книги из ГПНТБ / Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела) учеб. пособие

В районах сильного волнения при высоте волн более 5 м для обеспечения устойчивости откос нужно покрывать глыбами камня весом более 15 т. Получение таких естественных блоков — моноли­ тов часто не представляется возможным, и тогда откосные соору­ жения возводят из наброски сортированного камня с покрытием откосов бетонными массивами весом до 50—60 т (рис. 104).

Рис. 104. Каменнонабросное сооружение с покрытием откоса кладкой из массивов

Если в районе строительства нет камня, пригодного для ка­ менной наброски, то сооружения этого типа возводят целиком из наброски искусственных массивов, имеющих форму параллелепи­ педов, тетраподов и т. п. Для таких сооружений, возводимых на слабом основании (на мягких и неустойчивых грунтах), обяза­ тельно устройство каменнонабросной, а в ряде случаев и песчано­ гравийной постели.

В речных и водохранилищных портах, где не развиваются большие волны, оградительные сооружения строят в виде песча­ ных намывных сооружений с откосами, укрепленными бетонными плитами, мощением и т. п.

Вертикальные оградительные сооружения гравитационного ти­ па представляют собой массивные стены, поэтому обычно их уста­ навливают на песчано-гравийную или каменнонабросную подго­ товку— постель, назначение которой состоит в более равномерном распределении давления на грунты основания, а также в защите их от размыва под подошвой стены и вблизи нее водой, разбиваю­ щейся о стену. По конструкции тело сооружения может предста­ вить собой кладку из бетонных массивов, массивов-гигантов и т. п. Наиболее устойчивы против воздействия сильных волнений мас­ сивы-гиганты, представляющие собой железобетонные оболочкипонтоны, загружаемые песком, гравием, камнем или бетоном. Большие размеры (7—10 м в ширину, до 15 м в длину и 8—10 м в высоту) и вес ящиков-оболочек, представляющих собой отдель­ ные элементы конструкции, позволяют получать исключительно тяжелые блоки, устойчивые даже в тяжелых штормовых условиях. В практике портового строительства эта конструкция нашла очень широкое применение.

180

В последние годы наряду с массивами-гигантами широко ста­ ли использоваться сваи-оболочки. Это стало возможно благодаря применению вибрационного метода погружения. Применение дан­ ного типа сооружения часто оказывается более экономичным, чем применение гравитационных, так как позволяет сократить объем бетона подводной части сооружения и заменить часть его более

янки судов при портовых погрузочно-разгрузочных операциях. В морских портах это преимущественно вертикальные сооружения (рис. 105), тогда как в речных портах, расположенных на реках со значительным колебанием горизонта вод, — также и откосные. Сооружения, представляющие собой обделку берега реки, портово­ го бассейна или другого водоема, называют набережной. Рейдовые причальные сооружения могут выполняться в виде пирсов.

По конструктивным особенностям набережные и пирсы могут быть гравитационными, свайными и смешанного типа. Строят их из бетона, железобетона, камня и дерева, часто с применением металлоконструкций, однако в современных сооружениях преоб­ ладает бетон и железобетон (по возможности с применением сбор­ ных элементов). Среди этих сооружений широко распространены свайные конструкции, что является во многих случаях следствием особенностей геологического строения береговых территорий, в пределах которых в верхних горизонтах часто развиты грунты с низкой несущей способностью. Поэтому для надежного опирания сооружений сваи погружают до более глубоколежащих пород. В

181

речных и водохранилшцных условиях при малых колебаниях го­ ризонта вод в водоеме, а также при малой высоте набережной над

б

Рис. 106. Продольные волноломы:

а — незатопленный; б — затопленный

ных стен — набережных, высоких свайных пирсов и т. п.). При их расчете учитываются не только нагрузки, создаваемые распором грунта за стеной сооружения и навалом судна, но и нагрузками от погрузочно-разгрузочных механизмов, сухопутных транспортных средств и т. п. Во многих случаях в целях экономии материалов

защиты берега и примыкающих территорий от разрушительного действия волн и течений. В ряде случаев их применяют также и для расширения городских и портовых территорий.

