МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СООРУЖЕНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ ЯГЕЛЬНАЯ - ЯМБУРГ (Для экспериментального строительства)

ВСН 200-85

Миитрансстрой

Издание официальное

Москва 1985

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СООРУЖЕНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕ Л ЕЗНОДОРОЖНО И ЛИНИИ ЯГЕЛЬНАЯ - ЯМБУРГ

(Для экспериментального строительства)

ВСН 200 -85

МинтренссТрой Издание официальное

Москва 1985

1 : 1,75 - р верхней части насыпей выше капиллярного поднятия для мелких рдноразмерных и пылеватых песков;

1:2    -    для    нижней    части насыпей (на высоту капил

лярного поднятия) из среднезернистых песков на сырых и мокрых основаниях, пред--ставленных малопросадочными грунтами;

1:3    -    для нижней части насыпей из мелких пыле-.

ватых песков на сырых и мокрых сильно-иросадочных основаниях и для откосов насыпей высотой 1,5-3,0 м, проектируемых из условия их снегонеэаносимости на участках, сложенных льдонасыщенными просадочными грунтами;

1 t 4 - 1 : 7 - для откосов снегойезаносимых выемок* 3*7* Минимальная высота берм и материал/ из которого они отсыпаются, должны выбираться из условия сохра_г нения естественного положения верхней границы вечной мерзлоты под бермами. При типовом проектировании высота бррм из песчаных грунтов не должна быть меньше 1 м (пп, 3 и 4, табл, 1),

3*8, Конструкции насыпей проектируют с учетом управляемого новообразования мерзлоты в теле и основании Насыпей на талых и регулирования положения верхней границы вечной мерзлоты в заданных пределах на вечномерзлых грунтах оснований*

При индивидуальном проектировании расчетное положение верхней границы вечной мерзлоты в грунтовом массиве земляного полотна определяют на основании численного прогноза изменения мерзлотно-грунтовой обстановки в результате строительства с использованием алгоритмов и программ госфонда (ГФАП), с учетом изменения теплобалансовых характеристик поверхностей и отепляющего влияния снеговых отложений на откосах и у подошвы насыпей до термодинамической стабилизации грунтового массива.

Таблица 1

Основные типы конструкций земляного полотна

Условия применения

Насыпь высотой более 1,5 м из талых, сыпуче- или сухомерзлых песчаных грунтов на вечномерзлых грунтах П категории термо-просадочности.

В =5,8+ a+2mS₃, где ос - уширенне на кривых.

При Н < 2м S^=0; при Н >3м Sg = О

Насыпь высотой более 1,5м,соо-ружаемая по двухзтапной технологии в течение трех сезонов с отсыпкой зимой нижней части из твердомерзлых песчаных грунтов, их полным оттаиванием и уплотнением летом и досыпкой верхней части талым, сыпучемерзлым грунтом на вечномерзлых грунтах Ш категории термопросадоч-ности.

,    В=5,8+    a + 2mSa.

i При Н ^ 3м Set =0; при Н < 2м

| §н =0. „

! ?_с-глуоина сезонного протаива-

Условия применения

Насыпь высотой более 1,5 м,сооружаемая из талых,сыпуче— или сухомерзлых песчаных грунтов на вечномерзлых грунтах Ш и 1У категорий термопросадочностн* В"5,8+ a +2mSe.

При Н i 3,5 м    =0;    при

Н <2м S* =0*

Прослойку геотекстиля укдады-вать при содержанки пылеватых фракций более 30%

Насыпь высотой более 1,5 м,соо— ружаемая по двухэтапной технологии в течение трех сезонов с отсыпкой нижней части насыпи из твердо мёрзло го песчаного грунта с последующей его полной от-тайкой и уплотнением летом и досыпкой верхней части насыпи талым,сыпуче- или сухомерзлым грунтом на вечномерзлых грунтах Ш и 1У категорий термопро— садочности*

В-5,8+ CL +2т S3 -При Н 3,5 м “0; при Н^4м

Se=°. .

