7.4. Отсыпка и укрепление конусов насыпей у малых и средних мостов

Отсыпка прилегающих к устоям участков насыпей (на длине 2 м в уровне поверхности грунта с уклоном от моста 1:1) и конусов входит в общий комплекс работ по сооружению моста. Эту работу выполняют, как правило, мостовые подразделения, но иногда она поручается специализированным землеройным комплексам батальонов механизации (или мехколонн) за счет сметы на строительство моста.

Конуса и прилегающие к ним насыпи отсыпают дренирующим грунтом с коэффициентом фильтрации не менее 2 м/сут. Отсыпку ведут слоями с тщательным уплотнением, которое начинают от бровки откоса и выполняют продольными ходами вокруг устоя. Для уплотнения грунта рекомендуется использовать виброударные машины или навесные вибротрамбовки, обеспечивающие требуемый коэффициент уплотнения (0,95) при толщине слоев 0,4…0,5 м. При использовании ручных электротрамбовок толщина уплотняемого слоя должна быть не более 0,15 м.

Места сопряжения насыпи с мостами являются опасными участками железнодорожных линий, требующими постоянного контроля и содержания в исправном состоянии. Для сохранения этой части насыпи и предохранения ее от разрушения в результате атмосферного воздействия, размыва водой и других неблагоприятных воздействий у всех мостов предусматривают мощение откосов конусов и части насыпи, прилегающей к ним (рисунок 7.13). Укрепление откосов конусов и насыпи производят только после их осадки.

Размеры в сантиметрах

Рисунок 7.13 - Общий вид укрепления конуса малого моста

У малых и средних мостов укрепительные работы выполняют по типовым проектам, а у больших - по специальным проектам. Откосы конусов укрепляют на всю высоту независимо от глубины подтопления и положения расчетного уровня воды. Конструкция укрепления в пределах уровня подтопления принимается в зависимости от скорости течения воды и материала.

Укрепление подмостовых русел малых мостов принимают по типовому проекту и только при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Укрепление подмостовых русел средних мостов производят в исключительных случаях и осуществляют по специальным проектам.

Для укрепления конусов и русел под мостами применяют монолитный бетон, сборный бетон и железобетон, несортированный камень для каменной наброски и сортированный для мощения укладкой.

В пределах подтопления рекомендуется устраивать укрепление из сборных гибких бетонных плит толщиной 15 см, из бетонных плит размером в плане 100100 см и толщиной 16 см, из монолитного бетона толщиной слоя 12 см с арматурной сеткой и из несортированного камня.

Для укрепления откосов конусов выше уровня расчетного паводка разработаны конструкции из сборных бетонных плит размером 4949 см, из монолитного бетона толщиной слоя 8 см с арматурной сеткой и из несортированного камня.

Для изготовления сборных и сооружения монолитных конструкций укрепления применяют тяжелый бетон класса В20 по прочности на сжатие и морозостойкостью в зависимости от среднемесячной температуры наиболее холодного месяца в районе строительства. При температуре минус 10 С и выше (умеренные условия) применяют бетон морозостойкости класса F200, при температуре ниже минус 10 С (суровые и особо суровые условия) применяют бетон марки F300.

Для укреплений из камня применяют колотый или рваный камень прочностью не ниже 20 МПа (200 кгс/см²) и плотностью не менее 2,0 т/м³ .

Сборный бетон и железобетон применяют в виде плит П-1 и П‑2; гибких плит ГП1-75, ГП1-150 размером 12001200 мм, ГП2-75, ГП2-150 размером 24002400 мм; блоков упоров У-1 и У-2, укладываемых по подошве откосов конусов и насыпи; блоков упора У-3, устанавливаемых на бровке конуса (рисунок 7.14).

Сборные гибкие плиты ГП1 и ГП2 состоят из отдельных элементов квадратной формы с размером сторон 300 мм. Элементы соединены между собой металлическими стержнями диаметром 5 мм из высокопрочной стали покрытыми полиэтиленовой оболочкой. Гибкость плиты обеспечивается наличием между элементами зазора величиной 10 мм.

Бетонные плиты П-1 имеют форму квадрата со стороной 490 мм и срезанными углами, толщина плиты 100 мм. В плоскостях срезов углов предусмотрены арматурные петли, расположенные в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Петли предназначены для скрепления плит в единый ковер. Выпуски, расположенные в вертикальной плоскости используются, кроме того, и как монтажные.

