СП 313.1325800.2017 Дороги автомобильные в районах вечной мерзлоты. Правила проектирования и строительства (с Изменением N 1)

     8.2 Земляное полотно

8.2.1 При проектировании земляного полотна необходимо руководствоваться следующими принципами:

- 1-й принцип - обеспечение поднятия ВГММГ не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги. При этом надо иметь в виду, что поднятие ВГММГ до подошвы основания насыпи или несколько выше происходит не по всей площади основания. Поэтому в данном случае необходимо решать вопрос сохранения в мерзлом состоянии части основания, расположенной под откосом;

- 2-й принцип - допущение оттаивания грунта деятельного слоя в основании насыпи в период эксплуатации дороги при условии ограничения осадок допустимыми пределами для конкретного типа покрытия.

Случай 2-го принципа - обеспечение предварительного оттаивания вечномерзлых грунтов и осушения дорожной полосы до возведения земляного полотна.

8.2.2 По 1-му принципу земляное полотно необходимо проектировать в и ДКЗ на участках, относящихся к 3-му типу местности, для которого характерна среднегодовая температура ММГ IV-V категорий просадочности ниже минус 1,5°С. В ДКЗ проектирование по этому принципу допускается при условии понижения среднегодовой температуры грунта ниже минус 1,5°С за счет выполнения конструктивных технологических мероприятий.

Для повышения надежности сохранения мерзлого состояния необходимо применять аэродинамические обтекаемые поперечные профили насыпей и выемок, которые позволяют ограничивать толщину снеговых отложений на откосах и в пазухах и сохранять отрицательные значения среднегодового теплового баланса на элементах поверхности грунтового массива.

Кроме того, для сохранения грунтов в мерзлом состоянии могут быть применены и другие способы: глубинное охлаждение (СОУ, термоопоры), уположение откосов, тепловые экраны.

8.2.3 При проектировании по 1-му принципу положение ВГММГ в основании обеспечивают назначением соответствующей высоты насыпи при применении традиционных дорожно-строительных материалов и устройством специальных прослоек из теплоизолирующих материалов (торфа, пенополистирола, шлака и т.п.) в основании и теле насыпи.

8.2.4 По 2-му принципу земляное полотно допускается проектировать во всех дорожно-климатических подзонах на участках, относящихся ко 2-му и 3-му типам местности, для которых среднегодовая температура ММГ II-III категорий просадочности ниже минус 1,5°С, а также на торфяниках IV категории просадочности с расчетным понижением ВГММГ в период строительства и эксплуатации автомобильной дороги.

8.2.5 При проектировании по 2-му принципу высоту насыпи устанавливают по результатам теплофизических расчетов и расчета суммарной осадки основания и нестабильных слоев насыпи.

8.2.6 При предварительном оттаивании грунта основания на участках, относящихся ко 2-му типу местности, сложенных легкоосушаемыми просадочными грунтами, среднегодовая температура которых выше минус 1,5°С допускается проектировать с частичным оттаиванием на участках 3-го типа местности, сложенных торфом толщиной не более 1 м и или глинистым грунтом III-IV категорий просадочности, подстилаемых малопросадочными песчаными грунтами. Принцип частичного оттаивания используют на участках высокотемпературной многолетней мерзлоты островного распространения, когда возможно заблаговременное оттаивание вечномерзлых грунтов и осушение дорожной полосы.

8.2.7 Принцип проектирования выбирают исходя из климатических и мерзлотно-грунтовых условий того или иного участка трассы для назначения конструкций и руководящего возвышения бровки земляного полотна, технологии и сроков производства работ с учетом результатов технико-экономического сравнения вариантов. Для участков трассы с аналогичными мерзлотно-грунтовыми условиями следует выдерживать единый принцип использования грунтов в основании земляного полотна и по возможности однотипные конструктивные решения.

8.2.8 На участке со скальными крупнообломочными и песчаными породами, не содержащими прослоек и линз льда, в том числе с высокотемпературной многолетней мерзлотой (как правило, островного распространения), а также на участках сезонного промерзания (подзона ДКЗ при отсутствии ММГ) земляное полотно предусматривают по нормам ДКЗ II.