Прослойку геотекстиля укладывать при содержании .пылеватых фракции более 30%

Продолжение табл. 1

■к ' Тип насыпи Условия применения 5 1—- 1 - _ . f u i - , ~У Тсо1юпесчаваЕ ■■■•;......:'Ы%±Г Насыпь высотой 1,5-3*0 м из талых, сыпуче— или сухомерзлых I рунтов на бугристых торфяниках. Подоткосные и надоткосные призмы (тепловые диоды) выполнены из торфяного грунтагвырезанпого из основания иди из привозного торфа и торфогрунтовой смеси. В=5,8+ а + 2т1э . Осадка основания определяется из условия оттаивания грунта на глубину не более глубины сезонного оттаивания* При Н >3м = 0 6 t rt ——t 1еотекстггь .... . vr**„. . '^Г=:::5^>21»9 Насыпь высотой I ,5~Зг0м из талых, сыпуче— шш сухомерзлых грунтов на участках с подземными льдами на глубине более 1,5 м. Тепловой диод из талого суглинка толщ if ной 0,4-1,0 м отсыпан с уплотнением на выравненное основание и перекрыт сверху полот-нищем геотекстиля, Доуплотнение суглинка обеспечено послойной укладкой с уплотнением грунта в верхнюю часть насыпи. В=5,8+ a +2m3s. При Н jfe. 3,0 м Sв =0 \Сзгг-*вн^- S

Насыпи с устройствами для регулирования верхний границы мерзлоты

3*9. На участках льдоидсыщониых грунтов и подземного льда в районах безлесной тундры следует применять конструкции насыпей с устройствами для выравнивания и уменьшения асимметричности верхней границы мерзлоты по сечению грунтового массива земляного полотна;

насыпи с пологими откосами и ушпрениями в виде берм (см.пп. 1 и 2 табл. 1);

насыпи с многослойными почвенно-грунтовыми профилями, состоящими из чередующихся прослоек влагоемкого грунта (глины, торфогрунтовых смесей) и песка в сезоннодеятельном слое (см. пп. 6 и 9 табл. 1);

насыпи с торфяными или торфогрунтовымй откосными призмами переменной толщины (см. ип. 5-7 табл. J);

насыпи и выемки с прослойками пенопласта в верхней части слоя сезонного лротаивания (см. пп* 11 и 13 табл,] ) 3.10* На участках сопряжений с искусственными сооружениями, если применением устройств, перечисленных в п. 3.9, не удается обеспечить требуемое положение верхней границы мерзлоты в грунтовом массиве, допускается устройство продуваемых (вентилируемых) полостей индивидуальной проектировки.

Выбор устройств или их комбинаций для управления тепловым режимом грунтовых массивов осуществляется на основе системного анализа и технико-экономических сопоставлений с использованием естественной классификации, приведенной в приложении 4*

Насыпи с прослойками геотекстилей

3.11. В условиях распространения многолетнемералых грунтов геотекстиля применяют в целях:

повышения несущей способности и уменьшения деформируемости основной площадки, а также слабых и оттаивающих термопросадочных грунтов основания (см. пп.2, 3,4,10 табл* I)j

17

повышения местной и обшей устойчивости насыпей на границах мерзлых и таликовых зон в условиях мозаичной мерзлотно-грунтовой обстановки (см. п.8 табл. 1);

повышения надежности работы прослоек из влагоемких грунтов в конструкциях земляного полотна, рассчитанных на сохранение и новообразование мерзлоты (см, пп. 6 и 0 табл» 1)}

повышения устойчивости и равнопрочности уёлов сопряжений насыпей с искусственными сооружениями, а также других участков земляного полотна, испытывающих повышенные динамические нагрузки (под стыками, под стрелочными переводами, под переездами); укрепления откосов, водоотводов и обочин; повышения долговечности и надежности работы балластной призмы и основной площадки, а также дренажных устройств;

противопучинной зашиты земляного полотна; расширения области целесообразного применения местных пылеватых и связных грунтов;

ускорения обезвоживания штабелей намывного грунта, подготавливаемых к разработке в зимнее время;

ускорения стабилизации слабых и оттаивающих грунтов основания;

повышения темпов строительства и укладки верхнего строения пути в условиях дефицита балластных материалов.

