Главная → Статьи

Типы укреплений подходов и регуляционных сооружении

В общем комплексе содержания и ремонта мостов за подходами и регуляционным сооружением требуется особо тщательный надзор, уход и своевременный ремонт, так как в результате воздействия ледохода, высоких паводковых и ливневых вод могут образоваться серьезные повреждения — подмывы, размывы и оползание откосов насыпей, струенаправляющих дамб и берм, а также просадки земляного полотна и разрушения дорожной одежды на подходах. Повреждения элементов мостового перехода в отдельных случаях могут привести к перерыву движения автомобильного транспорта по дороге.

Особое внимание нужно уделять подходам к мостам и регуляционным сооружениям на водотоках с большими скоростями течения, высокими паводками и сильными ледоходами, а также на реках, где насыпи подходов и регуляционных сооружений подвержены ударам волн.

Подходы к постоянным мостам устраивают в большинстве случаев в виде незатопляемых земляных насыпей на поймах рек или в русле для блуждающих беспойменных рек. У временных низководных мостов, а также у мостов на дорогах низких категорий в особых случаях допускается устройство периодически затопляемых подходов.

Необходимым и эффективным мероприятием, обеспечивающим устойчивость земляного полотна подходов и насыпей регуляционных сооружений, является укрепление откосов и конусов, которое защищает их от размыва атмосферными осадками. Кроме того, разрушение подтопляемых конусов и откосов может быть вызвано воздействиями ветровых и судовых волн, течением речных вод вдоль насыпи, периодическими колебаниями длительного подтопления, воздействием фильтрующих вод, ледоходом и корчеходом.

Способ укрепления откосов и конусов предусматривают с учетом условий сооружения земляного полотна, подходов и регуляционных сооружений и возможного воздействия на них природных факторов в процессе эксплуатации моста.

Конструкцию креплений выбирают исходя из следующих основных факторов: конструкция, материал креплений и способ производства работ должны обеспечивать прочность и надежность сооружения; сумма строительных и эксплуатационных затрат должна быть наименьшей; укрепительные устройства по возможности должны предусматриваться из местных материалов; строительные работы, как правило, должны быть механизированными и выполняемыми в сжатые сроки. При выборе типа укрепления учитывают также вид укрепляемого сооружения, род грунтов, из которых сложено сооружение и его основание, местные климатические, топографические и гидрологические условия.

Основным типом укрепления не подтопляемых откосов насыпей подходов является посев многолетних трав, обеспечивающий быстрое создание на откосе дернового покрова и надежное закрепление грунта корневой системой трав. Назначение посева — предохранить откосы земляного полотна от разрушающего действия дождевых и талых вод, ветра и температурных воздействий. Если грунт откосов не может служить благоприятной средой для произрастания трав (пригодные для засева травами грунты содержат не менее 1,5% гумуса), откосы покрывают растительным грунтом, слоем 10—15 см. Несмотря на относительно невысокую стоимость, травосеяние не всегда эффективно, так как развитие корневой системы трав с образованием дерна происходит в течение одного-двух лет, а иногда и больше. А в этот период в результате обильного снеготаяния и интенсивных ливней происходят смывы грунта с укрепляемой поверхности.

Другой способ укрепления откосов — это одерновка, т. е. укладка на откос свежесрезанного лугового дерна. Сплошная одерновка применяется для откосов насыпей, конусов и берм, периодических подтопляемых на короткий период времени при высоте волн не больше 0,2 м и скорости течения воды до 1 м/с, а также для откосов мокрых выемок на подходах к мостам. Толщину дерна принимают от 0,06 до 0,12 м в зависимости от качества его и глубины залегания корней, а толщину — 0,25X0,4; 0,3X0,5 и 0,7X0,7 м.

Укладывают дернины горизонтальными рядами, начиная снизу от подошвы откоса к бровкам насыпей сразу по всей его длине с перевязкой швов. Закрепляют дерн деревянными спицами (кольями) длиной 25—30 см, шириной 2—2,5 см. Спицы забивают на расстоянии 5—6 см от края дернины, по углам ее и вдоль краев на расстоянии 5—6 см от края дернины и не больше 40 см друг от друга (рис. 134, а). Лучшее время для производства работ — ранняя весна (после оттаивания почвенного слоя) и осень, а также дождливые периоды лета.

