

6Дорожно-климатическое районирование

• вид грунта сезоннооттаивающего слоя и его влажность;
• характер распространения ММГ и их температура;
• мощность слоя сезонного оттаивания;
• среднегодовые температуры воздуха;
• рельеф местности;
• гидрология;
• величина снегопереноса.

7Изыскания автомобильных дорог

8Проектирование автомобильных дорог

8.6Конструкции земляного полотна с использованием искусственных теплоизоляционных материалов

⧉❝8.6.1

При необходимости уменьшения высоты насыпи на участках местности 3-го типа земляное полотно проектируют по 1-му принципу с устройством теплоизолирующего слоя из естественного или искусственного материала. Крутизну откосов назначают 1:1,5 при использовании крупнообломочных, песчаных, сыпуче- и сухомерзлых грунтов, 1:2 - талых глинистых, 1:3 - песчаных пылеватых.

⧉❝8.6.2

Для сохранения грунта основания в мерзлом состоянии плиты пенополистирола следует размещать преимущественно на глубине, составляющей 1/3 глубины сезонного оттаивания грунта насыпи, но не выше критической отметки. Критическая глубина определяется исходя из того, что пенополистирол должен быть предохранен от раздавливания, а деформация сжатия не должна превышать 10 %.

При дефиците торфяных грунтов для устройства теплоизолирующего слоя допускается проектировать насыпи по 1-му принципу с использованием мерзлых грунтов, в том числе глинистых в нижней части.

⧉❝8.6.3

C целью повышения морозозащитных свойств дорожной конструкции, а также снижения высоты насыпи целесообразно применять ИТМ. Характерная дорожная конструкция с применением пенополистирола приведена на рисунке 1.

1 - железобетон; 2 - асфальтобетон; 3 - щебень (гравий); 4 - пенополистирол; 5 - мерзлый грунт; 6 - насыпной грунт; 7 - грунт естественного залегания

Рисунок 1 - Поперечный профиль насыпи с теплоизоляционным материалом на участках с грунтами IV и V категорий просадочности

⧉❝8.6.4

Когда высота снегонезаносимой насыпи не обеспечивает сохранение основания в мерзлом состоянии целесообразно использовать пеноплекс в виде плит (рисунок 2).

1 - дорожная одежда; 2 - защитный (он же дренирующий) слой; 3 пенополистирол; 4 - насыпь; 5 - положение ВГММГ после сооружения насыпи; 6 - то же, до сооружения насыпи

Рисунок 2 - Поперечный профиль насыпи с пенополистиролом на участках дорог грунтами IV и V категорий просадочности для сохранения грунта в мерзлом состоянии

⧉❝8.6.5

При устройстве берм на высоких насыпях для снижения высоты берм следует применять пенополистирол (рисунок 3). Плиты укладывают таким образом, чтобы защитный слой над плитой был не менее 0,5 м.

1 - дорожная одежда; 2 - защитный (он же дренирующий) слой; 3 пенополистирол; 4 - насыпь; 5 - положение ВГММГ после сооружения насыпи; 6 - то же, до сооружения насыпи

Рисунок 2 - Поперечный профиль насыпи с пенополистиролом на участках дорог грунтами IV и V категорий просадочности с целью снижения высоты бермы

⧉❝8.6.6

При сооружении земляного полотна на плоскобугристых торфяниках высотой не более 1 м, разделенных мочажинами целесообразно использовать пеноплэкс, распологаемый в верхней части насыпи в комлексе с использованием природных теплоизоляционных материалов в бермах откосной части (рисунок 4).

1 - дорожная одежда; 2 - защитный (он же дренирующий) слой; 3 пенополистирол; 4 - насыпь; 5 - положение ВГММГ после сооружения насыпи; 6 - то же, до сооружения насыпи; 7 - берма; 8 - льдоминеральное ядро бугра пучения

Рисунок 4 - Поперечный профиль насыпи с пенополистиролом на участках дорог грунтами IV и V категорий просадочности, распологаемые на плоскобугристых торфяниках высотой до 1 м, разделенных мочажинами

⧉❝8.6.7

Для повышения теплозащитных и дренирующих свойств дорожных конструкций, в ряде случаев, особенно в районах с избыточной влажностью грунтов и болотистой местности, целесообразно использовать гранулированную пеностеклокерамику (рисунки 5 и 6). Для сохранения формы насыпи из этого материала его обертывают нетканым геотекстилем [19].

Рисунок 5 - Поперечный профиль насыпи с теплоизоляционным материалом -гранулированной пеностеклокерамикой совместно с нетканым геотекстилем при проектировании насыпей по 1-му принципу

Рисунок 6 - Поперечный профиль насыпи с теплоизоляционным материалом из гранулированной пеностеклокерамикой на участках дорог со слабыми грунтами (например, торфяники) при сезонном промерзании грунтов

8.7Конструкции земляного полотна с использованием геотекстильных материалов

⧉❝8.7.1

При проектировании по 2-му принципу разрешается конструировать насыпь с прослойками из геотекстильного материала [20].

Геотекстильный материал располагают в основании, теле и верхней части насыпи в виде плоских прослоек, обойм и полуобойм. Принцип работы и назначение прослойки, тип конструктивного решения зависят от степени просадочности грунта основания и типа грунта насыпи, сезона производства работ, а также от особенностей структуры и свойств геотекстильного материала (приложение Ж).

⧉❝8.7.2

Разделяющую прослойку следует предусматривать при проектировании насыпи на участках с грунтами II-III категорий просадочности.

При отсыпке насыпи в летний период прослойку располагают в основании (рисунок 7), чтобы уменьшить неравномерность осадки оттаивающего грунта основания и одновременно улучшить условия проезда построечного транспорта, отсыпки и уплотнения нижнего слоя земляного полотна. При отсыпке насыпи в зимнее время прослойку cледует предусматривать на границе между нижней частью из мерзлого комковатого (глинистого или торфяного) грунта и верхней частью из сухоили сыпучемерзлого песчаного грунта, чтобы предотвратить проникание сыпучего материала верхней части насыпи в поры комковатого грунта, уменьшить неравномерность осадки и отвести воду за пределы насыпи при оттаивании грунта в летний период.

Полотна располагают сплошь по всей ширине насыпи с поперечным уклоном 4 % и выпуском краев на откосы на 15-20 см.

1 - грунт насыпи; 2 - слой геотекстиля; 3 - мерзлый комковатый (глинистый или же, после постройки насыпи; 6 - мохорастительный покров

торфяной) грунт в нижней части насыпи; 4 - ВГММГ в естественных условиях, 5 - то Рисунок 7 - Поперечные профили насыпей с разделяющими геотекстильными прослойками

⧉❝8.7.3

Многослойное армирование следует предусматривать при проектировании высокой насыпи на участках, сложенных грунтами III-V категорий просадочности, чтобы повысить общую устойчивость насыпи и предотвратить расползание ее боковых частей, включая откосы, в период оттаивания (Рисунок 8).

1 - одноосная георешетка; 2 - двухосная георешетка; 3 - противоэрозионная георешетка (геомат); 4 - ВГВМ в естественных условиях; 5 - ВГММГ после постройки насыпи

Рисунок 8 - Поперечные профили высоких насыпей на слабом оттаивающем склоне с прослойками из геосинтетических материалов

⧉❝8.7.4

На участках с грунтами III категории просадочности прослойку проектируют в виде вогнутой полуобоймы (рисунок 10) со сплошной укладкой полотен в поперечном направлении в нижней части насыпи. Для насыпи высотой не более 2 м, в зависимости от угла трения j геотекстильного материала по подстилающему грунту или (при отсутствии таких данных) от угла внутреннего трения подстилающего грунта минимальную длину ветви полуобоймы с каждой стороны насыпи принимают по таблице 2.

Таблица 2

j , град	5	10	15	20
l , м	6,0	4,2	3,4	3,0

1 - грунт насыпи; 2 - полуобойма из геотекстиля; 3 - обойма из геотекстиля; 4 - грунт, в том числе твердомерзлый в нижней части насыпи; 5 - выравнивающий песчаный слой толщиной 0,2-0,3 м; 6 - ВГММГ в естественных условиях; 7 - то же, после постройки насыпи

Рисунок 9 - Поперечные профили насыпей с армирующими геотекстильными прослойками

⧉❝8.7.5

На участках с грунтами IV-V категорий просадочности предусматривают прослойку в виде обоймы (рисунок 10) со сплошной укладкой полотен в поперечном направлении в нижней части насыпи.

Высота обоймы h об не должна превышать максимально допустимой величины, принимаемой в зависимости от модуля деформации геотекстильного материала Е (таблица 3).

Таблица 3

Е о, Н/см	<100	100-150	>150
h об , см	50	80	120

⧉❝8.7.6

В ряде случаев при проектировании дорог на слабых основаниях, особенно в районах 2-го и 3-го типов по увлажнению и болотистой местности, целесообразно использовать геотекстиль в обоймах с минеральным материалом, расположенным двумя ярусами (рисунок 10).

1 - грунт насыпи; 2 - геотехнические замкнутые обоймы; 3 - ВГММГ в естественных условиях; 4 - ВГММГ после постройки насыпи

Рисунок 10 - Поперечные профили насыпей на слабых оттаивающих основаниях с двумя ярусами замкнутых геотехнических обойм

⧉❝8.7.7

При устройстве разделяющих и армирующих прослоек из водопроницаемого в плоскости полотна материала дренирующий эффект прослойки, ускоряющий консолидацию насыпи, необходимо учитывать путем снижения требуемой степени консолидации основания на 10 %.