3.12.    Армированию и дренированию подлежат только талые и оттаивающие элементы грунтового массива земляного полотна,

3.13.    Схемы размещений армирующих полотнищ геотек-стилей выбирают по направлению наибольших растягивающих Напряжений. На линейно протяженных участках земляного полотна, характеризуемых плоским напряженно-деформированным состоянием, рекомендуется поперечная схема размещения полотнищ без их скрепления друг с другом,но с взаимным перекрытием соседних полотнищ на 0,2 м.

На участках с повышенной деформативностью оснований применяют схемы с защемлением краев полотнищ в мер-

18

ЭЛОМ грунте НЛП вокруг упорных грунтовых призм (см* ли. 8 и 10 табл. 1) .

3.14.    При возведении насыпей высотой 1,5-4,0 1st на слабых основаниях используют однослойные полотнища геотекстилей с разрывной прочностью не менее 3 МПа, определяемой по схеме испытаний на разрыв защемленной в грунте мембраны (Видим И-44, Дорнит Ф~2 и т.п.). Требуемые параметры прослоек при сооружении насыпей высотой более 4 м следует определять расчетом с нсиоль зованием алгоритмов ГФАП (например, П-00 6591), Кроме того, можно применять поярусное размещение прослоек геотекстилей через 2-4 м по высоте насыпи.

Подтопляемые насыпи

3.15,    На участках подтопления насыпи следует отсыпать из песчаных грунтов с содержанием фракций размером менее 0,1 м не более 30% или из талых глинистых грунтов с преобладанием каолиндтовых и гидрослюдистых минералов над монтмориллонитовыми.

3*16» В качестве волнозащитных устройств при скоростях продольных течений не более размывающих допускается применять свободные пляжевые откосы с волнообразным продольным профилем, образующимся при свободном растекании гидросмеси при продольно-торцевых схемах намыва, а также с устройством, баров с пологими откосами*

При проектировании волнозащитных откосов расчетные параметры волновых воздействий по СНиП 2*08*04-82 допускается определять за расчетный интервал времени, равный времени естественного зарастания пляжевых откосов растительностью, которое для районов ерниковой тундры составляет 10-15 лет, для мохолишайниковой тун-, дры - 25-30 лет, для арктического побережья - 100 лет.

3,17, Дли ускорения зарастания пляжевых откосов следует осуществлять работы По их биологическому залу-жению с известкованием почв и внесением удобрений»

3,18* Ширину регуляционных дамб следует назначать не менее 3 м поверху»

10

УДК 825.11:624.139 (083.06)

Р а з р а б о I а н ы ВНИИ транспортного строительства (ЦНИИСом) и Новосибирским филиалом ЦНИИСа-(СибЦНИИСом) при участии Ленгипротранса, треста Урал-строймеханизадия и ПСМО Трансгидромехаиизация,

Авторы? кандидаты Техн.наук А.А.Пернант (руководитель рдботы)_# Е.ТЬОрлов, П.ГЧПешков, Ю.А.Попов, Г!,Ф.Ста-феев, Н.Д.Мэренков, М.И.Оноцкий, инженеры Е.О.Гадилев,

Н,И.Большакова, В.Л.Семонов (ЦНИИС и СибЦНИИС); инженеры Е.А.Бойцов, А.П.Мамзелев (Ленгипротранс); инж. Я.И.Фрейдин (Уралстроймеханизация); инж, В.Ф.Ерас-тов (ПСМО Трансгидромеханизация).

Внесены ВНИИ транспортного строительства (ЦНИИСом) и Новосибирским филиалом (СибЦНИИСом).

Подготовлены к утверждению Главным техническим управлением Минтрансстроя.

Согласован ы:

с Госстроем СССР № ДП-1 Осп-1 Б.03.1985.