Рис. 134. Укрепление откосов дерновкой:
1 — проезжая часть дороги; 2 — деревянные спицы длиной 0,25—0,3 м и сечением – 0,025X 0,025 м; 3 — травяной засев в клетке; 4 — ленточный дерн шириной 0,25 м; 5 — штучный дери

Рис. 135. Укрепление откосов каменной наброской:
1 — тюфяк; 2 — горная масса с камнями;

Одерновку в клетку применяют для укрепления откосов не подтопляемых насыпей и выемок крутизной не больше 1 : 1,5 при незначительных площадях укрепления (вследствие трудоемкости работ) и наличии дерна в районе работ. Размеры клеток обычно принимают не больше 1,5X1,5 м (рис. 134,6). Клетки заполняют растительной землей заподлицо-с лентой и засевают травами. Для устройства клеток применяют дерновые ленты толщиной 0,06— 0,1 м шириной 0,25 м и длиной 2—3 м или штучные дернины шириной 0,2—0,3 м и длиной 0,3—0,5 м. Дерновые ленты укладывают на откосе по двум взаимно перпендикулярным направлениям под углом 45° к горизонтали поверхности откоса.

Вдоль бровки насыпи укладывают одну дерновую ленту, а подошву откоса насыпи и выемки укрепляют тремя лентами (см. рис. 134,а).

В районах, где климатические и почвенные условия не позволяют укреплять откосы посевом трав и укладкой дерна, откосы насыпей защищают от выдувания ветром и дождевой воды, обрабатывая грунт вяжущими материалами — битумом, цементом, глинобетоном или же гравийно-щебеночными материалами, обработанными органическими вяжущими.

Каменную наброску на откосах и конусах подходов и регуляционных сооружений устраивают для защиты откосов от размыва и подмыва текущей водой и разрушающего воздействия волн. Каменная наброска (рис. 135) благодаря простоте, надежности и долговечности — распространенный тип крепления земляных откосов как на подходах к мостам, так и берегов рек, озер, водохранилищ, плотин и дамб обвалования и других земляных гидротехнических сооружений. Для крепления применяют камень рваный или колотый, плитчатый, изверженных метаморфических и осадочных пород, не имеющих признаков выветривания. Марку камня по прочности и морозостойкости устанавливают по СНиП с учетом условий работы и климатических данных района. Крупность камней и толщину слоя наброски определяют в зависимости от высоты и длины волны, крутизны укрепляемого откоса и объемной массы камня. Для наброски применяют несортированный камень — горную массу, содержащую более 50% камней.

Основные достоинства крепления земляных откосов каменной наброски следующие:
– возможность механизации работ (если не предполагается устройство обратного фильтра — подготовки) в любых метеорологических условиях и без применения фондируемых дефицитных материалов;
– возможность производить каменную наброску непосредственно в воду даже при нарастании уровня паводка или при волновых воздействиях;
– долговечность и устойчивость используемых материалов (в условиях резкого изменения температуры) против истирания наносами и размыва при больших скоростях воды;
– гибкость кладки и малая чувствительность к просадкам, так как при подмыве основания каменная наброска самопроизвольно обрушивается (опускается), прекращая дальнейший размыв;
– простота ремонта и возможность восстановления поврежденных участков крепления в период проходящего паводка или волновых воздействий.

Если возможен интенсивный размыв водой от постоянного или периодического подтопления подходов к мостам и регуляционных сооружений, рекомендуется откосы крепить заранее изготовленными бетонными или железобетонными плитами, а в определенных условиях плитами из монолитного железобетона.

Бетонные плиты применяют при высоте волн до 1,2 м и слабом ледоходе. Их изготавливают из гидротехнического бетона М-200, который по водонепроницаемости и морозостойкости с учетом климатических условий строительства должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4795—68. Кроме того, бетон должен быть стойким против агрессивного действия воды, в которой находится плита.

Перед укладкой бетонных плит устраивают подошвы откоса упорную призму (берму) из камня или бетонный упор (рис. 136), а при укреплении подтопленного откоса отсыпают на период строительства берму из камня до отметки на 0,25 м над уровнем воды.