⧉❝8.7.8

На затопляемых участках, на подходах к мостам и другим искусственным сооружениям земляное полотно проектируют в насыпи из крупнообломочных и песчаных грунтов. При этом бровку земляного полотна предусматривают выше уровня расчетного горизонта воды не менее чем на 0,5 м плюс высота набега волны.

⧉❝8.7.9

На участках местности с благоприятными грунтовогидрогеологическими условиями (скальные, щебенистые, дресвяные, гравийно-песчаные грунты и др.) при отсутствии линз и прослоек льда допускается проектировать выемки по СП 34.13330.

Толщину слоя заменяемого в выемках грунта принимают исходя из условия устойчивости и обеспечения требуемой прочности дорожной конструкции, но не менее 0,5 м. Крутизну откосов назначают расчетом, но не менее 1:3.

⧉❝8.7.10

На участках автомобильных дорог, проходящих через болота I типа, и слабых грунтах используют тканое геополотно в соответствии с рисунком 11.

1 - слабый грунт; 2 - грунт тела насыпи; 3 - дорожное покрытие; 4 - тканое геополотно

Рисунок 11 - Поперечный профиль насыпи на слабых грунтах и болотах I типа с применением тканого геополотна

⧉❝8.7.11

На участках автомобильных дорог, проходящих через болота II типа и слабых грунтах используют тканое геополотно в виде полуобоймы в соответствии с рисунком 12.

1 - слабый грунт; 2 - грунт тела насыпи; 3 - дорожное покрытие; 4 - тканое геополотно

Рисунок 12 - Поперечный профиль насыпи на слабых грунтах и болотах II типа с применением тканого геополотна в виде полуобоймы

⧉❝8.7.12

При проектировании выемок глубиной более 2 м в мелких и пылеватых песках, переувлажненных пылеватых суглинках, в легковыветривающихся сильнотрещиноватых скальных породах, а также в вечномерзлых грунтах, переходящих при оттаивании в мягкопластичное состояние, предусматривают устройство закюветных полок шириной от 0,5 до 2 м (в зависимости от вида грунта, крутизны откосов и глубины выемки) или при соответствующем обосновании более пологие откосы. В скальных слабовыветривающихся породах при отсутствии трещиноватости взамен закюветных полок устраивают кюветы.

⧉❝8.7.13

При проектировании насыпей следует предусматривать осадку в период строительства, возникающую в теле насыпи и в грунтах основания.

Если отсыпку насыпи предусматривают в зимний период на полную высоту из сухо- и твердомерзлых грунтов, то строительную осадку Sc , см, тела насыпи при оттаивании в теплый период года вычисляют по формуле

где ρ укл , ρ ст -плотность скелета мерзлого грунта в насыпи, г/см³ , соответственно после укладки с уплотнением и после оттаивания и стабилизации, определяется согласно ГОСТ 5180.

При зимней отсыпке высота насыпи должна быть более рабочей отметки на величину Sс .

СП 313.1325800.2017

Строительную осадку грунтов основания определяют исходя из типа местности, вида грунтов, наличия или отсутствия на поверхности земли мохорастительного покрова и его мощности, прогнозируемой глубины оттаивания при известной высоте насыпи согласно приложения Д.

⧉❝8.7.14

Для определения дополнительных объемов земляных работ, при летней отсыпке (при составлении проектной документации) ориентировочно строительную осадку грунтов основания насыпи высотой не более 2 м при их оттаивании на глубину не более 2,5 м принимают по таблице В.3 приложения В.

Объем дополнительных земляных работ (вследствие строительной осадки грунтов основания) принимают равным произведению усредненной величины осадки на ширину насыпи по низу и на длину участка.

⧉❝8.7.15

Откосы насыпи и выемки следует укреплять. Тип укрепления назначают в зависимости от физико-механических свойств грунтов, слагающих откосы, наличия местных материалов, высоты насыпи, глубины выемки, гидрологического режима подтопления в соответствии с требованиями СП 34.13330.

⧉❝8.7.16

Для защиты от водной и ветровой эрозии откосы насыпи (выемки), сложенные песчаными пылеватыми и глинистыми грунтами, следует укреплять слоем торфопесчаной смеси (40 % торфа, 60 % песка) толщиной от 10 до 20 см. В смесь вводят семена многолетних трав.

При отсутствии торфяного грунта можно предусматривать укладку сплошного слоя геотекстиля с обязательным закреплением полотнищ на обочинах и подошве насыпи или других геоматериалов (бровке выемки) и последующее устройство защитного (от солнечной радиации) слоя толщиной от 10 до 15 см из песка или гравийно-песчаной смеси (рисунок 14).

При необходимости можно укреплять сплошными геотекстильными слоями, выполняющими противоэрозионную или армирующую функцию, и обочины, и откосы. Противоэрозионную роль выполняют также боковые поверхности полуобойм и обойм из геотекстиля (рисунок 13).

1 - защитный песчаный слой толщиной 10-15 см; 2 - геотекстиль на откосе; 3 - грунт насыпи; 4 - геотекстиль на обочине

Рисунок 13 - Поперечный профиль насыпи с укреплением откосов и обочин геотекстилем

⧉❝8.7.17

Обочины земляного полотна следует укреплять гравийнопесчаным или щебеночным материалом, шламом, шлаком и другими отходами промышленного производства, геотекстилем и другими геоматериаламими (рисунок 14), а также бетонными плитами на основе технико-экономических расчетов.

⧉❝8.7.18

В проектах автомобильных дорог необходимо предусматривать комплекс мероприятий по охране окружающей среды: рекультивацию карьеров и резервов, восстановление нарушенной техногенным воздействием прилегающей к дорогам полосы отвода, восстановление нарушенных территорий в местах дислокации дорожно-строительных подразделений, с определением требуемых объемов производства работ и их сметной стоимости.

⧉❝8.7.19

На участках природных наледей, параметры которых необходимо оценивать и рассчитывать, земляное полотно следует проектировать:

• в насыпях с возвышением бровки над расчетной отметкой поверхности наледи не менее чем на 0,5 м;
• в насыпях с бермой, устраиваемой с нагорной стороны;
• в комплексе с капитальными противоналедными сооружениями и устройствами.

⧉❝8.7.20

На участках прогнозируемых наледей в районах глубокого сезонного промерзания и островного распространения ММГ (подзона l 3 ДКЗ) насыпь проектируют с таким расчетом, чтобы глубина промерзания под ней не превышала глубины промерзания грунтов в естественных условиях.

⧉❝8.7.21

Насыпь на наледных участках предпочтительнее формировать из крупнообломочных грунтов. На тех участках, где насыпь проектируют с применением глинистых грунтов, предусматривают берму с нагорной стороны или пологий откос и его укрепление.

⧉❝8.7.22

Наименьший коэффициент уплотнения грунта Ку (отношение плотности грунта насыпи к максимальной при стандартном уплотнении) следует принимать в соответствии с СП 34.13330.

8.8Дорожная одежда

⧉❝8.8.1

При расчете прочности конструкции дорожных одежд в зоне многолетней мерзлоты следует учитывать основные факторы воднотеплового режима земляного полотна, требования к которым приведены в [18, 20].

При этом дорожная конструкция (земляное полотно в комплексе с дорожной одеждой) должна удовлетворять трем условиям:

Е общ -общий модуль упругости дорожной конструкции; где

Е тр -требуемый модуль упругости дорожной конструкции, определяемый в зависимости от расчетной нагрузки, состава и интенсивности перспективного движения;

Sr - наибольшее растягивающее напряжение при изгибе в материале рассматриваемого слоя одежды;

Rи - предельно допустимое растягивающее напряжение при изгибе в материале конструктивного слоя с учетом усталостных явлений;

Т а - наибольшее активное напряжение сдвига в грунте или слабо связном материале конструктивного слоя одежды, которое слагается из активных напряжений сдвига от временной нагрузки и веса вышележащих слоев;

Т доп - допустимое активное напряжение сдвига в грунте земляного полотна или в несвязном конструктивном слое дорожной одежды.

⧉❝8.8.2

Величины Е тр ; S r ; R и ; Т а ; Т доп определяют с учетом требований, приведенных в [18].

Требуемый общий модуль упругости дорожной конструкции Е общ вычисляют по формуле

где Emin -минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа;

K пр тр -требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности.

Требуемый модуль упругости дорожной конструкции для условий ММГ вычисляют по формуле

где E об вм - требуемый общий модуль упругости дорожной конструкции в условиях многолетней мерзлоты (ММ) с учетом длительности расчетного периода;

K пр тр - коэффициент, учитывающий длительность расчетного периода для районов с наличием ММГ.

Средние значения коэффициента Kд гр для трех дорожноклиматических подзон l ДКЗ - зоны ММ - приведены в таблице 4.

Таблица 4

Грунты, тип местности по условиям увлажнения	l 1 - северная подзона	l 2 - центральная подзона	l 3 - южная подзона
Болота, 3-й тип - мокрые места	1,60	1,40	1,60
Заболоченные, 2-й тип - сырые места	1,40	1,35	1,40
Глинистые с ММГ, 2-й тип - сырые места	1,25	1,20	1,30

Глинистые с ММГ, 1-й тип - сухие места

1,20

1,15

1,20

⧉❝8.8.3

Влияние мерзлого слоя на прочность земляного полотна при известной глубине оттаивания дорожной конструкции вычисляют по формуле

где Eу - общий модуль упругости оттаявшего грунтового массива;

Eу о - расчетное значение модуля упругости грунта, определяемое при известной расчетной влажности.

Aу - комплексный коэффициент, учитывающий влияние мерзлого слоя в зависимости от глубины оттаивания (ее абсолютного значения Н от или относительной величины Н от / Д и неоднородное увлажнение земляного полотна и сезоннооттаивающего слоя по глубине, определяют в процессе экспериментальных работ или с использованием обобщенных данных, приведенных в таблице 5.

