Рисунок 3 - Схема нагружения для расчета устойчивости оползнеопасных склонов
5.2.3.4 Толщину эквивалентного слоя грунта Нэ, м, вычисляют по формуле:
(2) где γгр - удельный вес грунта, кН/м3.
5.2.3.5. Эквивалентный слой грунта располагается по всей ширине земляного полотна. Вдоль земляного полотна эквивалентный слой грунта распространяется на неограниченную длину.
5.2.3.6. В необходимых случаях моделирование эквивалентного слоя грунта в расчетной схеме может быть заменено заданием равномерно распределенной нагрузки с интенсивностью q = 44,9 кН/м2 или соответствующей сосредоточенной силы.
5.2.3.7 Интенсивность нормативной нагрузки от пешеходов на тротуарах (служебных проходах) и пешеходных мостах составляет 4 кН/м2.
5.2.4. Расчетные сейсмические воздействия
5.2.4.1. Расчетные сейсмические воздействия для оползнеопасного участка автомобильной дороги устанавливаются в зависимости от сейсмичности района или площадки строительства, инженерно-геологических условий и уровня ответственности объекта.
5.2.4.2. Сейсмичность района строительства определяют по картам общего сейсмического районирования ОСР-97 или по списку населенных пунктов, расположенных в сейсмических районах приведенных в СП 14.133330. Приведенные в СП карты ОСР-97 отражают вероятности возможного превышения (карта А - 10 %, карта В - 5 %, карта С - 1 %) в течение 50 лет указанных на картах значений сейсмической интенсивности.
5.2.4.3. Выбор карты осуществляется в зависимости от уровня ответственности и категории автомобильной дороги. Решение о выборе карты для оценки сейсмичности района при проектировании автомобильной дороги принимает заказчик по представлению генерального проектировщика. Рекомендуется при выборе карты пользоваться таблицей 1.
5.2.4.4. На отдельных участках одного и того же по балльности района фактическая сила землетрясений может отличаться от средней (указанной на картах ОСР) в зависимости от геологических условий. Местные инженерно геологические и геоморфологические условия должны учитываться при определении расчетной сейсмичности площадки.
5.2.4.5. Расчетную сейсмичность для всех оползнеопасных участков автомобильных дорогследует устанавливать по результатам СМР, выполняемого в составе инженерных изысканий. Сейсмическое микрорайонирование участка строительства осуществляется для учета влияния местных инженерно-геологических и геоморфологических условий на сейсмичность участков строительства в соответствии с [6] и другими документами.
Таблица1 - Выбор карты ОСР-97 для целей оценки устойчивости склонов в зависимости от уровней ответственности и категории автомобильной дороги
Класс автомобильной дороги по ГОСТ Р 52398 | Категория автомобильной дороги | Уровень ответственности | Карта общего сейсмического районирования |
| Автомагистраль | IA | Повышенный | В |
| Скоростная дорога | IБ | А | |
| Дорога обычноготипа | IВ | ||
II | |||
| III | Нормальный | ||
| IV | |||
V | Пониженный | - |
5.2.4.6. Микросейсморайонирование выполняется методом инструментальных измерений амплитуд смещений частиц грунта, амплитуд скоростей и ускорений этих смещений от дозированных стандартных возбуждений. Измерения ведутся с помощью сейсмографов и регистрирующей сейсмической аппаратуры (шлейфовые осциллографы, типовые сейсмостанции). Стандартное возбуждение производится грузом падающим с дозированной высоты. Помимо перечисленных величин по сейсмограммам могут быть определены преобладающие периоды указанных смещений колебаний грунтов, а также получен полный спектр частот.
5.2.4.7. Материалы работ по сейсмическому микрорайонированию участков должны содержать количественные оценки влияния особенностей залегания слоев и сейсмических свойств грунта расчетной толщи на амплитудные и спектральные характеристики сейсмического воздействия.
5.2.4.8. Число микрозон различной сейсмической опасности, выделяемых на участке строительства, определяют в зависимости от неоднородности строения исследуемой грунтовой толщи и изменчивости сейсмических свойств грунта.
5.2.4.9. Сейсмичность площадок строительства насыпей земляного полотна автомобильных дорог следует определять в зависимости от сейсмических свойств грунта верхнего 10-метрового слоя основания насыпи.
