книги из ГПНТБ / Металлические гофрированные трубы под насыпями

Рис. 46. Два вида песчано-гравийнон ладушки для труб:

/ — песчано-гравийная подушка; 2 — подбивка из грунта

цнально устроенный желоб в грунте, который охватывает 'Д ниж­ ней части ее (периметра. Если же 'невозможно подготовить желоб в грунте, то устраивают подсыпку из крупнозернистого грунта и за­ тем подбивают грунт иод трубу ;(аналогично показанному на рис. '4©, б). Если в 'основании обычный грунт, то в котлован уклады­ вают лесчанонгравийную подушку шириной 1—2 диаметра трубы я толщиной с учетом величины диаметра:

Если ,же в основании залегает скальный грунт, то ширину по­ душки в Японии принимают в два диаметра трубы, а ее толщину 0,2 м. Для укладки трубы в подушке устраивают желоб. Толщину подушки 0,2 м назначают при высотах насыпи до 5 м; при больших высотах насыпи на каждый 1 м превышения указанной величины толщину подушки увеличивают на 0,04 м. Наконец при слабых грунта>х в основании рекомендуют заменять его на подушку из песчано­ го или другого зернистого грунта с размерами: ширина подушки — 2—3 диаметра трубы, а толщина — не менее 0,5 м. Если величина 0,3—0,6 диаметра трубы более 0,5 м, то ее принимают за 'минималь­ ную толщину подушки, но не более 1 м.

Ори подготовке основания грунт нужно разработать по очерта­ нию нижней части трубы и ее продольного профиля. Работая буль­ дозером, целесообразно устраивать широкое основание с обеспече­ нием тщательного уплотнения грунта под нижними частями конст­ рукции. Для окончательной ручной планировки дна котлована ре­ комендуется Обозначить границы выемки грунта и но крайней 'мере одну линию, соответствующую продольному профилю, обеспечивая проектное положение трубы в плане и профиле. Перед укладкой песчанонгравийной смеси воду (грунтовую или другую) из 'котлова­ на нужно удалить.

Устанавливая трубу на горизонтально спланированную подушку или естественное песчаное основание, необходимо тщательно уплот­ нять трамбовками грунт иод нижние четверти трубы, отсыпая по­ душку горизонтальными слоями толщиной 15—20 см и тщательно

90

уплотняя .каждый слой автомобилями-самосвалами или же электри­ ческими или пневматическими трамбовками.

Устраивая подушку или основание, продольный профиль труб задают с учетом строительного подъема лотка, принимаемого в '/во

12 м строительный подъем лотка назначают с учетом величины ожи­ даемых осадок основания. Если песчаио-гравийную подготовку под трубу укладывают на сезонно-мерзлый грунт с глубиной промерза­

грунта основания. Обеспечивая строительный подъем, нужно сле­ дить, чтобы не было обратного уклона лоша от середины трубы к ее входу, так как это может привести к застою воды перед сооруже­ нием.

В США, например, строительный подъем труб назначают в за­ висимости от длины трубы, а именно: не менее 0,5% ее величины и с учетом инженерных обследований на месте работ.

iBo избежание фильтрации воды через постель трубы из зерни­ стого несвязного материала предусматривают устройство у концов трубы поперечных экранов из утрамбованной глины, укладываемой в узкие поперечные траншеи, или установку в головной части труб специальных металлических, бетонных или железобетонных стенок-

работанных Ц'НИИСом и Лешгипротрансмостом,— возможность их сборки двумя способами: 1) из .отдельных стандартных элементов на строительной площадке; 2) из замкнутых секций, предваритель­ но собранных на базе и доставленных на строительную площадку для объединения в трубу стандартными элементами без применения специальных бандажей (см. § б). Трубы и их секции 'можно монти­ ровать постепенным наращиванием конструкции отдельными эле­ ментами или же объединением отдельных предварительно собран­ ных звеньев с помощью стандартных элементов. В обоих случаях оборки конструкции нужно соблюдать взаимное расположение э л е ­ ментов согласно требованиям iBGH 176-71 [14].

Если трубы монтируют из отдельных изогнутых листов, то на строительную площадку доставляют пакеты элементов, ящики с болтами и гайками и необходимый комплект инструментов, а затем •собирают трубу согласно монтажной схеме, предусматривающей по­ рядок сборки элементов (рис. 47, а) .

В «комплекте поставляемых на строительную площадку болтов должно быть в—Ш .монтажных болтов длиной 75 мм того же диаме­ тра, что и рабочие. Монтажные болты нужны только для временной стяжки гофрированных листов, они не должны оставаться в кон­ струкции.