Таблица 5

Относительная глубина оттаивания	Значения коэффициентов А у и А д для грунтов	Значения коэффициентов А у и А д для грунтов
Относительная глубина оттаивания	Супеси	Суглинки и глины
Н от / Д	А у	А у
Н от = 0 мерзлый грунт	> 5000	>4000
0,125	354,1	292,2
0,25	83,5	67,0
0,5	17,8	15,0
1,0	3,4	2,46
1,5	1,28	0,85
2,1	0,67	0,42
2,5	0,50	0,36
3,0	0,44	0,32
3,3	0,43	0,34
3,5	0,44	0,37
4,0	0,45	0,39

СП 313.1325800.2017

4,5	0,48	0,42
4,8	0,50	0,45
5,0	0,50	0,48
6,0	0,57	0,52
10	0,65	0,63
∞- талый грунт	0,99

⧉❝8.8.4

Требования к расчетным прочностным и деформативным характеристикам различных материалов приведены в [18]. Расчетные значения модуля упругости и прочностных характеристик С и j грунтов земляного полотна принимают по таблице В.1 приложения В.

8.9Водоотводные сооружения

⧉❝8.9.1

В зависимости от рельефа, гидрологических, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые надмерзлотные воды от дорожного полотна отводят с помощью боковых водоотводных канав (рисунок 14), лотков и полулотков.

1 - дерн, мох, торф; 2 - укрепление из сборных бетонных плит на слое теплоизоляционного материала пенопласта или местного мохоторфа (при его наличии); 3 - мощение нагорных мерзлотных валиков, приоткосных берм и водонепроницаемых замков с нагорными канавами; поперечных канав

Рисунок 14 - Поперечные сечения водоотводных канав

⧉❝8.9.2

В подзоне l 3 с островной высокотемпературной несливающейся вечной мерзлотой допускается проектировать дренажи для отвода грунтовых вод.

⧉❝8.9.3

Размеры водоотводных сооружений назначают по гидравлическому расчету, учитывая приток и глубину залегания вод, осушаемую площадь и ее инженерно-гидрогеологические условия. Форму поперечного сечения канав принимают такой, чтобы обеспечить механизированное производство работ и устойчивость откосов.

⧉❝8.9.4

Водоотводные канавы проектируют на устойчивых основаниях, сложенных непросадочными грунтами. При этом дно и откосы канав (кюветов), устраиваемых в легкоразмываемых грунтах, укрепляют одиночным или двойным слоем луговой или тундровой дернины, камнем или бетонными плитами (рисунок 15). Если скорость течения воды превышает допустимую для соответствующих типов укрепления, необходимо предусматривать перепады, быстротоки или водобойные колодцы.

⧉❝8.9.5

На участках с подземными льдами, а также с грунтами, сильнольдонасыщенными, залегающими в пределах двойной мощности сезонно оттаивающего слоя, следует избегать применения водоотводных и нагорных канав.

В таких случаях для отвода воды на косогорных участках предусматривают бермы или нагорные валики (рисунок 15, а, б, в, г), а на равнинных участках -фильтрующие водоперепуски (дрены) по гидравлическому расчету. а - нагорный валик, б - мерзлотный валик с канавой; в - нагорная канава; г - нагорная канава с утеплителем 1 - смесь гравия с торфяной крошкой; 2 - сборные бетонные плиты; 3 - местный грунт;

4 - одерновка; 5 - дренирующий грунт; 6 - жердевая стенка; 7 - жерди диаметром 10 см; 8 - мох, торф, пенопласт и другие теплоизоляционные материалы; 9 - деревянный лоток; 10 - щебень с грунтом

Рисунок 15 - Конструкции нагорных валиков и канав

⧉❝8.9.6

Нагорные валики располагают не ближе 20 м от подошвы насыпи. Их высоту назначают с обязательным превышением максимального расчетного уровня воды на 0,25 м. Во всех случаях высота валика должна быть равна или более 0,6 м, ширина по верху - более 1 м; заложение откосов - положе 1:2.

⧉❝8.9.7

Валики целесообразно отсыпать из глинистых грунтов с обязательным сохранением мохорастительного покрова в основании. Откос валика и полосу вдоль его подошвы на ширину 1 м с нагорной стороны укрепляют гравием по слою мха или торфа. Для большей устойчивости нагорный валик покрывают теплоизоляцией; на косогорах круче 1:5 внутри его предусматривают жердевую стенку (рисунок 15, а).

⧉❝8.9.8

При проектировании насыпей в равнинной местности на сухих местах боковые канавы предусматривают непосредственно у подошвы насыпи. В тех же условиях, но при косогорной местности боковую канаву проектируют непосредственно у подошвы нагорного откоса, а нагорную канаву - в 10 м от бровки боковой канавы. Откосы канав укрепляют согласно СП 34.13330 и специальных рекомендаций.

⧉❝8.9.9

На участках с наличием потока грунтовых вод водоотводные устройства проектируют в комплексе с противоналедными мероприятиями.

⧉❝8.9.10

На косогорных участках с большой водосборной площадью или сильными снежными заносами водоотвод проектируют в виде двух рядов нагорных канав (рисунок 15, в), расположенных в 100 м друг от друга, или нагорной канавы в сочетании с мерзлотным валиком, который устраивают с низовой стороны нагорной канавы (рисунок 15, б) в 50 м от подошвы насыпи. Нагорные канавы с утеплением для предотвращения наледеобразования устраивают согласно рисунку 15, г. Уклоны дна канав принимают более 3 %, а в выемках - более 5 %.

9Искусственные сооружения

9.2Водопропускные трубы и противоналедные сооружения

⧉❝9.2.1

На водотоках, основание которых в пределах двойной мощности сезоннооттаивающего слоя представлено непросадочными грунтами, допускается проектировать бесфундаментные трубы.

⧉❝9.2.2

На водотоках, характеризующихся наличием слоя просадочных при оттаивании грунтов мощностью не более 2 м, предпочтение отдают бесфундаментным трубам или трубам с фундаментами мелкого заложения при условии, что суммарная величина осадки грунтов основания может быть компенсирована величиной строительного подъема. При невозможности выполнения этого условия предусматривают полную или частичную замену слабого грунта грунтовой подушкой из щебеночных, гравийных или гравийно-песчаных материалов, имеющих оптимальную или близкую к ней влажность.

Размеры грунтовых подушек для бетонных и железобетонных труб принимают следующие: а) длина на 1-1,5 м более общей длины трубы с оголовками; б) ширина не менее 2 √Hрdтр/2 + 1

для одноочковой трубы и не менее -очковой трубы где Н р - расчетная глубина оттаивания (промерзания) грунта под трубой, м; d тр -диаметр трубы, м; b тр -расстояние между трубами, м.

⧉❝9.2.3

На водотоках, характеризующихся наличием слоя сильнопросадочных и просадочных грунтов мощностью более 2 м, предусматривают свайные фундаменты. Массивные бетонные фундаменты допускают только при соответствующем обосновании при отсутствии подруслового стока.

⧉❝9.2.4

Минимальную глубину заложения фундаментов устанавливают в зависимости от расчетной глубины сезонного оттаивания грунтов основания Н р, их свойств (по СП 35.13330) и типа фундамента: свайного Н р+2 м, но не менее 3 м; массивного бетонного Н р, но не менее 1,5 м:

где Н г н - нормативная глубина сезонного оттаивания грунта, м; mt -коэффициент теплового влияния конструкций на грунт основания, принимаемый для фундамента: массивного бетонного - 0,8, свайного, с плитой на поверхности грунта - 1,0;

Kw - поправочный коэффициент к нормативной глубине оттаивания грунта при его естественной влажности.

⧉❝9.2.5

При проектировании труб в l 1 дорожно-климатической подзоне применяют преимущественно 1-й принцип использования грунтов в основании, в l 2 - 2-й принцип, на всей территории зоны ММ - 3-й принцип с учетом 9.2.1.

⧉❝9.2.6

При использовании 1-го и 2-го принципов для уменьшения толщины грунтовой подушки предусматривают в основании теплоизолирующие слои по расчету.

При ММГ оснований, используемых в оттаявшем состоянии, несущая способность которых менее, чем расчетное давление под подошвой фундамента трубы, следует предусматривать свайные или столбчатые фундаменты. При этом подошва ростверка должна быть заложена на том же уровне, как при фундаментах на естественном основании.

⧉❝9.2.7

Трубы следует проектировать с входными и выходными оголовками. При низких насыпях могут быть предусмотрены многоочковые безнапорные трубы без выходных оголовков. Металлические гофрированные трубы допускается проектировать без устройства оголовков при соблюдении требований СП 35.13330.

В остальных случаях предпочтительнее применять воротниковые оголовки, а при необходимости - портальные и раструбные с небольшим заглублением (не более 0,4-0,5 м) в грунты основания.

⧉❝9.2.8

На водотоках, основание которых в пределах двойной мощности сезоннооттаивающего слоя сложено непросадочными грунтами, конструкции укреплений подводящих и отводящих русел принимают в соответствии с типовыми решениями для обычных условий, исходя из гидравлических расчетов.

СП 313.1325800.2017

⧉❝9.2.9

На всех водотоках отводящее русло, как правило, должно быть устроено с уклоном не менее 2 ‰.

Тип укрепления подводящих и отводящих русел, сложенных просадочными грунтами, принимают в зависимости от их уклона: а) не более 1 % - бутовую кладку по слою теплоизоляции из мха, торфа толщиной не более 20 см в плотном состоянии; б) от 1 до 5 % - цементобетон (сборный или монолитный) по слою теплоизоляции из мха, торфа толщиной до 30 см в плотном состоянии; в) более 5 % - быстротоки по слою теплоизоляции в соответствии с требованиями поз. «б» .

