Расчет устойчивости земляного полотна на склонах (косогорах)

11.2.1 В сильнопересеченной местности земляное полотно может располагаться на склоне (косогоре). При крутизне склона до 1:3 (угол наклона до 18^о), т.е. для пологих склонов, конструкцию земляного полотна принимают по типовым решениям (приложение А). При крутизне склона более 1:3 (угле наклона более 18^о) необходимо произвести расчеты устойчивости склона до устройства земляного полотна и после его устройства.

11.2.2 Проектирование земляного полотна на склоне ведут в следующей последовательности:

– по топографическим данным намечают вероятную трассу дороги, исходя из требований к плану и продольному профилю;

– на участках склона, пересекаемых трассой, выполняют подробные инженерно-геологические изыскания, захватывая весь склон сверху донизу;

– выбирают расчетные поперечники, в число которых включаются такие, где имеет место наиболее неблагоприятное сочетание факторов, от которых зависит устойчивость склона (инженерно-геологические и гидрогеологические условия), тип земляного полотна и его параметры (предварительные);

– для расчетных поперечников проводят геотехнические оценки путем расчета устойчивости:

а) склона в природном состоянии;

б) склона в целом после сооружения земляного полотна (системы склон-земляное полотно);

в) верховой части склона после устройства земляного полотна в виде выемки или полувыемки;

г) низовой части склона в случае наличия насыпной части склона;

д) откосов насыпи и выемки;

е) насыпи на поверхности склона;

– по результатам этих расчетов определяют участки конструкции, для обеспечения устойчивости которых необходимо принимать соответствующие инженерные решения (смещение полотна, применение специальных удерживающих или поддерживающих конструкций, уположение и укрепление откосов и др.).

11.2.3 Расчет устойчивости склона в природном состоянии, системы склон-земляное полотно в целом, верховой части склона после устройства земляного полотна в виде выемки или полувыемки, низовой части склона, в случае наличия насыпной части склона, производится по формуле Маслова-Берера, построенной на гипотезе плоских поверхностей скольжения (ППС) (рисунок 11.1)

(11.1)

где К^к_уст – коэффициент устойчивости к-го элемента склона или земляного полотна;

Q_i – масса расчетных блоков, т;

N_i, Т_i – нормальная и сдвигающая составляющая от массы Q_i расчетного блока грунта, т;

α_i – угол наклона к горизонту поверхности скольжения в пределах i-го блока, град;

с_i, φ_i – сцепление (МПа) и угол внутреннего трения грунта, град, на поверхности скольжения в пределах i-го блока;

l_i – длина i-го блока по поверхности скольжения, м;

і – индекс, указывающий границы расчетных блоков в пределах склона;

к - индекс, указывающий оцениваемый расчетом элемент склона или земляного полотна.

Рисунок 11.1 ¾ Расчётная схема к определению устойчивости земляного полотна на склоне (косогоре)

1 ¾ 5 — номера расчётных блоков

11.2.4 На основе расчетов по формуле (11.1) при К _уст = 1,3 в таблице 6 приведены рекомендуемые диапазоны размещения земляного полотна на склонах (косогорах) в зависимости от их крутизны.

11.2.5 При проектировании земляного полотна автомобильных дорог I категории при уклонах косогора менее 30^о наиболее выгодным решением является расположение проезжих частей уступами в разных уровнях (рисунок 11.2).

Таблица 6 — Рекомендуемые диапазоны размещения земляного полотна на склоне

Крутизна склона	Конструкция земляного полотна на склоне	Возможности устройства выемки и насыпи на склоне, % от общей ширины
До 15о включ.	Насыпь Выемка	До 11.0 «11.0
Св. 15о до 20о включ.	Насыпь Выемка	В пределах 30—40 В пределах 60—70
«20о «25о «	Насыпь Выемка	В пределах 20—30 В пределах 70—80
«25о «30о «	Насыпь Выемка	В пределах 15—20 В пределах 80—85
«30о «35о «	Насыпь Выемка	В пределах 5—10 В пределах 95—100
«35о «40о «	Насыпь Выемка	Не рекомендуется

11.2.6 Ступенчатое расположение проезжих частей позволяет существенно снизить объем земляных работ, повысить безопасность движения и устойчивость откосов насыпи, улучшить взаимную увязку дороги с элементами рельефа местности.