Железобетонные плиты сборного укрепления (рис. 137) на мостовых переходах применяют (см. табл. 37) для защиты откосов постоянно или периодически подтопляемых насыпей, конусов и регуляционных сооружений, подверженных действию ветровых волн высотой до 1,7 м. Плиты изготавливают из гидротехнического бетона М-200 с двумя сварными сетками, располагая рабочую арматуру перпендикулярно урезу воды (рис. 138). В плитах толщиной 15 см арматуру принимают из горячекатаной стали класса A-I, а в плитах толщиной 20 см — класса A-I и A-II. Для подъема плит предусматривают четыре монтажных петли.

Рис. 136. Укрепление откосов бетонными плитами

Рис. 137. Сборное железобетонное укрепление откосов из плит:
1 – железобетонные плиты, уложенные на обратный фильтр; 2 – упор из монолитного бетона; 3 – упорная каменная призма; 4 – слой гравия (щебня) толщиной 15 см; 5 — слой крупнозернистого песка толщиной 10 см; 6 — шарнирные соединения

После укладки на откос отдельные плиты омоноличивают в карты, размеры которых устанавливают проектом. Между картами устраивают температурно-осадочные швы на ленточном фильтре.

Монолитное железобетонное покрытие из плит предназначают для защиты откосов постоянно или периодически подтопляемых насыпей, подверженных действию ветровых волн высотой до 2,5 м (см. табл. 37). Плиты изготавливают из гидротехнического бетона М-200 и армируют то же двумя сетками из стали класса A-I и A-II. Располагают плиты на слой гравия и щебня толщиной 15 см, под швами укладывают железобетонные доски шириной 30 СМ, толщиной 7—10 см, покрытые битумными. Между собой плиты соединяют арматурными стержнями. В швы между плитами укладывают сосновые доски толщиной 2 см, пропитанные креозотом. Укрепление откосов насыпей монолитным покрытием из железобетонных плит допускается только после стабилизации насыпей. Такое укрепление применяют для насыпей из песков граве-листых, крупных, средней крупности и мелких, средней плотности в естественном залегании или намытых способом гидромеханизации, а также из песков пылеватых плотных.

Рис. 138. Армирование железобетонной плиты толщиной 20 и 15 см

Укрепление асфальтобетонными плитами в настоящее время рекомендуется для опытного применения для защиты откосов подтопляемых насыпей подходов от текущей воды и волнобоя при толщине льда не больше 0,4 см и отсутствии в водном потоке крупноблочных материалов, истирающих битумные плиты. Размер плит—1X1X0,06 (рис. 139); 3,9X2,9X0,1 и 3,9X1,4X0,1 м. Их армируют сварными сетками из холоднотянутой проволоки марки Ст. 3 диаметром 3 и 5 мм. Для плиты надо применять асфальтобетон высокой прочности, водостойкости, морозостойкости и теплостойкости, а изготавливать их в заводских условиях. Асфальтобетонные плиты нужно укладывать на спланированное и уплотненное основание с щебеночной или гравийной подготовкой.

Для защиты откосов насыпей подходов к мостам, конусов (рис. 140,а), а также берегов рек (рис. 140,6) от воздействия быстро и бурно текущей воды, несущей большое количество наносов, широко применяют габионные укрепления в любых климатических условиях при плотных грунтах основания (см. табл. 37). Материалом габионной одежды служит гибкая проволока диаметром 2—4,2 мм для плетения сетки и диаметром 6—8 мм для устройства каркаса. Иногда габионы делают без каркаса в виде проволочного мешка. В неагрессивной среде срок службы габиона из оцинкованной проволоки 8—12 лет, а из неоцинкованной — от 3 до 5 лет. А за этот период габионная кладка обычно настолько уплотняется и калматируется, что потребность в ней отпадает.

Рис. 139. Армирование асфальтобетонной плиты толщиной 6 см:
1 — арматурная проволочная сетка; 2 — монтажные петли

Рис. 140. Габиониая кладка

Лицевые камни должны быть более крупными и выступать из ячеек габиона. Соединяют габионы между собой вязальной отожженной проволокой диаметром 3 мм. Под габионную кладку рекоменду- -ется устраивать щебеночную или гравийную подготовку толщиной 20—40 см. Нижние габионы закрепляют забитыми в землю по углам стержнями (жезлами) диаметром по 16—19 мм.

