Заливка оголовков водопропускных труб своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Водопропускные трубы под насыпями на автомобильных дорогах составляют около половины всех искусственных сооружений, причем они являются наиболее распространенными дорожными сооружениями: на 1 км дороги их количество составляет 1,0. 1,4.

Трубы располагают в самых низких местах дороги, которые на продольном профиле определяются наименьшей отметкой земли. Выбор места сооружения трубы зависит от очертания тальвега (русла) в месте пересечения его автомобильной дорогой.

Область применения труб — малые водотоки, действующие главным образом периодически (при выпадении дождей, таянии снегов и т. п.). Диаметр отверстия трубы не превышает 6 м, но в большинстве случаев используются трубы с диаметром отверстия до 2 м.

По сравнению с малыми мостами трубы для тех же расходов воды дешевле и проще в эксплуатации. Располагаясь в нижней части насыпи, трубы не изменяют условий движения транспортных средств и сами малочувствительны к нагрузке.

Трубы иногда применяют для прокладки местных дорог через насыпь, а также в качестве коллекторов для инженерных коммуникаций, скотопрогонов, пешеходных тоннелей.

Трубы бывают железобетонные, бетонные и металлические. В настоящее время повсеместно применяются сборные железобетонные трубы.

По режиму работы различают трубы напорные, полунапорные и безнапорные. Для предотвращения аккумуляции воды у насыпи и ее размыва трубы в основном проектируют и строят безнапорными (рис. 4.8).

Основными конструктивными элементами трубы являются ее тело, фундамент, входной и выходной оголовки.

Тело трубы предназначено для восприятия внешних нагрузок, а также для формирования необходимого отверстия. Оголовки осуществляют сопряжение отделки с откосами земляного полотна и вместе с тем улучшают условия протекания воды. Оголовки, расположенные с верховой стороны трубы, называются входными, а с низовой стороны — выходными. Фундаменты отделки и оголовка воспринимают передаваемое на них давление и обеспечивают необходимую надежность грунтового основания под трубой.

Водопропускная способность безнапорных труб невелика: круглые трубы отверстием до 2 м могут пропустить расход воды до 12,5 м3/с, прямоугольные трубы сечением 6x3 м — до 63 м3/с.

Для безнапорного режима характерно протекание воды без заполнения отверстия трубы даже в том случае, когда перед насыпью горизонт воды расположен на уровне верха трубы или немного выше.

По форме поперечного сечения водопропускные трубы могут быть круглыми, прямоугольными и сложных сечений: овальными, арочными, круглыми с плоской подошвой, а по количеству отверстий в одном сооружении — одно-, двух- и многоочковыми. Очертание и форму поперечного сечения труб принимают на основании гидравлического расчета при протекании потока с такой скоростью, которая бы не размывала насыпь и грунт тальвега перед трубой и на выходе за ней. Безнапорные трубы выполняют любых поперечных сечений (рис. 4.9).

В целях регулирования водного потока, обеспечения плавности его протекания и предотвращения продольных смещений (растяжений) элементов трубы при оползаниях откосов насыпи входные и выходные участки трубы оборудуются оголовками. По конструкции оголовки бывают раструбные, коридорные и портальные (рис. 4.10). Наиболее простыми по конструкции являются портальные оголовки, выполняемые в виде подпорной стенки. Портальные оголовки не обеспечивают плавного протекания воды, вследствие чего их применяют при малых расходах воды.

Раструбные оголовки имеют портальную стенку и откосные крылья переменной высоты, расположенные под углом 17. 20° к оси трубы. Коридорные оголовки состоят из портальной стенки и откосных крыльев постоянной высоты, установленных параллельно друг другу.

В настоящее время разработаны трубы круглого поперечного сечения с диаметром отверстия до 2 м без входного и выходного оголовков (рис. 4.11). Для повышения водопропускной способности трубы предусматривается размещение на ее входном участке горизонтальной, криволинейной или наклонной диафрагм. Звенья трубы располагаются по всей ширине подошвы насыпи.

Во избежание опасной фильтрации, разжижения и выноса грунта насыпи нельзя допускать просачивания воды из трубы в насыпь. Лучше всего это обеспечила бы непрерывная конструкция трубы. Однако такая труба со временем изогнулась бы по длине и поломалась от неравномерной осадки основания. В средней части насыпи давление, а значит и осадка, наибольшие, а по краям, под откосами — наименьшие. Поэтому для сохранности трубу заранее расчленяют поперечными швами на секции и звенья, которые могут проседать самостоятельно, не раскрывая швов между звеньями и секциями.