Для морских берегов наиболее мощным разрушающим фак­ тором являются волны, поэтому берегоукрепительные сооружения направлены преимущественно против действия этих сил. Здесь су­ ществуют два способа защиты: п а с с и в н а я , когда возводят волнозащитные сооружения, воспринимающие на себя энергию волн и гасящие ее; и а к т и в н а я , когда возводят сооружения, задерживающие наносы, в результате чего образуется защитная полоса пляжа, на которой разрушается волна, подходящая к бере­ гу. При первом способе берег одевают мощными подпорными обычно гравитационными стенами с крутокриволинейными мор­ скими гранями. Такие сооружения можно возводить главным об­ разом на прочном устойчивом основании. При втором способе создается система поперечных сооружений — бун и продольных вол­ ноломов (затопленных или незатопленных; рис. 106), удерживаю­

182

По степени технического совершенства безрельсовая дорож­ ная сеть может быть разделена на три основные группы.

A. Д о р о г и в ы с ш е г о т е х н и ч е с к о г о т ипа , по кото­ рым движение транспорта проводится по специальному земляному полотну с разделенной проезжей частью для скоростного автомо­ бильного движения в каждом направлении (рис. 108). Проезжая часть этого типа дорог создается из высокопрочных материалов, обеспечивающих круглогодичное движение с большими скоростями при длительном сроке службы. Водопропускные сооружения стро­

торым движение также проводится по специальному полотну с жестким покрытием и с водопропускными сооружениями. Движе­ ние по этим дорогам обеспечивается круглый год.

B. Д о р о г и н и з к о г о т е х н и ч е с к о г о т и п а также имеют специальное земляное полотно или представляют собой есте­ ственную поверхность, приспособленную для проезда транспорта. На дорогах этого типа иногда производится улучшение грунта до­ бавками гравия или песка, а водоотвод обеспечивается простей­

Железные дороги по характеру обслуживания нужд народно­ го хозяйства делятся на дороги общего и необщего пользования. Первые, или магистральные, железные дороги обслуживают все ведомства и организации, а вторые используются в качестве подъ­ ездных путей к предприятиям, пристаням, складам и т. п., а также в качестве внутризаводских или внутрикарьерных.

1 8 5

Железные дороги по ширине колеи делятся на дороги нор­ мальной (широкой) и узкой колеи. В СССР ширина нормальной колеи равна 1524 мм, а в странах Западной Европы (в том числе в социалистических) — 1435 мм. Узкоколейные железные дороги строят шириной колеи 750, 900 и 1000 мм. Обычно эти дороги име­ ют специальное назначение и применяются на торфоразработках и лесозаготовках, при горных работах и т. и. В качестве железных дорог общего пользования для перевозок пассажиров и грузов уз­

коколейные дороги используются редко.

Существует ряд других специальных типов рельсовых дорог, большинство из которых еще не нашло широкого распространения. К их числу относятся, в частности, монорельсовые подвесные доро­ ги, получающие в настоящее время все большее признание как дороги больших скоростей. В некоторых странах уже построены такие дороги (Япония).

Комплекс дорожных сооружений, кроме собственно пути, включает в себя большое число разнообразных инженерных соо­ ружений и устройств. Это так называемые искусственные дорож­ ные сооружения — мосты, трубы и другие водопроводящие устрой­ ства, а также многочисленные сооружения, связанные с нормаль­ ной эксплуатацией дорог и состоящие из жилых зданий, ремонтных мастерских, вокзалов, депо, бензозаправочных станций и т. п. На железных дорогах таких сооружений больше, чем на безрельсовых, и они обычно более капитальные. Состав их, капитальность и т. п.,

взависимости от класса дороги, существенно различны.

Внастоящей главе рассматриваются только конструкции соб­ ственно путевых сооружений: земляное полотно и связанные с ним устройства; дорожная одежда (для безрельсовых дорог) и верхнее строение пути (для железных дорог); а также водопропускные

отверстия — трубы и малые мосты. Крупные мосты, эстакады и виадуки рассматриваются в главе VII «Мосты».

