книги из ГПНТБ / Силкин А.М. Инженерные сооружения на осушительных системах в торфяниках учеб. пособие

Осушенные торфы имеют влажность более низкую, а прочность более высокую, иными словами, в результа­ те осушения меняется характер деформируемости торфа под нагрузкой. При достаточной степени осушения, на­ пример, торфы со степенью разложения 45—75% могут испытывать под насыпью только деформацию сжатия, а торфы со степенью разложения более 75% — не иметь деформацию выпирания из-под насыпи. Поэтому в клас­ сификации болот и торфов наряду с границами степени разложения торфов должны быть указаны соответст­ вующие им средние значения влажности в естественном, неосушенном, состоянии.

Учитывая приведенные выше положения, автором

большую прочность, характер их деформируемости под нагрузкой необходимо уточнить экспериментальным путем.

На осушенных болотах осадка торфяного основания под насыпями значительно меньше, чем на неосушенных болотах, что наглядно видно из рисунка 23, б (при (3 = 0,8 и (3 = 0,3). В определенной степени это отражено в классификации торфяных грунтов В. Д. Казарновско­ го [41].

10.Конструкция насыпей на болотах

Вцелях уменьшения объемов работ, а следовательно,

истоимости при выборе конструкции насыпей надо стремиться к сохранению торфа в качестве их основания. Ширину, высоту над поверхностью болота, заложение откосов принимают в зависимости от назначения насы­ пи, а также состава и свойств грунта, из которого на­ сыпь возводится: для гидротехнических насыпей в соот­ ветствии со СНиП П-И. 3-62 *, СНиП П-И. 4-62 * и ве­ домственными указаниями; для дорог на осушаемых землях — в соответствии с указаниями по проектирова­ нию осушительных систем [40, 46].

На болотах подгруппы А группы I, заполненных тор­

фом со степенью разложения до 45%, насыпям придают

53

ел * При отсыпке насыпи непосредственно на естественную торфяную залежь.

шп= 0 ,7BS, (19)

оси насыпи, м.

Типовые сечения для болот подгруппы А группы I, заполненных торфом со степенью разложения 45—75%, показаны на рисунке 24, II. Подошва насыпи имеет очертание, близкое к параболе с параметром 4—6. Про­ ектный объем подземной, погруженной в болото, части насыпи

На болотах, заполненных торфом со степенью раз­ ложения более 75%, насыпи постепенно под действием собственного веса погружаются на минеральное дно болота и приобретают типовое сечение, показанное на рисунке 24, III. Проектный объем погруженной в болота части насыпи

где Н — глубина болота, м.

56

Конструкции насыпей на болотах группы II в целом аналогичны (соответственно степени разложения торфа ковра) конструкциям насыпей на болотах группы I: разница лишь в величине погружения насыпей в болота за счет отжатия подстилающих ковер образований. При соответствующей мощности ковра и образований насыпь может плавать на ковре (рис. 26, I) или же ковер, из­ гибаясь, опустится до минерального дна болота (рис. 26, II); под насыпью получится болото группы I.

Объем погруженной в болото части насыпи на боло­ тах группы II можно определить по вышеприведенным

57

Рис, 26. Типовые поперечные сечения насыпей на болотах под­ группы А группы II:

/ — ковер с насыпью плавает на подстилающих его образованиях; I I — ковер с насыпью опустился на минеральное дно болота.

Рис. 27. Типовые поперечные сечения насыпей на болотах групп III

иIV:

/сплавина разрывается от веса грунта насыпи; I I •— заранее прорезанная сплавина опускается под насыпью на минеральное дно болота; I I I — болото

грядово-мочажинное или заполненное разжиженным торфом; <р — угол внут­ реннего трения грунта насыпи.

ний. Дополнительный объем можно определить, соглас­ но рисунку 26, I и II, по формуле площади трапеции, приняв за высоту ее величину опускания насыпи в боло­ то вследствие отжатия подстилающих ковер образова­ ний So-

Для болот III и IV групп типовые сечения насыпей показаны на рисунке 27.

При проектировании насыпей на болотах подгруп­ пы Б необходимо помнить, что поперечный уклон влияет не только на величину деформации торфяного основания и очертание погруженной в болото части насыпи, но и на устойчивость насыпи в целом. На болотах с поперечным уклоном минерального дна насыпь может сползти в сторону уклона. Сползание насыпи влечет за собой не только отклонение от проектного положения, но и появ­ ление поперечных трещин в ней, что недопустимо, осо­ бенно для гидротехнических насыпей.

