Опубликовано: 13 Июнь 2017 23:54:09

Откосы земляных сооружений

Равновесие грунта на откосе.

Рассмотрим условия равновесия некоторой массы грунта, ограниченной свободным откосом (рис. 13).

Рис. 13. Равновесие частицы грунта на поверхности откоса.

На частицу грунта А, расположенную на откосе, действуют следующие силы.

Собственный вес Р, который может быть разложен на составляющие: Г — действующую параллельно откосу, и N — действующую нормально к откосу.

Сила N уравновешивается реакцией (противодействующей силой отпора) грунта откоса, а сила Т будет стремиться сдвинуть частицу А вдоль откоса. Сила трения этой частицы о грунт откоса препятствует ее сдвигу.

Сила трения выражается произведением N х f, где N — давление частицы А на трущуюся поверхность, f—коэфициент трения — величина, постоянная для данной породы грунта и степени его влажности.

Для равновесия частицы А необходимо, чтобы Т =f х N.

Выражая величины Т и N через вес частицы P, имеем:

N = Р х cos а;
Т = Р х sin а,

и уравнение равновесия может быть переписано в виде:

Р х sin a =f х P х cos а,

откуда: f=Р х sin a : P х cos а=tg a

Если угол а превысит угол естественного откоса, при котором начинается скольжение тела, то частица А будет перемещаться вниз по откосу.

Свободные откосы земляных сооружений. Технические условия на производство земляных работ предусматривают вполне определенные углы откосов, обеспечивающие устойчивость откосов при различных высотах насыпей и выемок.

Эти углы зависят от характера сооружений (насыпь или выемка) и от их назначения (постоянные или временные).

Таблица. 12. Допускаемая крутизна откосов в насыпях постоянных сооружений.

Примечания: 1. Во всех случаях возведения насыпи из крупного постелистого камня откос крутизной от 1:0,5 до 1:1 выкладывается в виде подпорной стенки (стр. 32).

2. При большей высоте насыпей нижней их части придается откос 1:1,75.

Таблица. 13. Допускаемая крутизна откосов в насыпях временных сооружений.

Таблица 14. Крутизна откосов выемок постоянных сооружений (траншеи, котлованы).

Таблица. 15. Крутизна откосов выемок временных сооружений (траншеи, котлованы).

1 Например, движущийся поезд, механизм, дающий сотрясение при работе, и т. п.

В табл. 12—15 приведены значения крутизны откосов, выраженные через откосные коэффициенты заложения. Под откосными коэффициентами заложения разумеют число, показывающее, во сколько раз заложение (горизонтальная проекция) откоса больше или меньше его высоты.

Если высота насыпи больше той, которая допускает устройство откосов с минимальным для данного грунта заложением, то нижняя часть насыпи тсыпается с более пологим откосом, вследствие чего линия откоса насыпи образует перелом. Переломов крутизны откосов следует устраивать возможно меньше. Насыпи, возводимые в затопляемых местах, должны иметь более пологие откосы, чем указанные в табл. 12. Обычно в таких случаях заложение откосов увеличивается на четверть высоты затопления откоса (рис. 14).

Рис. 14. Насыпь на затопленном месте.

Подпорные стенки. Подпорные стенки устраиваются для создания устойчивости земляных сооружений на косогорах (рис. 15, а) или при расположении этих сооружений (морей, озер) или на стесненных участках городских или заводских территорий (рис.15 б).
Для того чтобы за стенками не скоплялась вода, необходимо вдоль стенки устраивать дренаж (водоотвод) в самой стенке — водоспускные отверстия (рис. 15). Отсутствие застенного дренажа может повести к частичному разрушению стенки, а иногда и к опрокидыванию ее.

Рис.15. Подпорные стенки.