По длине трубу независимо от типа оголовка составляют из однотипных секций, располагая их раструбом к входному оголовку (рис. 4.12). При соединении секций гладкий конец одной секции вводят в раструбное уширение другой, а образующийся зазор герметизируют.

За последнее время на автомобильных дорогах нашли широкое применение сборные железобетонные цилиндрические трубы с длинноразмерными звеньями, длина которых составляет 3,5 м и 5,0 м. Типовые звенья труб изготавливают диаметром 1,0; 1,2; 1,4 и 1,6 м.

Для обеспечения плавного въезда на мост или путепровод и съезда с него применяют переходные плиты (рис. 4.13).

Прямоугольные трубы в связи с их большой пропускной способностью применяются под насыпями высотой до 20 м как на периодически действующих, так и на малых постоянных водотоках. В случае необходимости эти трубы служат мостом для скота или диких животных на путях их миграции. В практике дорожного строительства наряду с цельноблочными секциями отверстиями 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 м используются прямоугольные трубы, состоящие из блоков: двух стеновых, лоткового и блока перекрытия (рис. 4.14), а также трубы из плитных элементов (рис. 4.15).

Прямоугольные трубы устраивают обычно с оголовками раструбного и коридорного типов; портальные оголовки применяются редко.

Трубы под насыпями высотой 12 м и менее следует укладывать со строительным подъемом (по лотку), равным

• b = Н/80 — при фундаментах на песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания;

• b = H/60 — при фундаментах на глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания;

• b = H/40 — при грунтовых подушках из песчано-гравелистой или песчано-щебеночной смеси.

Отметки лотка входного оголовка (или входной секции) трубы следует назначать так, чтобы они были выше отметок среднего звена трубы как до, так и после проявления осадки. Профиль лотка трубы образуется ломаной, вписанной в дугу круга (с учетом строительного подъема).

Для равномерной передачи давления на основание, а также во избежание пучения при замерзании грунта фундаменты оголовков закладывают на 0,25 м ниже глубины промерзания.

Способ опирания труб оказывает большое влияние на величину усилий от давления грунта. В зависимости от грунтовых условий принимаются следующие способы опирания звеньев железобетонных труб:

• на слой уплотненного грунта;

• на грунтовую подушку;

• на сборные или монолитные железобетонные фундаменты;

• на подушку свайного ростверка.

При крупнообломочных, фавелистых и крупнопесчаных грунтах основания, для которых условное сопротивление R = 250 кПа, допускается укладка секций круглых железобетонных труб непосредственно на естественный грунт без устройства специальной подушки. Основание при этом уплотняют на глубину не менее 0,4 м. Если величина условного сопротивления грунта основания не превышает 150 кПа, то рекомендуется укладывать трубы на бетонный или железобетонный фундамент. Для круглых труб фундамент имеет лоток с углом охвата а = 90. 120°.

Ha свайное основание опирают трубы в слабых грунтах (торфы, плывуны илистые или болотистые грунты), для которых величина условного сопротивления не превышает 100 кПа. Сваи объединяют монолитным ростверком толщиной не менее 300 мм. Для круглых труб в подушке ростверка устраивают ложе с углом охвата а = 120°.

В процессе строительства трубы выполняют следующие геодезические работы: проверка положения оси трубы в плане; проверка положения оси трубы в продольном профиле, проверка по ходу положения контура котлована под оголовки; определение отметок дна котлована под фундамент трубы; проверка по ходу работ положения в плане и по высоте элементов трубы. Знаки, закрепительные столбы и высотные реперы устанавливают так, чтобы была обеспечена их сохранность на все время строительства.

Котлованы под трубы в несвязных грунтах разрабатывают до проектной отметки, а в связных — ниже проектной отметки на 0,1. 0,2 м. В слабых песчаных грунтах, а также при мокрых глинистых грунтах дно котлована должно уплотняться с обязательным втрамбовыванием слоя щебня толщиной не менее 10 см.

Котлован необходимо разрабатывать, как правило, непосредственно перед устройством песчано-гравийной подушки. В случае расположения трубы на склонах их естественные поверхности в местах размещения котлована должны быть по возможности выровнены до одинаковых отметок с обеих сторон котлована на ширину, необходимую для прохода монтажного крана.