Сползание насыпи происходит при уклонах дна вы­ ше критических. По данным К. С. Ордуянца [25], кри­ тический уклон для болот группы I, заполненных тор­ фами со степенью разложения до 45%, можно прини­ мать равным 20°, со степенью разложения 45—75% — 15°, со степенью разложения более 75% — 6°. Однако эти значения ориентировочные, так как величина крити­ ческого уклона зависит от многих факторов: физико­ механических свойств торфов и грунтов минерального дна, глубины болота, высоты насыпи.

Влияние рассмотренных факторов на величину кри­ тического уклона и вообще влияние поперечных уклонов на устойчивость насыпи изучено еще недостаточно и требует как натурных, так и лабораторных исследо­ ваний.

При поперечных уклонах минерального дна болота выше критических необходимо предусмотреть специаль­ ные мероприятия, обеспечивающие устойчивость насы­ пи: устройство поддерживающего свайного ряда (рис. 28, /); выторфовывание с последующим выравни­

59

■в

Рис. 28. Мероприятия, обеспечивающие устойчивость насыпей на бо­ лотах подгруппы Б:

I — на болотах, заполненных торфом со степенью разложения до 45% и 45— 75%, устройство свайного поддерживающего ряда; I I — то же, выравнивание минерального дна после предварительного выторфовывания; I I I — на болотах групп III и IV устройство каменной призмы наброской камня.

При устройстве насыпи на болотах с уклонами дна менее критических требуется проверка устойчивости. Сползание насыпи может произойти по ее подошве, по­ лучившей наклонное положение в сторону уклона дна из-за неравномерной осадки торфяного основания (рис. 29, /), по наклонному минеральному дну болота

образованием бугров выпирания торфа.

Как показано в главе I, характер деформируемости торфов под жесткой нагрузкой (под штампом) и мине­ ральных грунтов различны; разрушение торфяного осно­ вания не сопровождается образованием классических поверхностей скольжения, присущих минеральным грун­ там. Но из-за недостаточной изученности этого явления будем считать, что в основании насыпей бугры выпира-

60

иия, как и в минеральных грунтах, образуются вследст­ вие формирования в торфяном основании призм выпи­ рания и имеют внешнюю плоскость скольжения (выпи­

рания), наклоненную к горизонту под углом 45°—

где ср — угол внутреннего трения грунта (в данном слу­ чае торфа).

При расчете на сползание насыпи по подошве пассив­ ным давлением призмы выпирания из-за небольших ее размеров можно пренебречь. Тогда условие устойчиво­ сти будет выражено формулой

(24)

где Si и S2 — то же, что и в формуле (22); Ь— ширина насыпи по верху, м;

Фн.т— угол внутреннего трения между грунтом насыпи и торфом в ее основании, град.

В расчете на сползание насыпи вместе с торфяным основанием по минеральному дну болота принимаем, что

Рис. 29. Схемы к расчету устойчивости насыпей на болотах, запол­ ненных торфом со степенью разложения до 75%:

61

разрыв сползающего торфа произойдет по вертикально­ му сечению, проходящему через подошву откоса насыпи; учет отпора (пассивного давления) призмы выпирания в этом случае обязателен. Расчет заключается в нахож­ дении положения наиболее опасной плоскости скольже­ ния призмы выпирания. Насыпь будет устойчивой, если при выпирании по этой плоскости значение коэффициен­ та устойчивости будет больше нормативного или задан­ ного.

Коэффициент устойчивости, согласно расчетной схе­ ме, показанной на рисунке 29, //, вычисляют по формуле

62

Значения угла внутреннего трения ф и удельного сцепления с для некоторых видов торфов даны в таб­ лице 7.

Т а б л и ц а 7

Для болот с торфом, имеющим степень разложения

видно, занижены, но других данных исследований в ли­ тературе нет, поэтому для ориентировочных расчетов можно пользоваться ими. При более точных расчетах углы внутреннего трения фн.т , ф', ф и сцепление с' и с должны быть определены непосредственными испыта­ ниями в лабораторных или полевых условиях.

На болотах III и IV групп может произойти сдвиг насыпи по минеральному дну болота. Насыпь будет устойчивой, если соблюдается условие

(26)

63