⧉❝9.2.10

На водотоках, основание которых сложено сильнопросадочными грунтами, тип укрепления принимают в зависимости от уклона русел:

• не более 1 % - в соответствии с поз. «а» 8.2.9;
• от 1 до 5 % - в соответствии с поз. «б» 8.2.9;
• более 5 % - бетонные, металлические или деревянные лотки на сваях, заглубляемых в вечномерзлый грунт по расчету на выпучивание.

На местности с уклоном более 1 % отводящие русла целесообразно укреплять по всей длине косогора, устраивая у его подножия гасители энергии водного потока.

⧉❝9.2.11

Дополнительными мероприятиями, обеспечивающими устойчивость труб, являются:

• максимальное сохранение мохорастительного покрова на расстоянии не менее 20 м от концевых звеньев трубы и не менее 20 м в каждую сторону от нее;
• засыпка пазух в котлованах, подсыпка под фундаменты, устройство подготовок под крепления русел водонепроницаемыми глинистыми грунтами;
• устройство насыпей с уположенными откосами или бермами на расстоянии, равном четырехкратной высоте насыпи в каждую сторону от трубы;
• устройство на откосах насыпи каменной наброски толщиной от 1 до 1,5 м выше уровня верха трубы на 1 м или торфяной изоляции толщиной не менее 1м до уровня верха трубы, протяженность которых вдоль дороги равна четырем диаметрам трубы в каждую сторону от ее оси или оси крайних звеньев для многоочковых труб;
• обеспечение общего фундамента звеньев многоочковых труб.

⧉❝9.2.12

Устойчивости конструкции способствует:

• размещение откосных крыльев оголовков и оголовочной секции на общем фундаменте, т. е. когда они представляют собой общее целое;
• засыпка понижений в районе трубы глинистым грунтом в виде бермы высотой от 0,2 до 0,3 м с уклоном ее верха от 2 до 4% в сторону русла водотока с целью предотвратить застой воды и увеличить скорость ее протекания вдоль подошвы насыпи;
• обеспечение в условиях большой снегозаносимости (когда отверстие трубы полностью занесено снегом) проветривания труб в зимний период с помощью вентиляционных труб, концы которых выводят за пределы снежных отложений, или других устройств.

⧉❝9.2.13

На участках природных наледей, образующихся по руслам водотоков, проектируют:

• преимущественно мосты вместо труб;
• мосты с увеличенными отверстиями, преимущественно свайноэстакадного типа на всю ширину наледного лога;
• мосты и трубы совместно с утепленными лотками;
• мосты со спрямленными и углубленными руслами, обеспечивающими пропуск наледной воды через зону искусственного сооружения.

⧉❝9.2.14

Мосты с увеличенными отверстиями проектируют в местах развития природных наледей объемом более 10000 м³ с нечетко выраженными наледными источниками, когда устранение причин возникновения наледи или задержание наледи на удалении от сооружения практически не представляется возможным или экономически нецелесообразным.

⧉❝9.2.15

Высоту подмостового габарита по условиям пропуска наледи и весеннего потока талых вод вычисляют в соответствии с ГОСТ 26775 по формуле:

где Н

∆ H - расчетная максимальная мощность наледи, м, требования к которой приведены в [26];

∆h - превышение, необходимое для пропуска по наледи расчетного расхода талых вод, м;

∆ h пр - просвет от уровня воды до низа пролетного строения, м.

⧉❝9.2.16

Безналедный пропуск водотоков осуществляют с применением утепленных лотков при четко выраженном, сконцентрированном в одном месте наледном источнике с температурой воды выше +3 °С и его незначительном удалении от сооружения. Толщину утепления лотков устанавливают теплотехническим расчетом.

⧉❝9.2.17

Постоянный противоналедный лоток необходимо проектировать совместно с мостом или трубой. Лоток можно устраивать с заглублением в грунт или на его поверхности. Длину лотка принимают равной ширине моста или длине трубы, но более 25-30 м.

⧉❝9.2.18

Наледи выше искусственного сооружения целесообразно задерживать на водотоках с малыми расходами и при наличии пологих (уклон менее 0,02) и широких логов, позволяющих накапливать лед однимдвумя заборами или земляными валами с заборами в проеме.

⧉❝9.2.19

На участках прогнозируемых наледей проектируют следующие типы искусственных сооружений:

• трубы со специальными конструкциями фундаментов;
• свайно-эстакадные мосты, полностью перекрывающие наледный лог;
• мосты с любыми конструкциями фундаментов и опор, но с повышенными подмостовыми габаритами;
• мосты или трубы совместно с дренажно-каптажными устройствами.

⧉❝9.2.20

Трубы на участках прогнозируемых наледей допускается проектировать с облегченными или свайными фундаментами, предусматривая теплоизолирующие подушки, чтобы глубина промерзания грунта под фундаментом была менее промерзания грунтов в естественных условиях.

⧉❝9.2.21

Подошву фундамента (теплоизолирующей подушки) трубы следует располагать выше уровня грунтовых вод. Если это условие выполнить невозможно, проектируют мосты с увеличенными отверстиями или при соответствующих технико-экономических обоснованиях трубы и мосты с дренажно-каптажными устройствами.

⧉❝9.2.22

Каптаж совместно с дренажом следует применять при наличии источников подземных вод, выходящих на склоне выше дороги. Он может состоять из одного или нескольких колодцев, а также из коротких галерей, канав или лотков и отводных устройств.

⧉❝9.2.23

Колодцы и водоотводные трубы необходимо утеплять, а трубы закладывать в нижней трети глубины сезонного промерзания грунта в естественных условиях.

⧉❝9.2.24

Свайно-эстакадные мосты надлежит проектировать на постоянно действующих малых и средних водотоках, предусматривая мероприятия, компенсирующие нарушенные строительством мерзлотно-

СП 313.1325800.2017 гидрологические условия (устройство теплоизолирующих подушек, накопление снега, углубление русел и т. д.).

⧉❝9.2.25

На малых водотоках и ручьях при глубине залегания водоупорного слоя не более 3-5 м и низкой температуре воды (ниже 3 °С) необходимо предусматривать устройства, активизирующие наледный процесс и задерживающие наледь в удалении от сооружения (наледные пояса, активные противоналедные валы, вентиляционно-морозильные установки и самонастраивающиеся, автоматически действующие охлаждающие установки).

10Строительство автомобильных дорог

11Охрана окружающей среды

АПриложение А. Категории сложности инженерно-геологических и инженерногеокриологических условий

А.1 Требования к категориям сложности инженерно-геологических и инженерно-геокриологических условий приведены в [14].

БПриложение Б. Расчет насыпи на устойчивость

Б.1 Устойчивость насыпи обеспечивается ее высотой, при которой ВГММГ будет сохраняться в критический по балансу тепла год не более одного раза в 11 лет на требуемой (допустимой) глубине и осадка насыпи при этом в оттаявшие грунты основания не будет превосходить допустимой величины.

На рисунке Б.1 приведена блок-схема расчета насыпи на устойчивость.

Б.2 Ориентировочные значения допустимой осадки S доп , см, для дорожных одежд:

• капитального типа с цементобетонным покрытием - 2;
• с асфальтобетонным покрытием - 4;
• со сборным цементобетонным покрытием - 10;
• облегченного типа с усовершенствованным покрытием - 6;
• переходного типа - 10;
• низшего типа - 15.

Б.3 При проектировании насыпи по 1-му принципу осадка в процессе эксплуатации дороги не допускается. В этом случае

где Н - высота насыпи, м;

Н к -глубина сезонного оттаивания конструкции, включающей земляное полотно и дорожную одежду, м.

Б.4 Для конструкции насыпи, состоящей из двух или трех слоев с резко отличающимися теплофизическими характеристиками, глубину сезонного оттаивания каждого слоя рассчитывают по формулам: верхнего (дорожная одежда)

нижнего (материал основания или грунт земляного полотна)

нижнего (грунт земляного полотна или основания)

где Н с1 , Н с2 , Н с3 - глубина сезонного оттаивания соответственно верхнего и нижних слоев, м;

Н н - нормативная глубина сезонного оттаивания 1-го, 2-го и 3-го слоев, определяемая по СП 25.13330;

К w - поправочный коэффициент на расчетную влажность материала дорожной, одежды и грунта насыпи, принимается по графикам на картах (рисунки Б.2, Б.3);

Кп -коэффициент, учитывающий интенсивность оттаивания материала дорожной одежды; принимают для песка - 1,0, крупного чистого песка - 1,05, песка с гравием - 1,13, гравия и гальки - 1,21, щебня и дресвы 1,25, асфальтобетона - 1,30, цементобетона - 1,37.

Б.5 Влажность слоев дорожной одежды и грунта насыпи при определении значения Кw в расчетах принимают близкой к оптимальной, %:

Рисунок Б.1 - Блок-схема расчета насыпи на устойчивость

С учетом формул (Б.2)-(Б.4) глубину сезонного оттаивания конструкции насыпи определяют по методу эквивалентных слоев: при двух слоях:

при трех слоях:

Б.6 При проектировании насыпи по 2-му принципу высоту насыпи вычисляют по формуле

где Н д.с -мощность деятельного (сезоннооттаивающего) слоя, устанавливаемая по данным изысканий или расчетом по формулам (Б.4)(Б.6) при естественной влажности грунта, м; е - относительная осадка грунта основания после его оттаивания под нагрузкой доли единицы, определяемая согласно СП 25.13330;

S с -строительная осадка, зависящая от сезона производства земляных работ, м, определяется согласно приложению В.