Бетонные плиты П-2 квадратной формы со стороной 1000 мм и толщиной 160 мм. Применение укреплений из плит П-2 рекомендуется только при технико-экономическом обосновании.

Бетонные блоки упора У-1 и У-2 запроектированы в виде прямоугольной призмы сечением 400500 мм длиной соответственно 1500 и 2000 мм. Для строповки блока предусмотрены две монтажные петли.

а - плита П-1; б - плита П-2; в - плиты ГП1-75(150); г - блок упора У-1 (У‑2); д - блок упора У-3; 1 - высокопрочная проволока d=5 мм; 2 – полиэтиленовая трубка

Рисунок 7.14 - Сборные блоки укрепления русел, конусов и откосов насыпи

Железобетонные блоки упора У-3 выполнены в виде изогнутой призмы высотой 750 мм. Кривизна блока соответствует кривизне бровки откоса конусов насыпи.

Укрепление откосов конусов и насыпи выполняют по подготовленному основанию. В качестве основания применяют щебеночную подготовку толщиной 10 см, слой водопроницаемого геотекстиля или комбинации геотекстиля со щебеночной подготовкой.

Щебеночную подготовку в качестве основания применяют при отсыпке конусов гравелистыми, щебеночными или крупнопесчаными грунтами. Геотекстильный водопроницаемый материал применяют в том случае, когда дренирующий материал конусов содержит большое количество пылеватых и глинистых частиц. Комбинированное основание целесообразно при отсыпке конусов из мелких и пылеватых легкоразмываемых песчаных грунтов. Тип основания под укрепление выбирают при проектировании конкретных сооружений, учитывая инженерно-геологические условия, рельеф местности, режим водотока и грунты конусов. Работы по укреплению откосов конусов и насыпи производят после стабилизации земляного полотна.

Укрепление монолитным бетоном (рисунок 7.15) осуществляют по тщательно выровненной поверхности, расчлененной на отдельные участки - карты. Размер сторон карты назначают от 1,5 до 3,0 м. Не рекомендуется применять карты слишком малых размеров и треугольные. Карты образуют асфальтовыми планками толщиной 3 см, высотой 6 см и длиной 50 см или антисептированными досками.

Армирование бетона производят металлической сеткой с ячейками 200х200 мм выполненной из арматуры класса А-1 диаметром 6 мм.

Работы по устройству укрепления из монолитного бетона выполняют в следующей последовательности: планировка откоса конуса и русла; уплотнение грунта трамбовками; устройство щебеночной (или другого типа) подготовки и ее уплотнение; разбивка укрепляемой поверхности на карты асфальтовыми планками и временное закрепление планок металлическими штырями диаметром 16…18 мм и длиной 200…250 мм; укладка металлической сетки на асфальтовые планки и бетонные кубики ("сухари") высотой равной высоте планок; укладка по арматурной сетке асфальтовых планок верхнего ряда и их прикрепление проволочными скрутками к нижним планкам; заполнение карт бетонной смесью.

1 - щебеночная подготовка; 2 - асфальтовая планка; 3 - монолитный бетон; 4 - металлическая сетка с ячейками 200200 из проволоки диаметром 6 мм

Рисунок 7.15 - Укрепление конуса и русла монолитным бетоном

Укладку бетонной смеси производят от упора вверх по откосу. Бетонная смесь подают в бадьях кранами соответствующей грузоподъемности. Уплотнение бетона выполняют площадочными вибраторами или виброрейками. Контроль прочности бетона осуществляют путем испытания образцов стандартного размера, изготовленных из укладываемой бетонной смеси.

Укрепление откосов конусов и насыпей сборными бетонными плитами П-1, размером 4949 см рекомендуется применять у путепроводов, а также у мостов выше уровня подтопления на 0,25 м для малых и 0,5 м для средних мостов. Участки конусов и насыпи ниже этого уровня укрепляют, как правило, монолитным бетоном. На конусах, не затапливаемых водой, плиты П-1 укладывают по всей площади (рисунок 7.16).

Работы по устройству укреплений из плит П-1 выполняют в той же последовательности, как и при укреплении монолитным бетоном. При этом следует соблюдать условие, чтобы размеры сторон карт были кратными 50 см, т.е. длине стороны плиты с учетом зазора. Бетонные плиты укладывают на подготовленное основание по слою цементного раствора марки 200 толщиной 2 см. Внутри карты все плиты объединяют между собой омоноличиванием выпусков арматуры цементным раствором той же марки.