91

Основные операции монтажа трубы: вскрытие пакетов с элемен­ тами; проверка состояния элементов и выправка погнувшихся мест молотком; проверка маркировки элементов; размещение элементов вдоль оси трубы вблизи от их проектного положения; сборка тру­ бы, как правило, начинаемая с выходного конца. В начале сборки конструкции устанавливают минимальное количество болтов — три или четыре болта, расположенных в средней части продольных и поперечных стыков каждого элемента; затем устанавливают осталь­ ные болты и затягивают их вручную. Болты устанавливают от сере­ дины стыка к его концам (см. рис. 47), а расположенные по углам монтажных элементов болты ставят и затягивают в последнюю оче­ редь (.рис. 48), когда собранная конструкция и остальные болты займут .правильное положение. Окончательно затягивают болты по­ следовательно от одного конца конструкции к другому в стыках, находящихся на расстоянии не меньшем длины трех звеньев от уча­ стка оборки трубы. Набор инструментов, применяемых при сборке труб на 'болтах, состоит из ломиков различной длины, гайковертов, стандартных гаечных, торцовых и накидных ключей, молотков и крючков с кольцами.

Ори спрофилированном ложе основания '(см. рнсь 4,6,а) трубы •собирают из отдельных элементов на специальных подмостях после полной готовности основания с последующей разборкой подмостей

иопусканием трубы на песчано-гравийную подушку с помощью крана грузоподъемностью не менее 3 Т. Трубы из отдельных эле­ ментов на высокопрочных болтах собирают по аналогичным .мон­ тажным схемам. Болты натягивают пневматическими гайковертами

иручными ключами. Трубы больших отверстий можно .монтировать автомобильными кранами небольшой грузоподъемности.

92

Предварительную сборку секций обеспечивают на промежуточ­ ной базе в крытом помещении, под навесом или на открытой гори­ зонтальной площадке.

Длину секций назначают исходя из заданных проектных длин водопропускных труб. На одном сооружении возможно применениесекций различной длины. При назначении длин секций труб учиты­ вают возможности перевозки конструкций на строительную площад­ ку имеющимися транспортными средствами. В промежуточных сек­ циях предусматривают нечетное количество звеньев, что обеспечи­ вает сопряжение секций стандартными, элементами без нарушения общей схемы компоновки элементов в конструкции.

На строительной площадке секции устанавливают автомобиль­ ными крана.ми грузоподъемностью 5—7 г. Секции стропуют при по­ мощи пенькового каната или другим способом, не допускающим повреждения цинкового покрытия. Секции объединяют по описан­ ной технологии сопряжения отдельных звеньев.

Монтаж конструкции из звеньев нужно применять всегда при сборке секций на базе и на строительной площадке, если есть воз­ можность организовать предварительное сболчивание звеньев. Из: секший трубы можно монтировать во всех случаях, когда возможна доставка секций на строительную площадку.

93.

Разогретую битумную мастику доставляют к месту работ в би­ тумовозах или 'Передвижных котлах. Рабочая температура битум­ ной 'мастики при температуре воздуха ниже +30°С должна быть в пределах Г60—180°С, а при температуре воздуха выше +30°С — нужно снизить до 150°С. Для предупреждения коксования битум­ ной .мастики в процессе изготовления или .разогревания ее надо дер­ ж а т ь в интервале температур ISO—180°'С не более 3 ч. Каждый но­ вый слой изоляционной мастики наносят на застывший предыду­ щий слой. Изоляционный материал стыков поверхности трубы дол­ ж е н быть один и тот ж е .

При устройстве защитного покрытия грунтовку рекомендуется наносить пистолетом-распылителем в сочетании с красконагнета- телы-гой установкой типа С-764. Мастику наносят преимущественно распиливанием.

•Качество защитного покрытия определяют по мере его нанесе­ ния на трубу посредством внешнего осмотра, измерения толщины, supoBepKH оплошности и лрилипаемости покрытия к металлу. Цри внешнем осмотре покрытия проверяют отсутствие трещин, бугров, вздутий, впадин, .расслоений, а также хорошее сцепление изоляци­ онного слоя с поверхностью трубы. Толщину покрытия определяют индукционным или магнитными толщиномерами через каждые 10 м, не менее чем в четырех точках по окружности трубы и во всех местах, вызывающих сомнение. Оплошность покрытия трубы про­ веряют искровым дефектоскопом или электрическим дефектоскопом типа ЗД-4. Сцепление изоляции с поверхностью трубы проверяют адгезиометрами.

Бетонный или асфальтобетонный лоток рекомендуется устраи­ вать во всех случаях, выполняя эту работу после возведения и ста­ билизации насыпи над трубой, но не ранее чем через 6 месяцев пос­ ле засыпки трубы. Асфальтобетонную смесь укладывают на сухую поверхность грунтовки или мастики на всю ширину лотка трубы с углом охвата ее поверхности не менее 1-20°. При устройстве бетон­ ного лотка бетонную смесь укладывают непосредственно на очищен­ ную поверхность трубы. (Бетонный и асфальтобетонный лоток реко­ мендуется устраивать в сухую погоду три положительной темпера­ туре воздуха. Качество работ но устройству лотка оценивают внешним осмотром, проверяя отсутствие трещин, бугров, впадин и расслоений, и проверкой его геометрических размеров.