с Министерством путей сообщения № А-0627 6.03.1985,

с Министерством газовой промышленности № ПК-409 7.03.1985.

(2) Всесоюзный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт транспортного строительства, 1985

3,19# У водопропускных труб и малых мостов бровка земляного полотна должна возвышаться над расчетным горизонтом с учетом подпора и высоты волны с набегом ое ип откос но менее чем на 1 м,

3.20* При высоте подтопления более 2 м следует применять бермы с пологими (1:3 - 1:4) откосами, укрепленными матами из геотекстнля или железобетонными пли^ т«мй| уложенными по слою геотекстиля* Допускается устройство берм из привозного скального или валунно-галечного грунта.

3.21# Пляжевые откосы намывают по схемам со свободным откосом без планировки и разрушения буЛьдозе-рамн образующейся при намыве Волнообразной поверхности намывного откоса в зоне подтопления.

Водоотводы и укрепление откосов

3,22. Отвод воды должен осуществляться преимущественно за счет естественного поверхностного стока. Устройство водоотводных канав допускается с укреплением их геотекстилем, прикрытым песчано-гравийной смесью или скальным грунтом в комплексе с мероприятиями, предотвращающими возникновение чащ протаивания у подошвы насыпи, и не ближе 8 м к подошве откоса.

3.23# На участках с выраженными термокарстовымн явлениями, особенно на участках залегания подземных ^Ьдов, все термокарстовые понижения в полосе 20-30 м в каждую сторону от оси земляного полотна должны засыпаться с уплотнением местным грунтом или торфогрунтовой смесью, устройство водоотводных канав- не допускается * Отвод воды осуществляется с помоллыо водопропускных сооружений#

3#24* Укрепление откосов земляного полотна на непод-топляемых участках следует производить слоем торфогрунтовой смеси, толщиной 0,10-0,20 м с применением следующих составов торфогрунтовых смесей по объему в разрыхленном состоянии: торф 30%, суглинок 70%; торф 40%, песок 60%.

20

ВВЕДЕНИЕ

Настоящими Нормами устанавливается возможность круглогодичного произврдстза работ и обеспечивается выполнение требований СНиП-39-76 к железным дорогам 1У категории при скоростном строительстве в условиях приполярной и заполярной тундры и арктического побережья. Специфичность условий строительства в районах заполярной тундры обусловливается крайне неблагоприятным сочетанием малой продолжительности безморозного пери~* ода, высокой льдистости и низкой несущей способности при оттаивании покровных пылеватых песков и супесей, дефицита талых и мерзлых грунтов, пригодных для укладки в земляное полотно, отсутствия скальных, гравийно-галечпиковых и крупных песчаных грунтов, сильных и длительных метелей и пург и низких температур воздуха в период полярной ночи. При этом необходимо обеспечить ь данных условиях высокие темпы и качество строительства в связи с необычной динамикой грузоперевозок, в том числе пассажирских, достигающих максимума в первые два-три года после завершения строительства и имеющих тенденцию к постеленному снижению в последующем.

При составлении норм использованы результаты теорем тических и экспериментальных исследований по проблеме 0,55.10, утвержденной ГКНТ, Госпланом и Госстроем СССР, опыт строительства и эксплуатации железных дорог на севере Западной Сибири и материалы инженерногеологических обследований железнодорожных линий Дудинка - Норильск - Талнах, Салехард - Надым, Кожва -Воркута, Ягельная - Уренгой, Сургут - Уренгой и БАМ, выполненных Ленгипротраисом, Сйбгииротрансом, ПНИИСрм, ЦНИИСом, СибЦНИИСом и Тындинской мерзлотной станцией в 1970-1984 гг.

Не допускается размешать основную площадку земляного полотна в ветровой тени естественных или искусственных препятствий, расположенных на расстоянии ближе 20 м с наветренной и 30 м с подветренной стороны,если высота насыпи менее 3 м.