Габионы различают трех видов — тюфяки, ящики прямоугольные (см. рис. 140,в) и цилиндрические (см. рис. 140,г). Защитные стенки в подводной части откоса устраивает из габионных прямоугольных ящиков. Габионные тюфяки, отличающиеся от этих ящиков меньшей высотой (0,25—0,5 м), используют в качестве одежды откосов и основания стенок габионной кладки. Цилиндрические габионы применяют редко и обычно в тех случаях, когда быстрое течение воды в реке не позволяет правильно уложить габионы.

Для укрепления откосов насыпей в бесснежных и малоснежных районах часто применяют плетневое прорастающее укрепление (рис. 141), а также хворостяные прорастающие выстилки (рис. 142,а). Прорастающие плетни более устойчивы против размывающего действия потока и раньше других видов посадок начинают проявлять свои гидротехнические свойства. Хворостяная прорастающая выстилка — временный тип укрепления и в комбинациях с посадками применяется в случаях, когда до прорастания откос не может быть оставлен без укрепления.

Рис. 141. Плетневое прорастающее укрепление

Рис. 142. Укрепление откоса хворостяной выстилкой:
1 — хворостяные канаты; 2 — прижимные жер^и; 3 — двойные спицы

Для облегчения условий работы струенаправляющих сооружений и защиты земляного полотна от размыва, действия волн, а также для борьбы с размывами берегов и отложением наносов применяют лесонасаждения преимущественно в виде древовидных и кустарниковых пород ивы, которые высаживают черенками, кольями или прутьями. Большое преимущество таких лесонасаждений перед другими видами укреплений — долговечность и экономичность при незначительных трудовых затратах. Посадки кустарника и деревьев у верховых откосов насыпей подходов к мостам снижают высоту волн водотока на 50—70 см. Произрастанию посадок в этом случае мешают большие скорости течения пароход льдин, поэтому посадки с верховой стороны насыпи целесообразны лишь в том случае, если они приживаются.

Мощение камнем как способ укрепления подтопляемых откосов в настоящее время не имеет особого распространения из-за трудоемкости и необходимости выполнять основную часть работы вручную. Этот способ применяют главным образом при ремонтных работах небольшого объема. Камни, обычно размером 15—см, кладут снизу вверх и по откосу горизонтальными рядами на слон мха, соломы или песка толщиной 5—10 см или слой щебня или гравия, толщиной 10—15 см. У подошвы откоса устраивают упорную берму шириной не меньше 1 м из более крупного камня.

Рис. 143. Укрепление фашинами:
1 — фашинные канаты; 2 — ивовые колья толщиной 6—7 см; 3 — двухкомельные фашины; 4 — сваи – козули диаметром 6—7 см; 5 — жерди диаметром 8—10 см

В отдельных случаях, в частности при незавершенном укреплении откоса подходов или конусов постоянным типом креплений, а также при срочном ремонте отдельных участков откосов, когда невозможно сделать постоянное крепление, прибегают к временной защите откосов и конусов.

Таким мероприятием может служить, например, кладка легкими фашинами в стенку (рис. 143,а), защищающая от размыва подтопляемые откосы и берега при скоростях течения, превышающие допускаемые для данных грунтов. Укрепляя откос, вначале у подошвы откоса укладывают горизонтально поперек откоса первый ряд фашин с незначительным запуском комлей в откос. Для связи между фашинами вдоль откоса располагают фашинные канаты, которые насквозь прошивают ивовыми кольями. Потом аналогичным способом укладывают все последующие ряды. Промежутки между рядами фашин по мере кладки заполняют камнем, щебнем или местным неразмываемым грунтом с плотной трамбовкой. К недостаткам такой фашинной кладки следует отнести малый срок службы в зоне переменного увлажнения, большая трудоемкость и сравнительно высокая стоимость.

В зоне периодического подтопления откосов может быть применен и другой тип временного укрепления — устройство фашиннои кладки плашмя (рис. 143,6). Для фашин рекомендуется гибкий свежесрубленный хворост. Укладываемые фашины перевязывают вицами, проволокой или просмоленной веревкой. Фашины плашмя в виде тюфяков располагают продольной осью или параллельно иНии ската откоса, или перпендикулярно к нему с пришивкои их • откосу ивовыми кольями.