•Нормальная работа тонкостенных гофрированных труб под на­ сыпью дороги обеспечивается правильной их з а с ы п к о й (рис. 50). "Укладка и уплотнение грунта насыпи с боков трубы на всю высоту конструкции — наиболее ответственный этап строительства. Высо­ кое качество этих работ обеспечивает устойчивость против дефор­ маций и эксплуатационную надежность сооружения в целом.

IK грунту засыпки металлических гофрированных труб предъяв­ ляют строгие требования по гранулометрическому составу. Приме­ нять грунт предпочтительно песчано-гравийный, не содержащий ча­ стиц размером более 50 мм. Материал засыпки не должен содер­ жать растительности, промерзших кусков, шлака и других нежела-

95

Рис. й>. Схема послойной засыпки одноочковой и трехочковой труб:

/ — сло(1 грунта засыпки толщиной 15—20 си; 2 — песчано-гравникая подушка

тельных включений. Можно применить для засыпки труб слабо свя­ занный грунт, если предусмотрено уплотнение при его опти­ мальной влажности. Нельзя применять грунты: ил, мелкий песок с примесью торфа или ила, жирные глины с примесью ила; недренирующие грунты, имеющие «высокие» и «весьма высокие» агрессив­ ные свойства; торф; жирные глины, меловые и таловые грунты и трепелы. Остальную часть насыпи, т. е. выше 0,5 м над трубой, нуж­ но возводить из /грунтов, удовлетворяющих техническим условиям, для .возведения земляного полотна р16, 17].

Песчано-гравийная обсыпка труб при соответствующем уплот­ нении способствует малой сжимаемости окружающего трубу (грун­ та, равномерному распределению давления на конструкцию, а так­ же создает для нее благоприятные антикоррозионные условия в слу­ чае повышенной агрессивности основного материала засыпки.

Засыпать трубы нужно с тщательным уплотнением, горизонталь­ ными слоями толщиной 116—20 см по всей ширине насыпи (см.. рис. 50), грунт нужно укладывать одновременно с обеих сторон тру­ бы на одинаковую высоту.

Боковые призмы у одноочковых и многоочковых труб можно от­ сыпать при помощи бульдозеров и самосвалов, а для отсыпки пазух в многоочковых трубах — драглайнов. Упдотиять грунт в призмах около трубы можно транспортными средствами или грунтоуплотняющими машинами при строгом соблюдении толщины уплотняемо/го слоя и установленной технологии. В многоочковых трубах пазухи заполняют грунтом тоже послойно и одновременно с засыпкой боко­ вых призм на одинаковую высоту. Грунт в непосредственной близо-

96

сти от трубы, а также в тазузса>х многоочковых труб рекомендуется уплотнять механизированным инструментом, например, электриче­ скими или пневматическими трамбовками.

Степень уплотнения грунта в пределах поперечника должна быть не менее 96% его максимальной стандартной плотности.

Расстояние в свету между трубами в многоочковых сооружениях принимают с учетом обеспечения хорошего уплотнения грунта. При этом минимальные расстояния в свету — следующие:

В процессе уплотнения чрезмерное приближение строительных машин к трубе может вызвать недопустимую деформацию ее стен­ ки. Для предотвращения таких явлений расстояние от контура ма­ шины, используемой для отсыпки и уплотнения грунта, до верти­ кальной касательной (плоскости к стенке трубы должно быть не ме­ нее 30 см. Проезд транспортных средств над сооружением и организация продольной возки грунта допустимы при высоте за­ сыпки с хорошим ее уплотнением не менее 0,6 м над верхом конст­ рукции. При высоте засьишки над трубой более 1 м возможен про­ пуск над сооружением всех видов строительный машин.

Отсыпая и уплотняя боковые призмы грунта, нужно контроли­ ровать поперечные деформации трубы (уменьшение горизонтально­ го и увеличение вертикального диаметров ее отверстия). Во избе­ жание сплющивания конструкции от действия горизонтальных нагрузок эти деформации не должны превышать величин, соответ­ ствующих упругой стадии работы материала трубы. Поперечные деформации в процессе отсыпки боковых призм при необходимости можно уменьшить, удаляя пути движения грунтоуплотняющих ма­ шин от возводимой конструкции или устанавливая внутри трубы временные распорки. Уплотняя боковые призмы у труб больших от­ верстий, принимают меры к предотвращению возможной деформа­ ции стенки. Так, уложенная вдоль трубы железобетонная (см. рис. 15,6) балка обеспечивает распределение по длине сосредото­ ченных временных нагрузок от строительных машин, перемещаю­ щих и уплотняющих грунт.