1 - крупный песок; 2 - средний песок; 3 - мелкий и пылеватый песок

Рисунок Б.2 - Относительная осадка песчаных грунтов при оттаивании под нагрузкой 0,075 МПа

При наличии в основании насыпи глинистых грунтов с крупнообломочными включениями относительную осадку, определенную по графикам, корректируют с помощью коэффициента (таблица Б.1).

При сливающейся мерзлоте расчетную относительную осадку при оттаивании под насыпью органических грунтов принимают: для торфяных грунтов: лесотопяная залежь……………………………………………….0,40; топяная залежь…………………………………………………….0,45; ненарушенного мохо-торфяного покрова, включая почвенный слой…………………………………………………………………………0,30; теплоизолирующих слоев из торфа и мха………………………0,35.

Таблица Б.1

Б.7 Если предусмотрено предварительное оттаивание и осушение грунтов основания, то высоту насыпи вычисляют по формуле

где Н т.е - глубина предварительного оттаивания грунтов основания до возведения земляного полотна, м;

S 1 - осадка грунтов основания после предварительного оттаивания под действием собственного веса, м;

где Ао - коэффициент оттаивания грунтов; определяют экспериментально или принимают по Б.7; ао -коэффициент уплотнения грунтов основания, см² /кгс; определяют экспериментально или принимают по таблице Б. 2 настоящего приложения; γт - плотность талого грунта, кг/см³ .

Таблица Б.2

Значения коэффициентов А о и а о для торфов определяют по рисунку Б.8.

Рисунок Б.3 - Зависимость коэффициента уплотнения а о (1) и оттаивания А о (2) от влажности торфа W отн

Б.8 При использовании геотекстиля в конструкциях насыпей их высоту, полученную по формулам (Б.1), (Б.7), умножают на коэффициент

К ст = 0,88, учитывающий охлаждающее влияние геотекстильной прослойки на глубину оттаивания принятой конструкции насыпи.

Б.9 Высоту насыпей Н , м, проектируемых с теплоизолирующим слоем из искусственных материалов в основании, вычисляют по формуле

где Н н - нормативная глубина сезонного оттаивания грунта насыпи, м; определяется по СП 25.13330. h - толщина теплоизолирующего слоя, м; λ , λ Г, -коэффициенты теплопроводности соответственно теплоизоляционного материала и грунта насыпи, Вт/(м · К) определяют по СП 25.13330;

С , СГ - удельная теплоемкость соответственно теплоизоляционного материала и грунта насыпи, Дж/(кг · К), определяемая согласно СП 25.13330;

1,5 - коэффициент, м.

Пример 1. Автомобильную дорогу в районе пос. Ямбург ( l 1 дорожно-климатическая подзона) проектируют по 1-му принципу. Грунт в основании насыпи - тяжелый суглинок влажностью 40 % и с числом пластичности J п = 17. Предусмотрено возведение насыпи из мелкозернистого песка. Покрытие дороги - сборное из железобетонных плит типа ПАГ-14 толщиной 14 см, укладываемых на укрепленное цементом песчаное основание толщиной 16 см. Требуется определить высоту насыпи.

Расчет ведут по формуле (Б.1).

Поскольку насыпь состоит из трех слоев, то определяют глубину оттаивания каждого слоя:

• верхнего (покрытие) - по формуле (Б.2), где Н н с1 = 2,6 м (по рисунку Б.2); поправочный коэффициент на влажность (2 %) К w = 1,1; Кп = 1,37:

• нижнего (укрепленное песчаное основание) - по формуле (Б.3), где Н н с2 = 2,6 м (по рисунку Б.2); поправочный коэффициент на влажность (6 %) Кw = 0,98:

• нижнего (мелкозернистый песок насыпи) - по формуле (Б.4), где Н н с3 = 2,4 м (по рисунку Б.4); поправочный коэффициент на влажность (8 %) песчаного грунта, подстилаемого глинистым, Кw = 0,92:

По формуле (Б.6) для трехслойной конструкции

Если учесть, что толщина дорожной одежды - 0,3 м, то земляное полотно следует отсыпать на высоту

Пример 2. Исходные данные те же, что и в примере 1.

Насыпь проектируют по 2-му принципу с прослойкой геотекстиля в нижней части. Насыпь возводят в летний период. Требуется определить высоту насыпи.

Расчет ведут по формуле (Б.7).

Показатель Н к = 2,28 м. Так как нет данных изысканий, определяют мощность деятельного (сезоннооттаивающего) слоя Н н с1=1,8 м, поправочный коэффициент на влажность (40 %) К w = 0,85; получаем: Н д.с = 1,8 · 0,85=1,53 м.

Допустимая осадка сборного цементобетонного покрытия (Б.2) S доп = 0,02 м. Относительная осадка при оттаивании глинистых грунтов основания при W = 40 % и J п = 17 по графику (рисунок Б.2) е = 0,07.

Строительная осадка согласно расчетам по формуле (Б.7) составляет S c = 0,12 м.

Тогда высоту насыпи H , м, вычисляют следующим образом:

Высоту насыпи с учетом слоя геотекстиля H , м, вычисляют следующим образом:

Если учесть, что толщина дорожной одежды 0,3 м, то земляное полотно следует отсыпать на высоту

Пример 3. Автомобильную дорогу в районе г. Салехарда проектируют с асфальтобетонным покрытием. По данным изысканий, супесчаный грунт основания имеет влажность 18 %, а, по данным лабораторных испытаний, W т = 19%, g т = 1,6 т/м³ .

После снятия мохорастительного покрова с дорожной полосы и устройства водоотводных канав за год до начала основных работ влажность супесчаного грунта основания в результате осушения снизилась до 16 %.

Дорожная одежда включает двухслойный асфальтобетон толщиной 10 см на щебеночном основании толщиной 15 см, подстилаемом слоем гравийно-песчаной смеси толщиной 15 см. Земляное полотно предусмотрено отсыпать из крупнозернистого песка. Требуется определить высоту насыпи, которую вычисляют по формуле (Б.8).

Поскольку насыпь состоит из трех слоев, то определяют глубину оттаивания каждого слоя:

• верхнего (покрытие) - по формуле (Б.2), где Н н с1 = 3 м (по рисунку Б.1), поправочный коэффициент на влажность (1 %) K w = 1,1; Kп = 1,30:

• нижнего (основание) - по формуле (Б.3), где Н н с2 = 3м (по рисунку Б. 2), поправочный коэффициент на влажность (5 %) K w = 0,98:

• нижнего (грунт земляного полотна) -по формуле (Б.4), где Н н с3 = 2,8 м (по рисунку Б.4 поправочный коэффициент на влажность (8 %) песчаного грунта, подстилаемого глинистым, К w = 0,92:

Определяют глубину предварительного оттаивания грунта основания до возведения земляного полотна по рисунку Б.3, поправочный коэффициент на влажность (16 %) К w = 0,96:

По формуле (Б.6) для трехслойной конструкции

Допустимая осадка S доп = 0,04 м (см. подраздел Б.2).

Относительная осадка е = 0,05 по графику (рисунок Б.7) при влажности 16 % и J п = 7.

Осадку грунтов S , после предварительного оттаивания вычисляют по формуле (Б.9), определив по Б.7 коэффициенты Ао, и ао (Ао = 0,03; ао = 0,005 м² /т):

Высота насыпи

Учитывая, что толщина дорожной одежды -0,4 м, высота земляного полотна будет равна

Таблица В.1

ВПриложение В. Основные характеристики грунтов и параметров земляного полотна

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

Продолжение таблицы В.1

СП 313.1325800.2017

Таблица В.2

Продолжение таблицы В.2

Таблица В.3

* Примечание - Значения оптимальной влажности для характерных грунтов зоны вечной мерзлоты можно определить через влажность предела текучести по следующим зависимостям: супесь легкая W oпт = 0,7 W тек; суглинок легкий пылеватый W oпт = 0,6 W тек ; суглинок тяжелый, глина пылеватая W oпт = 0,55 W тек .

Таблица В.4

ГПриложение Г. Расчет насыпи на снегонезаносимость

Г.1 Высоту снегонезаносимой насыпи Н сн - вычисляют по формуле

где Кс - коэффициент, корректирующий высоту снежного покрова на метеостанции с его высотой на трассе; h р.сн - расчетная высота снежного покрова, м, с учетом вероятности ее превышения 5% по данным ближайшей метеостанции;

∆ h - возвышение насыпи над снежным покровом, м; назначается для районов с метелевой деятельностью в зависимости от категории дороги: II - 0,7 м, III - 0,6 м, IV - 0,5 м, V - 0,4 м.

Показатель Kс определяют по данным снегомерных съемок по трассе во время зимних изысканий. Для более надежной корреляции количество снегомерных съемок в зимний период должно быть не менее 15.

При этом фиксируют даты проведения снегомерных съемок и сравнивают их с результатами снегомерных съемок на метеостанции в те же дни. Распределение снежного покрова по трассе устанавливают с привязкой к пикетам, и результаты замеров заносят в журнал по форме, приведенной в таблице Г.1.

С учетом полученных данных коэффициент Кс вычисляют по формуле

где h с.т - высота снежного покрова на трассе, м; h с.м -высота снежного покрова по метеоданным на дату снегомерных съемок на трассе, м.

Таблица Г.1

Примечание - Значение Кс осредняют и вводят в формулу (Г.1). При невозможности проведения зимних изысканий значение корректирующего коэффициента Kс для склоновых участков местности разрешается ориентировочно принимать по таблице Г.2.

В районах со слабо выраженной метелевой деятельностью, где преимущественно распространены снегопады, необходимое возвышение насыпи над снежным покровом ∆ h определяют из условия размещения снега в придорожной полосе по графику, приведенному на рисунке Г.1.