8.2.9 На участках прогнозируемых наледей в районах островного распространения ММГ (подзона ) и глубокого сезонного промерзания земляное полотно должно устраиваться таким образом, чтобы глубина промерзания основания насыпи не превышала промерзания грунтовой толщи в естественных условиях. При сплошном распространении ММГ (подзона ) земляное полотно предусматривают совместно с противоналедными устройствами (мерзлотным грунтовым поясом, водонепроницаемым экраном и др.), активизирующими наледный процесс в удалении от полотна дороги.

8.2.10 Выемки допускается предусматривать на участках местности с благоприятными мерзлотно-грунтовыми и гидрогеологическими условиями (скальные и щебенистые грунты) при отсутствии линз и прослоек льда. В случае необходимости устройства выемок в сложных мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условиях (напластование грунтов неоднородного состава, переменный уровень водоносных горизонтов, проявление мерзлотных процессов, сильнопросадочные грунты) должны быть предусмотрены: теплоизоляция откосов, конструктивные элементы из геосинтетических материалов, замена переувлажненных пылеватых глинистых грунтов песчаными или другими несвязными материалами, термоизолирующие слои в основании дорожной одежды, и обеспечен надежный отвод воды из выемки. Принимаемые решения обосновывают расчетами. Мелкие выемки раскрывают или разделывают под насыпи.

В ряде случаев, особенно в условиях сильной снегозаносимости может быть использован тоннельный вариант.

8.2.11 В зависимости от рельефа, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых условий поверхностные и грунтовые надмерзлотные воды необходимо отводить от дорожного полотна за счет водоотводных канав, нагорных мерзлотных валиков и приоткосных берм, параметры которых устанавливают расчетом.

8.2.12 На участках природных наледей земляное полотно следует проектировать:

- в насыпях с возвышением бровки над расчетной поверхностью наледи более чем на 0,5-1 м;

- в насыпях с бермой, устраиваемой с нагорной стороны;

- совместно с противоналедными устройствами.

8.2.13 Земляное полотно совместно с противоналедными устройствами (земляными валами или заборами) необходимо проектировать на участках действующих ключевых наледей, когда можно каптировать источники и отводить их по утепленным лоткам и канавам за пределы земляного полотна, а также на участках грунтовых наледей объемом не более 10000 м, образующихся в пологих (уклон менее 2%) и широких логах.

8.2.14 Валы следует проектировать на основании с удалением растительного и торфяного покрова, а откос нижней части вала укрепляют. Высота укрепления откоса должна быть выше расчетного уровня воды более чем на 0,2 м.

8.2.15 При вскрытии водоносных слоев выемками перехват и отвод грунтовых и надмерзлотных вод следует осуществлять глубокими полуоткрытыми лотками или удерживать наледь выше по склону. Когда применение указанных мероприятий затруднено или экономически нецелесообразно, необходимо предусматривать уширение выемок и устройство противоналедных заборов.

8.2.16 Во всех случаях при проектировании насыпей на грунтах III-V категорий просадочности должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие наиболее возможное горизонтальное положение ВГММГ как при его подъеме, так и при опускании по поперечному сечению земляного полотна. Наклон ВГММГ, повышающий угол внутреннего трения (3-8°) оттаивающего грунта основания в текучем состоянии, должен быть обоснован расчетами устойчивости [16].

8.2.17 На участках, относящихся ко 2-му типу местности и сложенных легкоосушаемыми просадочными грунтами, среднегодовая температура которых выше минус 1,5°С (преимущественно в ДКЗ), целесообразно предусматривать упрочнение грунтов основания за счет их предпостроечной осадки и осушения при заблаговременном оттаивании.

8.2.18 При назначении конструкций земляного полотна и выборе принципа его проектирования следует учитывать наличие специальных материалов (теплоизоляционных, геотекстильных) и качественных грунтов для возведения насыпей.

8.2.19 В общем случае высоту насыпи определяют на основе расчетов на устойчивость, прочность и снегонезаносимость. Окончательно принимают наибольшую высоту насыпи, удовлетворяющую указанным требованиям.