Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах (к СНиП 2.05.02-85)

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДРЕН
ИЗ ГЕОТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Вертикальные текстильные дрены представляют собой ленты из текстильного материала, вертикально помещаемые в грунт. Они применяются в тех же условиях, что и вертикальные песчаные дрены, и также в комплексе с временной пригрузкой.

Исходными данными для расчета консолидации слабого основания с вертикальными текстильными дренами являются:

коэффициент фильтрации дрен в продольном направлении;

размеры и площадь поперечного сечения дрены;

мощность слабого основания или, в случае многослойного основания, мощность каждого из слагающих его слоев в отдельности;

условия отжатия воды из основания (односторонняя или двусторонняя фильтрация);

результаты испытаний грунтов основания на компрессию и консолидацию;

физико-механические характеристики грунтов основания;

требуемая степень консолидации основания и время ее достижения (задается исходя из сроков строительства).

До начала расчета необходимо выделить слои слабого основания по составу и состоянию слагающих их грунтов на основании геологического разреза, полученного по результатам бурения. Для каждого слоя определяют расчетные значения физико-механических характеристик грунтов в пределах того или иного слоя, оценивают однородность выделенных слоев и назначают расчетные слои.

Для определения коэффициентов консолидации и фильтрации необходимо провести компрессионные и консолидационные испытания. Эти испытания проводятся по стандартной методике для каждого слабого слоя отдельно (см. прил.2, 3). При приближенном расчете достаточно определения коэффициентов консолидации и фильтрации только при вертикальном потоке во всей консолидируемой области. Более точный расчет требует определения данных коэффициентов при радиальном потоке. Они определяются по данным консолидационных испытаний, при этом грунт в кольцо компрессионного прибора должен отбираться поперек слоя.

Коэффициенты консолидации определяются по выражению

,                                                                                                     (1)

где - половина высоты образца грунта при двухсторонней фильтрации и высота образца - при односторонней; - фактор времени, соответствующий 90% консолидации грунта; - время 90% фильтрационной консолидации грунта.

Для расчета слоистого основания рекомендуется использовать приведенные коэффициенты консолидации и фильтрации, определяемые по следующим формулам

,                                                                      (2)

где - коэффициент консолидации при вертикальном фильтрационном потоке во всей консолидируемой области; - число направлений вертикального дренирования (=1 при одностороннем дренировании и =2 при двухстороннем дренировании); - толщина каждого -го слабого слоя основания; - коэффициент консолидации каждого слабого слоя.

,                                                                  (3)

где - коэффициент фильтрации при вертикальном фильтрационном потоке во всей консолидируемой области; - коэффициент фильтрации каждого -го слабого слоя основания.

Расчет ведется следующим образом

Дрены располагаются по треугольной или квадратной сетке. Расстояние между дренами (шаг дрен) назначается сначала ориентировочно в пределах 1-2 м, а затем окончательно устанавливается подбором, исходя из заданного срока консолидации. Предварительно определяется диаметр зоны влияния дрены: =1,05 - треугольная сетка, =1,13 - квадратная сетка,

где - расстояние между дренами (шаг дрен).

Затем определяется параметр , равный

,                                                                                                     (4)