1.4, Размеры земляного полотна должны назначаться с учетом полной механизации работ по текущему содержанию пути и ремонту земляного полотна вахтовым способом и при соответствующем обосновании могут быть изменены в сторону увеличения на участках пересечения марей, бугров пучения, термокарстовых западин и льдонасыщенных грунтов оснований.

2, ТРЕБОВАНИЯ К ГРУНТАМ

2,1, Гр>лты, используемые для сооружения земляного полотна, должны обладать физическими и механическими свойствами, обеспечивающими достаточную прочность основной площадки при самом неблагоприятном режиме увлажнения.

При невозможности обеспечить требуемую прочность основной площадки грунты верхней части земляного полот-на в слое толщиной до 1 м от поверхности основной площадки должны быть армированы геотехстилями или закреплены любым доступным способом*

2.2.При отсутствии достаточных запасов грунтов, разрешенных к отсыпке в земляное полотно действующими нормативными документами, допускается разрабатывать я укладывать в земляное полотно мерзлые грунты по специальным технологическим схемам с выборочной разработкой и размещением различных грунтов по различным зле*-ментам конструкции земляного полотна и с применением эффективных методов гидротермической и технической мелиорации грунтов, обеспечивающих их оттаивание и уплотнение в процессе строительства,

2.3. По степени пригодности мерзлых песчаных грунтов для сооружения земляного полотна следует различать сыпучемерзлые {с суммарной влажностью 0-3%), сухомерзлые {3-6%), твердомерзлые (8-17(20)%) и льпопасы*

S

щепные (20-33 (38)%) грунты и льдогрунтовую массу (38-100%) (приложение О*

2,4; Сыпучемеролые песчаные грунты пригодны для сооружения земляного полотна без ограничений,

2*5, Сухомерзлые грунты пригодны для сооружения земляного полотна по технологическим схемам с послойным их уплотнением решетчатыми или вибрационными катками и с учетом расчетной осадки доуллотнения при оттаивании (приложение 2).

2,6, Твердомерзлые песчаные грунты допускается укладывать в насыпи, если их содержание в массе талого грунта не превышает 30% по объему в слое сезонного оттаивания и 50% в пределах прогнозируемого вечномерзлого ядра насыпи* При этом должно быть обеспечено тшателыюе послойное уплотнение грунта, а размер комьев мерзлого грунта должен быть ограничен 2/3 толщины уплотняемого слоя, но не более 0,2 м,

2,7* Использование твердомерзлых песчаных грунтов допускается для сооружения насыпей по двух- и трехэтапным технологическим схемам, включающим заготовку твердомерэлого грунта в бурты, его полное оттаивание и укладку отпаявшего грунта в слое прогнозируемого многолетнего протаивания с уплотнением в талом состоянии в процессе строительства*

2*8, Льдоиасыщенные мерзлые грунты и льдогрунтовую массу укладывать в земляное полотно не допускается*

2*9. Льдонасыщенные песчаные грунты можно исполь-* зовать для заготовки талого грунта в карьерах методом послойного радиационного оттаивания с гидромониторной или гидромониторно-бульдозерной периодической срезкой оттаивающего грунта,

2.10,    Заготавливаемый в бурты или в гидроотвалы талый грунт перед его использованием для укладки в земляное полотно должен быть обезвожен до влажности,близкой к оптимальной при стандартном уплотнении.

2.11.    Талые грунты, заготовленные летом в штабели,

и таликовые зоны естественных карьеров грунта, предназ-

6

наченные для разработки при отсыпке насыпей в зимнее время, должны быть защищены от переувлажнения осенними осадками, а при влажности более 7% .защищены от глубокого промерзания теплоизоляционными покрытиями (полимерными и водовоздушными замерзающими пенами, инвентарными щитами из пенопласта, снегом и т.п.),

2.12. Талые и заблаговременно оттаянные грунты укладывают в земляное полотно в соответствии с требованиями действующих строительных норм (ВСН 186-75,

СН 449-72).

3. КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА Основные требования

3.1.    Земляное полотно следует проектировать: с минимальным использованием выемок;

из условий снегонезаиосимости;

с обеспечением естественного водоотвода и сохранением мохорастительного покрова, не допуская сооружений насыпей из резервов;

с максимальным использованием разведанных талых и сухомерзлых песчаных грунтов;

с учетом прогнозируемого новообразования мерзлоты в теле и в основании насыпей Под основной площадкой;

с применением инженерных способов управления температурным режимом грунтовых массивов;

с применением армирующих и дренирующих прослоек геотекстиля и других способов управления напряженно-деформированным состоянием земляного полотна на участ ках использования переувлажненных и пылеватых грунтов.

3.2.    Индивидуальному проектированию кроме условий, регламентируемых ВСН 61-6Т, подлежит земляное полотно на участках:

производства земляных работ с использованием твердомерзлых песчаных* грунтов;

производства работ способом гидромеханизации; периодического подтопления и пересечения озер; интенсивного снегометелевого переноса;

7

развития термоэрозиоииого оврагообразоваиия, соли-флкжцип и бугров пучения.

3.3.    В случаях, когда по технико-экономическим соображениям или по условиям устойчивости возведение насыпи из однородного грунта нецелесообразно, применяют выборочное (селективное) размещение различных грунтов цп разным элементам конструкции.

Более качественные песчаные, непучинистые и водо-стойкие грунты размешают в более нагруженных зонах (под основной площадкой) и в наименее благоприятных условиях работы откосных частей или узлов примыканий к искусственным сооружениям. Влагоемкие торфяные и связные грунты применяют в элементах конструкций, предназначенных для регулирования положения верхней границы мерзлоты (ВГМ) в грунтовом массиве.

Конструктивные параметры

3.4.    Минимальную высоту насыпей назначают:

на малопросадочных грунтах основания - из условия возвышения основной площадки выше капиллярного поднятия на 0,3-0,5 м;

на сильнолросадочных вечномерзлых грунтах - из условия сохранения естественного положения или повышения верхней границы вечной мерзлоты под насыпью;

на участках повышенной снегозаносимости - из условия возвышения бровки земляного полотна на 0,5 м над снежным покровом по состоянию на март-апрель над наивысшими элементами рельефа (или кустарником) расположенными нг^ расстоянии aq 30 м от насыпи;

на участках подтопления - из условия возвышения бров-* ки откоса на 0,5 м над расчетной высотой наката волны на откос.

Минимальная высота насыпей назначается наибольшей из устанавливаемой перечисленными требованиями.

3.5.    Ширину насыпей назначают с учетом уширения основной площадки для компенсации осадки основания и насыпи в эксплуатационный период подъемкой пути на балласт¹,

8

Уширение основной площадки ДВ определяется по формуле

ДВ “ EmSj,    (1)

где m - коэффициент крутизны откосов балластной призмы ( гп =1,5);

S₃ - осадка основной площадки в эксплуатационный период_в

Величина 83 в зависимости от высоты насыпи и глубины протаивания термопросадочных грунтов основания насыпи рассчитывается по формуле

З_э ^ж 8ц ⁺ 8₀ v    (2)

где S_H - осадка тела насыпи;

8₀    -    осадка основания насыпи*

При отсыпке насыпей из талых и сыпучемерзлых грунтов 8_И и So в зависимости от высоты насыпи Н равны:

при Н <    2    м З_и~ 0; 8₀«(3-Н)*(1"    );

при 2 < Н < 3 м S_H - (Н-2И1--|^£);    8_д*(3-Н)х

^Р“ * „.фа. ),

при н > з м s_H^e f(i -    );    %    -    <?,°

Г од

^где Pctp ^и Реет ” соответственно плотность грунтов

теле насыпи н основания в строи-* тельный период;

Рэи ^и Рэо ~ ^{соответственно} плотность талых грунтов тела насыпи и основания в эксплуатационный период,

3.6. Крутизна откосов насыпей определяется из условий обшей и местной устойчивости земляного полотна с учетом результатов лабораторных исследований грунтов и принимается равной:

1 : 1,5 - при сооружении насыпей из среднезернистых, песков;

9