К в качестве временного укрепления откосов земляного полотна подходов к мосту для защиты от размыва или периодическом их подтоплении, а также для укрепления откосов свежеотсыпанных насыпей, не имеющих еще постоянных укреплений, часто укла-пывают хворостяные выстилки в районах богатых хворостом. Закрепляют выстилку на откосе тонкими жердями (рис. 142,6) или же хворостяными канатами с двойными спицами (рис. 142,в). Жерди прикрепляют к конусу кольями-вилками длиной не меньше 1 м. Хворостяную выстилку на откосах делают с противопожарными разрывами шириной 2 м через каждые 50 м.

В настоящее время для укрепления откосов насыпей и конусов в Японии и откосов глубоких выемок в Болгарии получили распространение сборные решетчатые железобетонные конструкции.

В нашей стране на автомобильных дорогах применен новый тип укрепления конусов и откосов земляного полотна. Решетчатые конструкции этого типа укреплений, разработанные в Союздорнии и Союздорпроекте, состоят из сборных железобетонных и армированных цементогрунтовых элементов, которые после соединения в стыках образуют на поверхности откоса (конуса) решетку с ячейками (рис. 144). В поверхностных слоях откоса (конуса) конструкцию закрепляют металлическими штырями или железобетонными сваями, которые забивают в узлах стыков.

Сборные решетчатые конструкции укладывают параллельно горизонтали или под углом 45° к ней. У подошвы откоса насыпи укладывают бетонный или железобетонный упор, который воспринимает сдвигающие усилия от собственного веса решетчатой конструкции. Упоры делают монолитными сечением 30X40 см или сборными из блоков 30X40X250 см. Элементы решеток имеют сечение от 5ХЮ до 10X20 см. Металлические штыри изготавливают из арматуры периодического профиля диаметром 20— 30 мм. Круглые железобетонные сваи имеют диаметр 30—80 мм.

Длину штырей и свай назначают с учетом глубины промерзания, скорости течения и высоты волн с набегом, но не меньше 0,5 и не больше 1,5 м. Для объединения элементов сборных решетчатых креплений разработаны типы жестких замковых соединений и гибкое соединение с помощью арматурных петель.

Рис. 144. Решетчатые железобетонные конструкции на откосе насыпи

Ячейки решетчатых конструкций имеют размеры в свету lxi 1,5X1,5 и 2X2 м. Для их заполнения применяют местный морозостойкий (непучинистый) грунт с последующим посевом трав-песчано-гравийные смеси; щебень размером 40—70 мм, каменную наброску с размером камня 50—10 мм, песчаный асфальтобетон монолитный цементобетон. Для повышения морозостойкости бетона сборных решетчатых конструкций рекомендуются воздухо-вовлекающие и пластифицированные поверхностно-активные добавки. При определенных гидрологических условиях сборные решетчатые конструкции могут оказаться рациональными в сочетании с существующими другими способами укрепления откосов насыпей и конусов.

Для защиты подтопляемых откосов насыпей автомобильных и железных дорог, берегов рек и каналов ЦНИИС предложил конструкцию гибких железобетонных4 покрытий, которая может заменять такие типы укреплений, как каменная наброска, хворостяные тюфяки и мелкие бетонные плитки, а в отдельных случаях и железобетонные плиты (толщиной до 10 см). Гибкое железобетонное покрытие толщиной 5 см состоит из отдельных плит размером в плане 7,5X2,6 м с выпусками арматуры для стыкования между собой и подъема. Плиты соединяют в карты необходимой длины и ширины. Гибкость покрытия достигается членением его при изготовлении на более мелкие плитки размером в плане 75X30 см, которые соединены между собой арматурной проволочной сеткой, образуя пластичный шарнир. Пластичный шарнир представляет собой участок арматуры длиной 100 мм, заключенный в полиэтиленовую оболочку толщиной 2 мм; которая защищает сталь от коррозии. Между плитками имеются сквозные щели шириной 0,5—1 мм, через которые покрытие способно пропускать воду (фильтрующий поток) из грунта откоса, одновременно обеспечивая грунтонепроницаемость конструкции.

Плиты предусмотрено изготовлять на заводах железобетонных конструкций в металлических формах с обязательным уплотнением бетонной смеси виброрейками и на вибростолах с последующей тепловлажностной обработкой. Бетон плит М-400.

На подтопляемых откосах рекомендуется гибкое железобетонное покрытие укладывать на слой щебеночной подготовки.

1. Полезная статья.

   — василий · авг 23, 05:56 · #

Ваш отзыв