В ряде случаев безрельсовые и особенно железные дороги на отдельных участках или по всей длине располагают под землей, для чего строят тоннели. Это чаще всего имеет место при пере­ сечении дорогами горных районов, при строительстве подземных

В практике дорожного строительства, особенно при строитель­ стве грунтовых дорог и других дорог низших классов, при пере­ ходах территорий, где развиты болотные и другие слабые грунты, широко применяют методы мелиорации грунтов. К числу этих ме­ тодов относятся уплотнение (в том числе и с добавкой песчаного и гравийного материала), цементирование, силикатирование, смолизация, обжиг, применение гидрофобизирующих добавок и т. п. Эти методы в настоящем пособии не рассматриваются, так как сту­ денты специальности «грунтоведение и инженерная геология» в

186

своем учебном плане имеют специальный курс «физико-химические методы укрепления грунтов».

§ 2. КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Дороги как инженерные сооружения, приспособленные для движения тех или иных колесных экипажей, известны с глубокой древности. В зависимости от природных условий, в том числе и геологических, в разных странах строились дороги разного назна­ чения и из различных материалов. Так, к периоду Римской им-

Рис. 109. Римская дорога. Средняя часть предназначена для передвижения пехоты, боковые части — для конницы и обозов

перии относятся находки весьма совершенных конструкций камен­ ного покрытия дорог (рис. 109). На территории нашей страны так­

и площадей. Однако для этого и более позднего периода русского

В. П. Гурьевым была изобретена торцовая мостовая, примененная в ряде городов России, а впоследствии в Европе и Америке. Одна­ ко ввиду недолговечности деревянных покрытий от их использова­ ния стали постепенно отказываться и начиная с конца XVIII в. в России стало широко применяться каменное покрытие дорог.

Первые русские рельсовые дороги с конной тягой были по­ строены в конце XVIII — начале XIX вв. на Алтае и Урале. Пер­ вая железная дорога общего пользования протяжением 27 км (Пе­ тербург— Павловск) была построена в 1836—1837 г. В 1860 г. в России было построено уже 1600 км железных дорог (включая первую магистральную дорогу Петербург—Москва протяжен­ ностью 650 км).

Быстрое развитие железнодорожного строительства во второй половине XIX в. вызвало замедление в строительстве безрельсо­ вых дорог, поэтому по всей территории России в 1913 г. было по­ строено всего 27 тыс. км дорог с каменным покрытием, тогда как уже к 1900 г. протяженность железных дорог превышала 53 тыс. км.

187

После Великой Октябрьской социалистической революции в строительстве как железных, так и безрельсовых дорог произошел резкий перелом. Развитие автомобильной промышленности и всего народного хозяйства создали условия для бурного роста и качест­ венного улучшения всех видов дорожного строительства. Была со­ здана промышленность строительных материалов, разработана технология механизированного дорожного строительства и созда­ ны конструкции современных покрытий и сооружений. Это было сделано с учетом различия в назначении дорог и в соответствии с особенностями природной (геологической, гидрогеологической и

быстрой и надежной транспортной связью. Автомобильные дороги с жестким покрытием образуют густую сеть в европейской части Союза и быстро развиваются в других его областях. Строитель­ ство дорог ведется на высокой механизированной базе с широким применением сборных конструкций, современных материалов (же­ лезобетона и бетона) и созданием прочных и надежных сооруже­ ний, которые работают длительное время в сложных и суровых природных условиях нашей необъятной страны.

Это стало возможным благодаря развитию нашей отечествен­ ной науки по железнодорожному и автодорожному строительству. Большую роль в совершенствовании всех видов дорожного строи­ тельства сыграло развитие советского дорожного грунтоведения и инженерной геологии.

§ 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ

Всякая современная дорога представляет собой сложный ком­ плекс инженерных сооружений, предназначенных для длительного транспортного использования, причем учитывается как современ­ ная необходимость, так и перспектива развития перевозок. Реше­ ние о строительстве дороги принимается после проведения спе­ циальных изысканий и составления проекта.

Изыскания и проектирование дорог делятся на экономические и технические. Первые определяют тип дороги, грузонапряжен­ ность и т. п., на основании чего выбираются основные параметры дорожных сооружений. Технические изыскания включают топогра­ фические, гидрологические и инженерно-геологические исследова­ ния, дающие характеристику природных условий по трассе соору­ жений, включая и обеспеченность местными строительными мате­ риалами. В целях выбора оптимального решения проект дороги особенно на ранних стадиях проектирования, составляется в нес­ кольких вариантах.

Проектирование всех видов дорог ведется в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП), а

188