Если котлован устраивается в теле насыпи существующего земляного полотна, то должно быть предусмотрено специальное крепление, поддерживающее насыпь и гарантирующее полную безопасность движения транспортных средств, или же откосам должно быть придано заложение, обеспечивающее их естественную устойчивость.

Грунт из котлована следует удалять в отвал на такое расстояние, чтобы на всех этапах работ не возникало опасения обрушения стенок котлована и препятствий для передвижения строительных машин. Зачистка дна котлована перед устройством подушки выполняется ручными инструментами.

В законченном котловане, если позволяет рельеф местности, должны быть устроены водоотводные канавы для удаления из него воды. При неблагоприятном рельефе или затоплении котлована необходимо принять меры по откачке воды из водосборных колодцев, дно которых располагается ниже уровня подошвы котлована.

Грунт для песчано-гравийной подушки, укладываемый в котлован, необходимо разравнивать горизонтальными слоями толщиной не менее 15 см и тщательно уплотнять механическими трамбовками. По оси трубы с круглыми звеньями при помощи специальных трамбовок с криволинейной контактной поверхностью устраивают спрофилированный лоток по дуге окружности, соответствующей величине наружного диаметра звена.

Продольный профиль лотка песчано-гравийной (песчано-щебеночной) подушки должен иметь форму дуги окружности, вписанной в кривую строительного подъема. Плиты прямоугольных труб укладывают на щебеночную (гравийную) подушку толщиной не менее 30 см с тщательным выравниванием ее (втрамбовыванием в грунт основания котлована).

В первую очередь, как правило, монтируются блоки выходного оголовка. После установки всех элементов оголовка приступают к монтажу звеньев труб. Звенья безфундаментных круглых труб укладывают на подготовленную гравийно-песчаную подушку. С обеих сторон спланированного лотка до начала засыпки трубы грунт должен быть тщательно уплотнен в целях создания плотного контакта звеньев с грунтовым основанием.

При укладке трубы вызывает опасение проникновение воды со стороны насыпи. Выщелачивая раствор, эта вода разрушает кладку извне, что в дальнейшем невозможно предотвратить без сложного переустройства. Поэтому звенья трубы покрывают снаружи (со стороны насыпи) гидроизолирующим материалом. В настоящее время применяют оклеенную или обмазочную гидроизоляцию. Порядок нанесения изолирующих слоев для каждого типа гидроизоляции приведен на рис. 4.16, 4.17. Для этого швы между секциями и звеньями, а также между звеньями и оголовками плотно забивают паклей, пропитанной битумом, или другим упругим гидроизоляционным материалом.

Конструктивно гидроизоляция состоит из следующих элементов:

• защитный слой из цементного раствора толщиной 30 мм;

• отделочный слой из горячей мастики толщиной 1,5. 3,0 мм;

• горячая асбестобитумная мастика толщиной 1,5. 3,0 мм;

Техника безопасности при производстве работ по устройству обмазочной, мастичной и оклеенной гидроизоляции обеспечивается при выполнении определенных требований:

• битумоварочные котлы должны быть исправными, без трещин, с кирпичной обмуровкой толщиной не менее 0,25 м. Котел должен иметь плотную крышку, подвешенную на канате с противовесом. Во время работы котел должен быть обязательно закрыт;

• загрузку котла битумом следует производить со стороны, противоположной топке, и только на 3/4 его емкости;

• нельзя загружать в котел влажные материалы, так как масса сильно вспенится, перельется через край и воспламенится. Особенно опасно попадание в котел воды. При варке битума металлические дверцы топок должны быть закрыты;

• мастика из битума должна нагреваться до температуры не выше 190 °С, причем нельзя допускать перелива пены через край котла. Нагрев должен контролироваться термометром со шкалой, градуированной не менее чем на 250 °С;

• заливать водой горящий битум запрещается;

• котлы следует очищать от остатка материалов;

• при смешивании битума с асбестом, а также при работе с песком разрешается пользоваться только респираторами марок Р-46 или 2000;

• приступая к гидроизоляции, необходимо осмотреть подмости и настилы и убедиться в их исправности, а также проверить, имеется ли полный комплект противопожарных средств;

• горячий битум к месту работ следует подавать только в термосах с герметическими крышками емкостью не более 40 кг. Термосы следует наполнять не более чем на 3/4 их объема. Термосы переносят двое рабочих на специальном коромысле, продетом в проушины из круглого железа диаметром 10. 12 мм;

• запрещается присутствие людей в местах, под которыми производятся гидроизоляционные работы. Производить раскройку гидроизоляции на подмостях не разрешается;

• нельзя выполнять изоляцию в дождливую и жаркую погоду, зимой при температуре ниже -5 °С и при ветре силой 6 баллов;

• производить гидроизоляционные работы с приставных лестниц или отдельно уложенных досок запрещается;

• законченные участки гидроизоляции следует ограждать.