На строительстве металлических гофрированных труб нужен особо строгий контроль за производством работ. Так, в США инже­ нер строительной фирмы обязательно присутствует при монтаже и засыпке трубы и имеет полномочия согласовать выбор грунта и ме­ тоды засыпки..

Необходимое число проходов и скорости машин для уплотнения грунтов оптимальной влажности с толщиной слоя 15—'20 см при­ нимают по соответствующим нормам [17]. При уплотнении грунта

97

засыпки гружеными автомобилями-самосвалами грузоподъемно­ стью 5—7 Т можно руководствоваться следующими данными:

точность уплотнения 'Грунта по принятым исходным данным 1 (толщи­ на слоя, количество проходов по одному следу и влажность грунта), то небожодимо пробное уплотнение грунта засыпки. С этой целью отсыпают опытный слой грунта размером в плане не менее 40Х; Ю м и толщиной 16—20 см. (После уплотнения опытного слоя из среднен по его высоте части извлекают плотномером-влагомером Н. П. Ко­ валева не менее пяти проб и устанавливают достигнутую степень уплотнения грунта. Максимальную стандартную плотность опреде­ ляют заранее в лабораторных условиях по методу стандартного уплотнения для образцов грунта, намеченного к использованию при засьшке труб и взятого в местах расположения карьеров, резервов и выемок. По результатам (пробного уплотнения уточняют количе­ ство шроходов грунтоу.плотняющей машины по одному следу, а т а к ­

только дренирующие талые грунты, предотвращая при этом попа­ дание в тело засыпки комьев, прослоек снега и льда.

В период организации работ по возведению земляного полотна иногда до засыпки трубы возникает необходимость пропуска строи­ тельных машин через смонтированные трубы. <В таком случае от­ дельный участок трубы все ж е надо засыпать на определенную вы­

98

§ 15. ОПЫТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ПОД НАСЫПЯМИ

Опытное строительство гофрированных водопропускных труб осуществлено на двух железнодорожных линиях — •в Западной Сибири и Забайкалье. Цели опытного строительства —

возведение труб в сжатые сроки на труднодоступном участке желез­ нодорожной линии, сооружаемой в Западной Сибири, а также от­ работка технологии устройства оснований и засыпки труб в тяже­ лых гидрогеологических и климатических условиях Северной стро­ ительно-климатической зоны на обеих линиях и выявление техникоэкономических показателей труб из волнистой стали.

На железнодорожной линии, сооружаемой в Западной Сибири, построены гофрированные водопропускные трубы отверстием 1,86 м по проекту Ленгипротрансмоста 1963 ir. при высотах насыпи от 2,4 до 8 м. Начато строительство труб по проекту Ленгипротрансмоста 1970 г. Основания в местах расположения труб сложены водонасыщениыми суглинками, глинами и мелкозернистыми пылеватыми песками. Широко распространены болотные образования и торфы. Грунтовые воды встречаются на глубине 4,8—2,5 м, а на заболочен­ ных участках на глубине 0—4,2 м. Большинство труб этой линии пропускают водотоки, питающиеся за счет дренирования болотных, массивов. По данным Сибгипротранса и ЦНИИСа эти воды имеют высокую коррозионную активность по отношению к стали.

На железнодорожной линии Забайкалья в июле-августе 1972 г. смонтированы трубы отверстием 1,5 и 2X1,5 м по проекту Ленги­ протрансмоста 1970 г. при высотах насыпей 2—5 м; основания в ме­ стах расположения труб сложены преимущественно суглинками и супесями, зачастую с примесями дресвы, щебня, глыб и валунов. Во многих случаях грунты с глубины 0,5—4,0 м мерзлые. По'даннымМосгипротраиса, степень коррозионной активности грунтов (соглас­ но методам оценки, изложенным в ВСН 176-71) низкая, а поверхно­ стных вод — средняя.

кам труб предусмотрены противофильтрационные экраны из глинощебеночной смеси: на железнодорожной линии Западной Сибири их длина 2,0 и глубина 0,4 м, на линии Забайкалья—соответствен­ но 1,0 и 0,9 м.

Конструкция примененных опытных труб Ленгипротрансмоста 1970 г. состоит из волнистых листов толщиной 2,0 и 2,6 мм с гофра­ ми 130X32,5 мм, соединяемых на болтах диаметром 16 мм (см. § 5). Конструкции изготавливал Мышегский завод Главстро-йпрома. Ос­ новное защитное покрытие труб—-оцинковка толщиной не менее 80 мм; дополнительное защитное покрытие наружной поверхности —

99'