Таблица Г.2

Примечание - Значения Кс даны относительно высоты снежного покрова на открытых равнинных участках местности.

Рисунок Г.1 - Зависимость необходимого возвышения насыпи Δ h от высоты снежного покрова исходя из условия размещения снега, убираемого с дороги. Цифры на кривых - категория дороги

Пример 1

Проектируют дорогу III категории с шириной земляного полотна поверху В = 12,0 м. Трасса проложена в тундровом районе с объемом снегопереноса более 600 м³ /м по наветренному пологому склону косогора (крутизна 1:50). По данным ближайшей метеостанции, расположенной на местности с равнинным рельефом, высота снежного покрова в год изысканий 45 см, а с вероятностью превышения 5 % - 67 см.

Согласно исходным данным, район строительства характеризуется сильной метелево-ветровой деятельностью. Требуется определить высоту насыпи по условиям снегонезаносимости, которую вычисляют по формуле (Г.1).

Исходные параметры определяют следующим образом: Δ h = 0,6 м - для дороги III категории; h р.см = 0,67 м - с вероятностью превышения 5 %. Значение Кс может быть определено по таблице Г.2 (ввиду отсутствия данных снегомерной съемки на трассе): Кс = 0,8.

Высота снегонезаносимой насыпи

При отсутствии снегопереноса Δ h (из условия размещения снега на придорожной полосе) определяют по рисунку В.1 для дороги III категории:

При проектировании принимают большее значение высоты насыпи, т. е. h с.м = 1,15 м.

Пример 2

Расчет толщины снежного покрова с вероятностью превышения 5 %

В районе строительства автомобильной дороги устанавливают, по данным наблюдений ближайшей метеостанции в течение 10 лет, максимальную высоту снежного покрова h мах с.н. Например, значения h мах с.н колебались от 36 до 65 см. Во время изысканий дороги высота снежного покрова на станции равнялась 50 см.

Полученные значения располагают в убывающем порядке и вычисляют период эмпирической повторяемости Т э (таблица Г.3).

Таблица Г.3

На основании полученных данных h мах с.н и Т э строят в логарифмических координатах lg hсн мах - lgТэ эмпирическую кривую распределения максимальных высот снежного покрова (рисунок Г.2)

Рисунок В.2 Распределение максимальных высот снежного покрова

Принимая Т р = 20 лет (5 % обеспеченности), lg Т р = 1,3, по полученному графику путем экстраполяции устанавливают, что lg = 1,83, тогда толщина смежного покрова с вероятностью превышения 5 % будет равна 67,6 см.

ДПриложение Д. Расчет строительной осадки грунтов основания и тела насыпей

Д.1 В расчетах строительной осадки грунтов основания при сооружении насыпей следует учитывать время производства работ (лето, зима) и технологию возведения земляного полотна (на полную высоту или послойно).

Д.2 На тех участках, где земляное полотно запроектировано по 1-му принципу, насыпь возводят на полную высоту в зимний период на промерзших грунтах деятельного слоя, которые в летний период не оттаивают. Строительная осадка в таких случаях протекает в результате обжатия мерзлого мохорастительного покрова под весом насыпи. Величина обжатия (строительная осадка) S c = 0,5 h м.п , где h м.п -мощность (толщина) мохорастительного покрова, см.

Д.3 На тех участках, где земляное полотно запроектировано по 2-му принципу, насыпь возводят на полную высоту как в зимний, так и в летний период.

При зимней отсыпке строительную осадку S с определяют по следующим схемам:

• насыпь возводят на полную высоту из сыпучемерзлого песчаного или крупнообломочного грунта на промерзших грунтах деятельного слоя:

где S г.о - осадка грунтов основания в результате их оттаивания на расчетную глубину и уплотнения в пределах этой глубины под действием собственного веса, веса насыпи и подвижной нагрузки, см;

• насыпь возводят на полную высоту из сухо- и твердомерзлых грунтов, а также из талых песчаных или глинистых с комьями мерзлых грунтов на промерзших грунтах деятельного слоя:

где S т.н - осадка в результате оттаивания и уплотнения грунта в теле насыпи, см.

При летней отсыпке строительную осадку определяют по схеме послойного возведения насыпи на оттаивающих грунтах деятельного слоя. Общая осадка слагается из суммы осадок, протекающих при отсыпке каждого слоя и доведении насыпи до проектной отметки:

где S г.о1 , S г.о2 , S г.о3 , …, S г.оi -осадка грунтов основания соответственно при отсыпке 1-го, 2-го, 3-го и i -го слоев насыпи.

Д.4 Строительную осадку грунтов в теле насыпи на стадии проектирования вычисляют по формуле

где Нг - прогнозируемая глубина сезонного оттаивания грунта насыпи, см;

Ку - прогнозируемый минимальный коэффициент уплотнения сухо- или твердомерзлого грунта, принимаемый по таблице 10;

Кот - прогнозируемый минимальный коэффициент уплотнения после оттаивания сухо- или твердомерзлого грунта.

Строительную осадку тела насыпи на стадии строительства уточняют по формуле (Д.5).

Д.5 Строительную осадку грунтов основания при высоте насыпей до 2 м можно ориентировочно вычислять (на стадии рекогносцировочных изысканий) по формуле

где е - основание натурального логарифма; е = 2,72; bм -коэффициенты, учитывающие наличие или отсутствие мохорастительного покрова толщиной не более 20 см на поверхности основания; для участков трассы с ненарушенным мохорастительным покровом а м = 3,81, b м = 1,95, без мохорастительного покрова или с сильно нарушенным а м = 1,05, b м = 3,55;

W отн - естественная влажность грунта основания, доли влажности на границе текучести.

Д.6 Строительную осадку глинистых грунтов основания на стадии составления рабочих чертежей следует определять в зависимости от типа местности по формулам: для 1-го типа

где a о - коэффициент уплотнения грунтов основания ;

А о - коэффициент оттаивания грунтов основания ; h г.о - расчетная глубина оттаивания грунтов основания, см; р о - удельное давление на поверхность грунта основания (от подвижной нагрузки и веса насыпи); для автомобильных дорог р о = 0,0735 МПа, при использовании геотекстиля в нижней части насыпи р о = 0,049 МПа; γ - плотность грунта основания, кг/см³ ; e о -начальный коэффициент пористости грунта основания, доли единицы. для 2-го типа

Д.7 Строительную осадку торфяного грунта основания следует определять по формуле

где е - относительная осадка торфяного грунта основания при оттаивании под нагрузкой; устанавливают при инженерных изысканиях по ГОСТ 12248 и ГОСТ 23253.

Д.8 Строительную осадку оттаивающих грунтов основания при послойной отсыпке насыпи в летний период вычисляют по следующим формулам:

где А м.п , А г.о - коэффициент оттаивания соответственно мохорастительного покрова и грунта основания; а м.п , а г.о - коэффициент уплотнения соответственно мохорастительного покрова и грунта основания;

Р о - нагрузка на основание от веса уплотняющих средств и веса насыпи, МПа; h г.о1 , h г.о2 -толщина слоя грунта основания, оттаивающего соответственно при отсыпке второго и третьего слоев насыпи, см.

Учитывая, что влажность грунтов основания после уплотнения уменьшается, в расчетах по формулам (Д.10) и (Д.11) следует принимать А у м.п =0,7; А у г.о =0,8.

Давление на оттаивающие грунты основания вычисляют по формулам: а) от веса отсыпанного слоя насыпи и собственного веса оттаивающего грунта основания:

где γн - плотность грунта насыпи, кг/см³ ; h н - толщина (в уплотненном состоянии) отсыпанного слоя насыпи, см; γ м.н - плотность мохорастительного покрова (торфа), кг/м³ ; hм.п - толщина мохорастительного покрова, см; б) от уплотняющих средств:

где s - напряжения, возникающие в слое грунта от уплотняющих средств на расчетной глубине (принимают по таблице Д.1), Па;

Р п - давление в пневматических шинах уплотняющих средств, Па; ξ - коэффициент динамичности; ξ = 1,5.

Глубину оттаивания h г.о грунтов основания, увеличивающуюся по мере производства земляных работ, определяют непосредственными измерениями или ориентировочно вычисляют по формуле

где V г - скорость оттаивания грунта, см/сут; принимают по таблице Д.2;

Т от.г - время оттаивания слоя грунта, сут; принимают в зависимости от сроков отсыпки слоев земляного полотна.

Таблица Д.1

Таблица Д.2

Пример 1

На местности 2-го типа проектируют насыпь высотой 2 м с возведением на полную высоту в зимний период из крупнообломочного грунта. Естественное основание представлено глинистым грунтом влажностью 0,9 W т . Толщина слоя мохорастительного покрова - 15 см.

Требуется определить ориентировочную строительную осадку грунтов основания.

Вычисляют по формуле (Д.5):

При логарифмировании получаем

По таблицам десятичных логарифмов мантисса lg 3,31 = 0,5197, тогда lg S г.о = 0,5197+0,7627=1,2823.

По таблицам десятичных антилогарифмов находим S г.о = 19,2 см.

Пример 2

При тех же исходных данных, но при отсутствии мохорастительного покрова требуется определить строительную осадку грунтов основания.

Вычисляют по формуле (Д.5):

По таблицам десятичных антилогарифмов S г.o = 25,62 см.

Пример 3

На 1-м типе местности проектируют насыпь высотой 1 м с возведением в зимний период из сыпучемерзлого песка. Естественное основание представлено легкой супесью влажностью 0,65 W т .

Характеристики грунта основания, полученные по материалам изысканий: W ест = 15,8 %; g = 1,68 т/м³ ; W т = 24,6 %; e о = 0,83.