Важной частью труб является лоток с продольным уклоном по направлению течения воды внутри трубы. Необходимо также укреплять русло и нижнюю часть откосов насыпи на подходе и выходе из трубы. Существует несколько способов укрепления: монолитным бетоном, одиночным мощением и сборными бетонными плитами. Чаще всего применяют одиночное мощение при наличии местного камня или мелкие бетонные плитки.

Для укрепления используется бетон класса Б20, усиленный металлической сеткой из арматуры класса A-1 (рис. 4.18).

Поверхность укрепления делится на карты размером примерно 2,0х2,0 м асфальтовыми планками размером 3x6x50 см или антисептированными досками. Асфальтовые планки удерживаются в проектном положении металлическими штырями диаметром 16. 18 мм и длиной 250. 300 мм. На асфальтовые планки и на сухари (бетонные бруски толщиной 60 мм) укладывают арматурную сетку с ячейками размером 200х200 мм из арматуры класса А-1 диаметром 6 мм. Поверх арматуры на нижние ряды асфальтовых планок устанавливают такие же верхние планки и связывают их с нижними проволокой. Затем укладывают бетон и уплотняют его виброплощадками. Толщина слоя бетона при укреплении откосов в насыпи и русла входного оголовка должна составлять 80 мм; выходного русла — 120 мм.

Для предотвращения сползания бетона укрепления с откосов насыпи устраивают упор из бетонных блоков размерами 400х500х1500 (2000) мм, установленных по линии откоса насыпи.

Применяют два вида одиночного мощения: на слое щебня толщиной 100 мм и на цементном растворе по щебеночной подготовке. Первый вид мощения используется при небольших скоростях потока (до 5,5 м/с) на дорогах II и III категорий, на сельских дорогах.

При укреплении одиночным мощением на цементном растворе ковер укрепления разбивают на карты 2х2 м с помощью асфальтовых планок или антисептированных досок толщиной 30 мм. Мощение выполняют рваным камнем размером 150. 250 мм. На откосах насыпи ковер укрепления располагают уступами, размеры которых соответствуют размерам карт (рис. 4.19).

При одиночном мощении по слою щебня рваный камень размером не менее 160 мм укладывают по щебеночной подготовке толщиной 100 мм.

Для предотвращения сползания камня с откосов насыпи укрепления предусматривают упор в нижней части откосов. Упор представляет собой канаву размером 500х500 мм с внешним откосом 1:1, заполненную камнем размером 150. 200 мм.

Особого внимания заслуживает сборная металлическая гофрированная конструкция, представляющая собой гибкую структуру замкнутого или арочного типа и состоящая из гофрированных листов заводского изготовления, изогнутых по радиусу ее поперечною сечения и оцинкованных методом горячей оцинковки. Эти конструкции применяются в качестве водопропускных труб, пешеходных авто- и железнодорожных тоннелей, скотопрогонов, путепроводов, хранилищ и т.д.

Соединение листов между собой осуществляется на высокопрочных болтах типа М20. Толщина стальных листов достигает 6 мм, а оптимальный размер гофр составляет 150x50 мм.

Гофрированная труба работает как упругая конструкция с равномерным распределением нагрузки по контуру, где воздействуют только нормальные напряжения, а изгибающие моменты отсутствуют. Благодаря стабилизирующему воздействию грунтовой обсыпки геометрическая форма трубы не меняется, в то же время поперечные гофры допускают ее продольные деформации. Возможные осадки основания из дренирующего материала необходимо компенсировать соответствующим строительным подъемом трубы во время ее укладки.