5.2.4.10. Сейсмичность площадок строительства выемок определяют в зависимости от сейсмических свойств грунта 10-метрового слоя, считая от контура откосов выемки.
5.2.4.11. При сейсмическом микрорайонировании участков строительства амплитудные характеристики колебаний грунта корректируют с учетом местных инженерно-геологических и геоморфологических условий.
5.2.4.12. Скорости поперечных сейсмических волн в слоях находят по данным сейсморазведки или применяя корреляционные уравнения, связывающие физические, прочностные и деформационные свойства грунтов со значением скорости поперечных сейсмических волн.
5.2.4.13. При сейсмическом микрорайонировании участков дорог, расположенных на крутых горных склонах, амплитудные характеристики колебаний грунта корректируют в зависимости от рельефа местности.
5.2.4.14. Сейсмичность площадки строительства объектов, использующих карту А, при отсутствии данных СМР допускается предварительно определять в зависимости от грунтовых условий по таблице 2 и рекомендаций пункта 5.2.4.16.
5.2.4.15. Категория грунта и его физико-механические и сейсмические характеристики должны определяться с учетом возможных техногенных изменений свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения.
5.2.4.16. Кроме участков, сложенных грунтами III и IV категорий неблагоприятными в сейсмическом отношении являются участки автомобильной дороги, на которых выявлены тектонические нарушения или с близким расположением линий тектонических разрывов, перекрытые чехлом рыхлых отложений мощностью менее Юм; участки склонов с крутизной более 15°; участки местности с сильно расчлененным рельефом - обрывистые берега, овраги, ущелья; участки при глубине грунтовых вод менее 4 м для уступов, сложенных глинистыми породами и песками.
В неблагоприятных геологических условиях, указанных выше, средняя сейсмическая балльность района должна повышаться на один балл; при благоприятных условиях - понижаться на один балл.
5.2.4.17. На неблагоприятных в геологическом отношении участках следует принимать дополнительные меры по укреплению оснований автомобильной дороги, усилению конструктивных элементов и инженерной защите.
5.2.4.18. Расчетные сейсмические воздействия при применении динамической теории должны задаваться расчетнымиакселерограммами, которые при необходимости масштабируют. Расчетные акселерограммы должны подбираться с учетом данных о скоростных, частотных и резонансных характеристиках грунтов, залегающих в основании сооружения.
Должны применять расчетные акселерограммы:
- из числа записей, произведенных на площадке или в районе сооружения;
- аналоговые из числа записей, сделанных в районах, сходных с районом площадки строительства по сейсмотектоническим, геологическим и другим сейсмологическим условиям;
- синтезированные, сформированные в соответствии с расчетными параметрами сейсмического воздействия.
5.2.4.19. Амплитудные характеристики колебаний грунта в горизонтальной плоскости для площадок с расчетной сейсмичностью 7, 8, 9 баллов, расположенных на относительно ровных участках местности и сложенных средними по сейсмическим свойствам грунтами, принимаются следующими:
- при сейсмичности 7 баллов: 100 см/с2 - ускорения; 8,0 см/с - скорости; 4,0 см - перемещения;
- при сейсмичности 8 баллов: 200 см/с2 - ускорения; 16,0 см/с - скорости; 8,0 см - перемещения;
- при сейсмичности 9 баллов: 400 см/с2 - ускорения; 32,0 см/с - скорости; 16,0 см - перемещения.
Примечание – К средним по сейсмическим свойствам грунтам относят песчано-глинистые отложения с сейсмической жесткостью pVs = 655 т/м2с, где ρ- плотность грунта, т/м3; Vs - скорость поперечной сейсмической волны в грунте, м/с.
5.2.4.20. Для автомагистралей (таблица 1) с целью определения силы максимального землетрясения по комплексу геологических, геофизических и геохимических данных составляют карты опасных сейсмогенерирующих структур в радиусе 100 км от объекта. На этой основе с учетом сейсмологических сведений (наблюдаемая, историческая и палеосейсмичность) выделяются зоны возможных очагов землетрясений и от этих зон рассчитывают сейсмические воздействия для средних по сейсмическим свойствам грунтов и ровных площадок на участке строительства.