Согласно теплотехническому расчету глубина оттаивания грунта основания h г.о составит 2 м.

Требуется определить строительную осадку грунта основания.

Вычисляют по формуле (Д.6).

По приложению Б а о = 0,408 МПа -1 . Тогда

Пример 4

На местности 2-го типа проектируют насыпь высотой 2 м с возведением в зимний период на полную высоту из сыпучемерзлого песчаного грунта. Естественное основание представлено пылеватой глиной с влажностью 0,88 W т .

Характеристики грунта основания, полученные по материалам изысканий: W ест = 28,2%; g = 1,91 т/м³ ; e о = 1,04.

Согласно теплотехническому расчету глубина оттаивания грунта основания h г.о составит 1 м.

Требуется определить строительную осадку грунта основания, если в нижней части насыпи предусмотрен слой из геотекстиля.

Вычисляют по формуле (Д.7).

По приложению Б А о = 0,06, а о = 1,02 МПа -1 .

Тогда

Пример 5

На вечномерзлых торфяниках проектируют насыпь высотой 1,5 м с возведением на полную высоту в зимний период. Характеристики торфяника, полученные при изысканиях: W с = 6 %; g = 0,13 т/м³ .

Согласно теплотехническому расчету глубина оттаивания h г.о торфа составит 1 м.

Требуется определить строительную осадку торфяного грунта.

Вычисляют по формуле (Д.8).

Согласно данным таблицы 1 при W с = 6% и g = 0,13 т/м³ вычисляют при давлении насыпи 0,01 Мпа, е = 0,24:

ЕПриложение Е. Проектирование и строительство водопропускных труб

Е.1 При проектировании и строительстве водопропускных труб в зоне вечной мерзлоты необходимо руководствоваться СП 35.13330, СП 43.13330, а также требованиями, приведенными в [22].

Е.2 На дорогах I-V категорий предусматривают трубы капитального типа: бетонные, железобетонные и металлические гофрированные. Требования к материалам бетонных и железобетонных труб приведены в [21], а металлических гофрированных труб - в [22].

Е.3 Применение труб предусматривают преимущественно на периодически действующих водотоках. Металлические гофрированные трубы допускается использовать также на постоянных водотоках при отсутствии наледеобразования на дорогах III-V категорий.

Е.4 Отверстия труб рассчитывают по безнапорному режиму. Минимальное отверстие и высоту труб в свету назначают не менее 1,5 м.

Многоочковые трубы допускается проектировать с расположением очков в разных уровнях, размещая часть из них (как правило, одно) в уровне русла водотока, а остальные - на отметке выше уровня меженных вод. Количество рядом уложенных труб не ограничено.

Е.5 При проектировании водопропускных труб предусматривают использование грунтов в основаниях по следующим принципам:

• 1-й - обеспечить поднятие ВГММГ до подошвы фундамента и сохранять его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации сооружения;
• 2-й - образовать талую прослойку между подошвой фундамента и ВГММГ;
• 3-й -использовать грунты основания в естественном талом состоянии.

Е.6 Трубы следует проектировать, как правило, исходя из условия наименьшего нарушения естественного состояния мерзлых грунтов.

Во всех случаях, когда это возможно, необходимо избегать устройства котлованов, приемных колодцев, глубоких бетонных, железобетонных и других экранов, различных врезов в мерзлых грунтах и предусматривать подготовку основания подсыпкой с ее планировкой.

Е.7 На водотоках, основание которых в пределах двойной мощности сезоннооттаивающего слоя представлено непросадочными грунтами, проектируют бесфундаментные трубы.

Е.8 На водотоках, характеризующихся наличием слоя просадочных при оттаивании грунтов мощностью не более 2 м, предпочтение отдают бесфундаментным трубам или трубам с фундаментами мелкого заложения при условии, что суммарная величина осадки грунтов основания может быть компенсирована величиной строительного подъема. При невыполнении этого условия предусматривают полную или частичную замену слабого грунта грунтовой подушкой из щебеночных, гравийных или гравийно-песчаных материалов, имеющих оптимальную или близкую к ней влажность.

Размеры грунтовых подушек для бетонных и железобетонных труб принимают следующие: а) длина на 1-1,5 м более общей длины трубы с оголовками; б) ширина не менее (2 √Hр dтр 3 / ) для одноочковой трубы и не менее (2 √Hрdтр 2 +d(n - 1) + Bтр(n-1) +1 ) для n -очковой трубы (где Н р - расчетная глубина оттаивания (промерзания) грунта под трубой, м; d тр -диаметр трубы, м; B тр -расстояние между трубами, м).

Е.9 На водотоках, характеризующихся наличием слоя сильнопросадочных и просадочных грунтов мощностью более 2 м, предусматривают свайные фундаменты. Массивные бетонные фундаменты допускают только при соответствующем обосновании при отсутствии подруслового стока.

Е.10 Минимальную глубину заложения фундаментов устанавливают в зависимости от расчетной глубины сезонного оттаивания грунтов основания Н р, их свойств (по CП 35.13330) и типа фундамента:

• свайного Н р +2 м, но не менее 3 м;
• массивного бетонного Н р, но не менее 1,5 м:

Н р = Hг н m гК w где Hг н -нормативная глубина сезонного оттаивания грунта, м; устанавливается по обязательному приложению Б; m г - коэффициент теплового влияния конструкций на грунт основания, принимаемый для фундамента: массивного бетонного - 0,8, свайного, с плитой на поверхности грунта - 1,0;

К w - поправочный коэффициент к нормативной глубине оттаивания грунта при его естественной влажности, устанавливаемой по обязательному приложению Б.

Е.11 При проектировании труб в l 1 ДКЗ применяют преимущественно 1-й принцип использования грунтов в основании, в l 2 - 2-й, на всей территории зоны вечной мерзлоты - 3-й с учетом Г.7.

Е.12 При использовании 1-го и 2-го принципов для уменьшения толщины грунтовой подушки предусматривают в основании теплоизолирующие слои по расчету.

Е.13 Трубы следует проектировать с входными и выходными оголовками. При низких насыпях могут быть предусмотрены многоочковые безнапорные трубы без выходных оголовков. Металлические гофрированные трубы допускается проектировать без устройства оголовков при соблюдении требований СП 35.13330.

В остальных случаях предпочтительнее применять воротниковые оголовки, а при необходимости, портальные и раструбные с небольшим заглублением (от 0,4 до 0,5 м) в грунты основания.

Е.14 На водотоках, основание которых в пределах двойной мощности сезоннооттаивающего слоя сложено непросадочными грунтами, конструкции укреплений подводящих и отводящих русел принимают в соответствии с типовыми решениями для обычных условий, исходя из гидравлических расчетов.

Е.15 На всех водотоках отводящее русло, как правило, должно быть устроено с уклоном не менее 2 %.

Тип укрепления подводящих и отводящих русел, сложенных просадочными грунтами, принимают в зависимости от их уклона: а) не более 1 % - бутовую кладку по слою теплоизоляции из мха, торфа толщиной не более 20 см в плотном состоянии; б) от 1 до 5 % - цементобетон (сборный или монолитный) по слою теплоизоляции из мха, торфа толщиной не более 30 см в плотном состоянии; в) более 5 % - быстротоки по слою теплоизоляции в соответствии с требованиями перечисления (б) .

Е.16 На водотоках, основание которых сложено сильнопросадочными грунтами, тип укрепления принимают в зависимости от уклона русел:

• не более 1 % - в соответствии с перечислением (б) Е.15;
• от 1 до 5 % - в соответствии с перечислением (в) Е.15;
• более 5 % - бетонные, металлические или деревянные лотки на сваях, заглубляемых в вечномерзлый грунт по расчету на выпучивание.

На местности с уклоном более 1 % отводящие русла целесообразно укреплять по всей длине косогора, устраивая у его подножия гасители энергии водного потока.

Е.17 Дополнительными мероприятиями, обеспечивающими устойчивость труб, являются:

• максимальное сохранение мохорастительного покрова на расстоянии не менее 20 м от концевых звеньев трубы и не менее 20 м в каждую сторону от нее;
• засыпка пазух в котлованах, подсыпка под фундаменты, устройство подготовок, под крепления русел водонепроницаемыми глинистыми грунтами;

СП 313.1325800.2017

• устройство насыпей с уположенными откосами или бермами на расстоянии, равном четырехкратной высоте насыпи в каждую сторону от трубы;
• устройство на откосах насыпи каменной наброски толщиной от 1 до 1,5 м выше уровня верха трубы на 1 м или торфяной изоляции толщиной не менее 1 м до уровня верха трубы, протяженность которых вдоль дороги равна четырем диаметрам трубы в каждую сторону от ее оси или оси крайних звеньев для многоочковых труб;
• засыпка понижений в районе трубы глинистым грунтом в виде бермы высотой от 0,2 до 0,3 м с уклоном ее верха от 2 % до 4 % в сторону русла водотока с целью предотвратить застой воды и увеличить скорость ее протекания вдоль подошвы насыпи;
• обеспечение в условиях большой снегозаносимости (в тех случаях, когда отверстие трубы полностью заносится снегом) проветривания труб в зимний период с помощью вентиляционных труб, концы которых выводят за пределы снежных отложений, или других устройств согласно [20].

Е.18 Строительство железобетонных труб осуществляют, руководствуясь указаниями СП 46.13330, а металлических гофрированных труб - указаниями [20].

Е.19 На водотоках, где предусмотрено сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии, все виды строительно-монтажных работ выполняют в холодный период года. Кроме того, необходимо:

• строительную площадку организовывать с низовой стороны искусственного сооружения на расстоянии не менее 70 м от него;
• не допускать пересечения трассы построечными дорогами на расстоянии менее 50 м от оси сооружения;
• подъезды к местам строительства сооружения и стоянок механизмов устраивать на грунтовых подсыпках толщиной не менее 0,5 м.