Заполнение карт производят последовательно. К работам на последующей карте приступают только после окончания работ на предшествующей. До начала разбивки поверхности на карты, в основании устраивают упор из блоков У-1 или У-2, а по бровке конуса укладывают блоки У-3. При отсутствии блоков упоры делают из монолитного бетона.

а - конструкция мощения; б - размеры карт; в - объединение плит в карте; 1 - щебеночная подготовка; 2 - плиты П-1; 3 - цементно-песчаный раствор; 4 - укрепление монолитным бетоном

Рисунок 7.16 - Укрепление конусов плитами П-1

Укрепление плитами П-2 допускается только при технико-экономической целесообразности (рисунок 7.17). Плиты укладывают на заранее подготовленное основание кранами, грузоподъемность которых принимается в зависимости от высоты конуса. Плиты укладывают с зазором 1…2 см. Образовавшиеся швы между плитами заделывают раствором марки 200.

1 - щебеночная подготовка; 2 - плита П-2; 3 – упор У-1 (У-2)

Рисунок 7.17 - Укрепление конуса и русла плитами П-2

Укрепление из гибких плит толщиной 7,5 см и размерами 1,2 и 2,4 м применяют только выше уровня подтопления откосов конусов и насыпей, а плиты толщиной 15 см применяют в укреплениях по всей площади, в том числе и затопляемой части конусов (рисунок 7.18).

1 - плита ГП1-75; 2 - арматура плиты класса А-III d=8 мм; 3 - соединительная арматура А-III диаметром 8 мм

Рисунок 7.18 - Укрепление конуса и русла плитами ГП-1-75

Плиты по подготовленному основанию укладывают краном. Строповка плит осуществляется с помощью траверсы, оснащенной четырьмя стропами. Укрепление плитами ГП-1(2) выполняют последовательной укладкой плит и соединением их с ранее уложенными. Соединения осуществляются приваркой стержней из стали марки 25Г2С (класса А-III) диаметром 8 мм к арматуре плиты. Соединительные стержни ставят по всему контуру, но, с целью экономии материала и времени, разрешается их ставить в плитах ГП-1 только по угловым, а в плитах ГП-2 - по угловым и двум средним элементам. В местах соединения плит и по контуру укрепления укладывают монолитный бетон класса В20. Толщину слоя монолитного бетона принимают равной толщине плиты.

Каменную наброску в качестве укрепления конусов и насыпи применяют по всей площади откосов без ограничений. Для этих целей используют, как правило, камень, полученный из карьера без предварительной сортировки. Рекомендуется для укрепления конусов использовать камень с крупностью фракций не более 40 см, фракций крупностью менее 5 см должно быть не более 20 %, средняя крупность фракций камня составляет 14…15 см.

Толщину укрепления каменной наброской на откосах конусов и насыпи выше уровня подтопления принимают не менее 40 см, а ниже уровня расчетного паводка - по расчету в зависимости от скорости течения воды и характеристики грунта насыпи (рисунок 7.19).

Устройство укрепления каменной наброской начинают с сооружения упора, конструкция которого определена проектом. Обычно его выполняют в виде каменной наброски в канаве глубиной 20…30 см. Подготовку основания - планировку поверхности, уплотнение грунта, укладку щебеночной подготовки или геотекстильных материалов выполняют, так же как и для других конструкций укрепления. Расчленение укрепляемой поверхности на карты не производят.

а - сопряжение с бровкой конуса; б - сопряжение конуса с руслом

Рисунок 7.19 - Укрепление конуса и русла каменной наброской

По подготовленному основанию рассыпают камень и уплотняют его электрическими или пневматическими трамбовками. Камень подают краном в контейнерах или поддонах. Для контроля толщины слоя каменной наброски по укрепляемой поверхности забивают металлические стержни, высота которых соответствует толщине слоя каменной наброски. Укладку камня ведут от упора вверх по откосу.

При использовании в качестве основания геотекстиля раскладку его ведут с низовой стороны конуса и русла. Каждое последующее полотно укладывают с нахлестом не менее, чем на 0,5 м. По контуру укрепления геотекстиль закладывают в канавы глубиной не менее 0,5 м и засыпают грунтом. При наличии блоков упоров или предохранительных откосов, полотнища геотекстиля заводят под них.