5.2.4.21 При выполнении геофизических исследований для обеспечения строительства объекта особой сейсмостойкости, как правило, следует проводить сейсмологические наблюдения сетью временных станций с целью подтверждения данных о выделенных по фондовым и справочным материалам активных очагах землетрясений по инструментально зафиксированным слабым толчкам и получения информации о распределении их эпицентров по глубине.
Т а б л и ц а 2 - Расчетная сейсмичность площадки строительства
Категория грунта по сейсмическим свойствам | Описание грунта | Характеристика сейсмических свойств грунтов | Расчетная сейсмичность площадки при сейсмичности района, баллы | |||||
| Сейсмическая жесткость pVs, г/см3-м/с | Скорость поперечных волн волн Vs, м/с | Отношение скоростей продольных и поперечных волн Vр/VS | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| I | - скальные грунты (в том числе вечномерзлые и вечномерзлые оттаявшие) невыветрелые и слабовыветрелые; - крупнообломочные грунты плотные, маловлажные из магматических I пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя; - выветрелые и сильновыветрелые скальные и дисперсные твердомерзлые (многолетнемерзлые) грунты при температуре минус 2 °С и ниже при строительстве и эксплуатации по принципу I (сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии) | > 1500 | >700 | 1,72,2 | - | 6 | 7 | 8 |
| II | - скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к категории I; - крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к категории I; - пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; - пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; - глинистые грунты с показателем консистенции IL 0,5 при коэффициенте пористости е < 0,9 для глин и суглинков и e<0,7 - для супесей; - вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые или сыпучемерзлые, а также твердо-мерзлые при температуре выше минус 2 °С при строительстве и эксплуатации по принципу I | 3501500 | 250700 | 1,72,2 (не водонасыщенные)2,23,5 (водонасыщенные) | - | 7 | 8 | 9 |
| III | - пески рыхлые независимо от степени влажности и крупности; - пески гравелистые, крупные и средней крупности, плотные и средней плотности водонасыщенные; - пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; - глинистые грунты с показателем консистенции IL > 0,5; - глинистые грунты с показателем консистенции IL 0,5 при коэффициенте пористости е 0,9 для глин и суглинков и е 0,7 - для супесей;- вечномерзлые дисперсные грунты при строительстве и эксплуатации по принципу II (допускается оттаивание грунтов основания) | 200350 | 150250 | 3,57 | 7 | 8 | 9 | > 9 |
| IV | - наиболее динамически неустойчивые разновидности песчаноглинистых грунтов, указанные в категории Ш, склонные к разжижению при сейсмических воздействиях | <200 | 60150 | 715 | 7* | 8* | 9* | > 9* |
* Грунты с большей вероятностью склонны к разжижению и потере несущей способности при землетрясениях интенсивностью более 6 баллов.
П р и м е ч а н и я
1 Скорости Vp и Vs, а также значение сейсмической жесткости грунта являются средневзвешенными значениями для 30-метровой толщи, считая от планировочной отметки.
2 В случае многослойного строения грунтовой толщи, грунтовые условия участка относят к более неблагоприятной категории, если в пределах верхней 30-метровой толщи (считая от планировочной отметки) слои, относящиеся к этой категории, имеют суммарную мощность более 10 м.
3 При отсутствии данных о консистенции, влажности, сейсмической жесткости, скоростях Vp и Vs глинистые и песчаные грунты при положении уровня грунтовых вод выше 5 м относятся к категории III или IV по сейсмическим свойствам.
4 При прогнозировании подъема уровня грунтовых вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) категорию грунтов следует определять в зависимости от свойств грунта в замоченном состоянии.
5 При строительстве на вечномерзлых грунтах по принципу II грунты основания следует рассматривать по их фактическому состоянию после оттаивания.
6 При выполнении специальных инженерных мероприятий по укреплению грунтов оползневого массива категория грунта по сейсмическим свойствам должна быть определена по результатам СМР.
5.3. Характеристики грунтов
5.3.1. В качестве основных параметров механических свойств грунтов следует устанавливать нормативные и расчетные значения прочностных, деформационных и других физико-механических характеристик, определяемых на основе данных инженерно-геологических изысканий участка строительства.
5.3.2. Нормативные значения характеристик грунта следует принимать равными их математическим ожиданиям, полученным по результатам обработки результатов испытаний, если не оговорены иные условия, определяющие их значения.