Е.20 На водотоках, где допускается оттаивание грунтов основания, строительно-монтажные работы выполняют в любой период года.

При производстве работ в летнее время необходимо:

• располагать строительную площадку в соответствии с требованиями Е.19;
• отсыпать грунтовые площадки толщиной не менее 0,5 м под места стоянок механизмов и располагать их на расстоянии не менее 50 м от оси трубы;
• строить временные искусственные сооружения (деревянные, из металлических труб) для пропуска поверхностных вод.

Е.21 При производстве работ в летний период интервал между устройством котлована и закладкой фундамента или грунтовой подушки не должен превышать 24 ч.

Е.22 При бурении скважин и установке свай в мерзлых грунтах не допускается применение воды, пропаривание и другие способы предварительного оттаивания грунтов.

Подготовленную скважину закрывают щитом для предотвращения попадания в нее атмосферных осадков, грунта и случайных предметов.

Сваи устанавливают в скважины не позднее чем через 3 сут после окончания бурения.

Е.23 Сборные фундаменты устраивают так же, как и в обычных условиях. Швы между блоками заполняют цементопесчаным раствором с водоцементным отношением не более 0,5.

В зимнее время поверхность блоков перед заполнением швов прогревают горячим воздухом.

Е.24 Монолитные фундаменты и плиты свайных ростверков устраивают из жесткой смеси, приготавливаемой на быстротвердеющем цементе с пластифицирующими добавками.

В зимний период укладываемую смесь защищают от охлаждения и замерзания тепляками, обогреваемыми горячим воздухом, электричеством или паром.

СП 313.1325800.2017

Е.25 Пазухи между боковыми поверхностями котлована и фундамента засыпают суглинком или глиной оптимальной влажности слоями 20 см каждый и уплотняют до значений не менее 0,95 максимальной плотности. Категорически запрещается засыпать обводненные пазухи.

Е.26 При устройстве бесфундаментных труб на грунтовых подушках котлованы (траншеи) заполняют дренирующим грунтом слоями по 20-30 см и уплотняют механизмами виброударного и вибротрамбующего действия или катками.

Е.27 При монтаже железобетонных труб запрещается укладка звеньев труб «насухо». Во всех случаях должна быть предусмотрена подготовка из цементного раствора марки 150 с водоцементным отношением не выше 0,65 при глубине погружения конуса от 6 до 8 см.

Монтаж металлических гофрированных труб и устройство дополнительного защитного покрытия должны быть выполнены в соответствии с требованиями [17].

Е.28 Построенные и принятые (с составлением акта) железобетонные трубы засыпают грунтом одновременно с обеих сторон слоями толщиной от 15 до 20 см с уплотнением до требуемых значений. Толщина грунтового слоя над трубой должна быть не менее 1 м.

Засыпку металлических гофрированных труб следует выполнять в соответствии с [20].

Чтобы повысить несущую способность гофрированной трубы и надежность ее работы, рекомендуется до засыпки придать ее поперечному сечению овальность с большей осью по вертикали, увеличив вертикальный диаметр не более 3 % номинального, путем закрепления сечения стойками или путем устройства жесткого слоя засыпки согласно [20].

Е.29 На автомобильных дорогах III-V категорий в качестве водопропускных труб допускается применять некондиционные толстостенные металлические трубы с учетом положений [20].

Е.30 Материал для укрепления подводящих и отводящих русел (дерн, мох, торф, бутовый камень и бетонные плиты) заготавливают и завозят к месту строительства заблаговременно, а укрепительные работы проводят в весенний период до начала таяния грунта основания.

ЖПриложение Ж. Требования к геотекстильным материалам

Ж.1 При проектировании дорог в сложных мерзлотно-грунтовых условиях следует рассматривать варианты конструктивно-технологических решений с использованием геотекстильных материалов отечественного и зарубежного производства.

Ж.2 Сравнение вариантов необходимо проводить с учетом функции, выполняемой геотекстильным материалом:

• армирующих прослоек, усиливающих грунтовый массив, повышающих его устойчивость и уменьшающих деформации;
• разделяющих прослоек, исключающих перемешивание слоев различных по составу и состоянию грунтов, улучшающих условия работы слоев и конструкции в целом;
• дренирующих прослоек, обеспечивающих фильтрацию воды из основания или тела насыпи и ускоряющих ее осадку. Эту функцию могут выполнять только иглопробивные материалы, имеющие толщину не менее 3 мм;
• фильтра, задерживающего грунтовые частицы, перемещаемые потоком воды;
• покрытия, защищающего откосы от водной или ветровой эрозии.

Ж.3 Геосинтетические материалы в общем случае должны отвечать требованиям по следующим физико-механическим свойствам:

• поверхностная плотность;
• геометрические параметры (толщина и ширина полотна, размеры ячеек для георешеток и геосеток);
• прочность при растяжении;
• прочность при длительном статическом нагружении;
• деформативность;
• сопротивление местным повреждениям;
• водопроницаемость и фильтрующая способность (для геотекстиля и геокомпозитов на его основе);
• показатели климатического старения (долговечности) в составе дорожных конструкций.

Ж.4 Основные параметры геотекстильных материалов, используемых в дорожном строительстве, приведены в таблицах Ж.1 и Ж.2.

Ж.5 При выборе геосинтетического материала следует учитывать вид материала (грунта), отсыпаемого непосредственно на геосинтетический материал, и условия выполнения строительных работ.

Таблица Ж.1

Таблица Ж.2

СП 313.1325800.2017 Таблица Ж.3

Примечания

1 Одноосную георешетку рекомендуется использовать при армировании грунта подпорных стен, устоев мостов, крутых склонов, восстановление оползней.

• 2 Двухосную георешетку рекомендуется использовать для стабилизации и усиления грунтовых оснований, армирования грунтовых сооружений, усиления конструкций транспортных грунтовых сооружений и элементов из зернистых материалов.
• 3 Противоэрозионная георешетка (геомат) предназначена для защиты грунтовых откосов от поверхностной почвенной эрозии и создания прочного дернового покрытия на поверхности грунтовых сооружений.

4 Геополотно тканое используется для разделения слоев, выполняет функции фильтрации и усиления слабого грунта, а также для укрепления откосов и склонов с высоким углом заложения.

СП 313.1325800.2017

Библиография

1. [1] Федеральный закон Российской Федерации от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании»
2. [2] Федеральный закон Российской Федерации от 22 июня 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
3. [3] Федеральный закон Российской Федерации от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»
4. [4] Федеральный закон Российской Федерации от 8 ноября 2007 г. № 257-ФЗ «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»
5. [5] Федеральный закон Российской Федерации от 04 декабря 2006 г. № 200-ФЗ «Лесной кодекс»
6. [6] Федеральный закон Российской Федерации от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ «Водный кодекс Российской Федерации» (ред. от 28.11.2015)
7. [7] Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»
8. [8] Федеральный закон Российской Федерации от 25 октября 2001 г. № 137-ФЗ «Земельный кодекс»
9. [9] Федеральный закон Российской Федерации от 25 июня 2002 г. № 73-ФЗ «Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации»
10. [10] Федеральный закон РФ от 14 марта 1995 г. № 33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях»
11. [11] Постановление Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2009 г. № 767 «О классификации автомобильных дорог в Российской Федерации»
12. [12] СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»
13. [13] СП 11-104-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Часть III. Инженерно-гидрографические работы при инженерных изысканиях для строительства»
14. [14] СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть IV. Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов»
15. [15] СП 33-101-2003 «Определение основных расчетных гидрологических характеристик»
16. [16] ВСН 84-89 «Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты»/ - М.: Минтрансстрой, 1990
17. [17] ВСН 176-78 «Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб». - М.: Минтрансстрой и МПС, 1985
18. [18] ОДМ 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд». - М., Минтранс РФ, 2002
19. [19] СТО 90903792.001-2015 Материал «ДиатомИК». Теплоизоляционный гранулированный. Технические условия. - Тюмень, 2015
20. [20] ОДМ 218.5.003-2010 «Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог»: - М.. Росавтодор, 2010
21. [21] ВСН 155-69 «Указания по проектированию и строительству железобетонных и бетонных конструкций автодорожных и городских мостов и труб, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (северное исполнение)» - М.: Минтрансстрой, 1969
22. [22] ОДМ 218.2.001-2009 «Рекомендации по проектированию и строительству водопропускных сооружений из металлических гофрированных структур на автомобильных дорогах общего пользования с учетом региональных условий (дорожно-климатических зон)».
23. [23] ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны
24. [24] «Руководство по операционному контролю качества строительномонтажных работ при сооружении линейной части магистральных трубопроводов» Р375-79. ВНИИСТ. - М.,1980
25. [25] СН 467-74 «Нормы отвода земель для автомобильных дорог» М.: Госстрой, 1974
26. [26] ВСН 210-91 «Проектирование, строительство и эксплуатация противоналедных сооружений и устройств». - М.: Минтрансстрой, 1991 МКС 93.080.01 Ключевые слова: изыскания в районах вечномерзлых грунтов, проектирование земляного полотна и дорожных одежд в районах вечномерзлых грунтов, строительство земляного полотна и дорожных одежд в районах вечномерзлых грунтов, проектирование и строительство искусственных сооружений в районах вечномерзлых грунтов, охрана окружающей среды Организация-разработчик Исполнительный директор Руководитель разработки Зам. директора Начальник отдела комплексных исследований, стандартизации и логистического сопровождения проектов А.Ю. Эглескалн Л.А. Андреева И.П. Потапов