Металлические гофрированные структуры обладают рядом преимуществ по сравнению с другими видами труб:

• совместная работа металлической гофрированной трубы и грунта засыпки обеспечивает гибкость и высокую прочность конструкции;

• специфика формы трубы и гофрированного металла обеспечивает безопасную работу трубы даже при появлении больших продольных вмятин, что является крайне опасным для жестких бетонных конструкций;

• применение сборных гофрированных элементов позволяет сократить затраты по сравнению с традиционно используемыми материалами;

• монтаж металлических гофрированных элементов не требует применения тяжелой строительной техники. Малая масса и небольшие размеры отдельных листов позволяют использовать даже ручной способ сборки, что сокращает сроки строительства сооружений;

• затраты на содержание подобных конструкций минимальны.

На наружную поверхность трубы после ее сборки наносят два слоя горячего битума. В лотке трубы по периметру дуги окружности с центральным углом 120° укладывают слой асфальтобетона так, чтобы он располагался на 1 см выше вершины гофра. Асфальтобетон предназначен для защиты цинкового покрытия от механических повреждений.

Сооружения в насыпи, искусственно созданные и располагающиеся поперек оси пути, которые служат для пропуска небольших водостоков, называются водопропускными трубами. Для того, чтобы сделать их конструкцию надежнее, применяют различные способы.

Значение укрепления оголовков

Устройство оголовков водопропускных труб реализуется для их защиты от неблагоприятных погодных явлений и от преждевременного разрушения. Это имеет первостепенное значение для участков с неравномерным рельефом. Чтобы сделать объект безопасным и надежным, используют геосинтетики. Они характеризуются экологичностью, особенной прочностью, а также невысокой ценой.

Сооружение оголовков водопропускных труб предотвращает разрушение земляного полотна и строений, находящихся наверху. Оголовки должны соответствовать ландшафту и не нарушать экологическое равновесие. Современные технологии строительства и качественные материалы позволяют добиваться наилучших результатов при наименьших затратах.

Самым распространенным строительным материалом для укрепления оголовков водопропускных труб является георешетка. ПРЕСТОРУСЬ производит и продает геосинтетики самого высокого качества и по доступным ценам. Они произведены по уникальным запатентованным технологиям, не имеющим аналогов во всем мире. Продукция нашей компании полностью соответствует отечественным и международным стандартам качества и требованиям регулирующих организаций.

Применение геосинтетиков для обустройства откосов водопропускных труб

Объемную георешетку ГЕОКОРД® применяли при создании многих объектов такие крупнейшие компании и корпорации, как ФДА РОСАВТОДОР, ПАО “Транснефть”, ОАО “РЖД” и другие. Она идеально подходит для укрепления оголовков водопропускных труб. Ее используют с этой целью в транспортной, нефтегазовой, гидротехнической и других областях строительства.

Монтаж геосинтетика не вызовет затруднений. Следует соблюдать определенную последовательность действий:

1) планировка грунта оголовочной части земляного полотна механизированным способом с ручной доработкой;

2) растяжка геотекстильного материала (осуществляется сверху вниз, при необходимости скрепляя полотна паяльной лампой);

3) растяжка секций ГЕОКОРД®;

4) фиксация анкерами ФАСТ-ЛОК и соединение секций между собой (в рабочем положении);

5) заполнение секций растительным грунтом либо щебнем (задействуют специальную строительную технику);

6) посев многолетних трав (при необходимости).

На стройплощадку доставляют водопропускные трубы с прямыми или скошенными оголовками. Чтобы избежать размыва или осыпания грунта вокруг них проводят укрепление выпускных оголовков. С этой целью на слабые грунты устанавливают гибкие бетонные плиты.

ПРЕСТОРУСЬ предлагает гибкие бетонные плиты ГЕОСОТЫ®. Эта конструкция армирована пространственной полимерной решеткой. ГЕОСОТЫ® созданы для выполнения следующих функций:

В процессе укладки гибких бетонных плит важно предусмотреть разделение их конструкции с грунтом. Кроме того, необходимо обеспечить дренажную систему. Эти задачи решаются с помощью применения геотекстильного полотна. ПРЕСТОРУСЬ рекомендует использовать нетканый геотекстиль ГЕОНИТ-Н®. Его также всегда и в любом объеме можно купить в нашей компании.

Укрепление водоперепуска гибкими бетонными плитами ГЕОСОТЫ® поверх разделительной прослойки из нетканого геотекстиля

Таким образом, при укреплении оголовков водопропускных труб целесообразно применять геосинтетические строительные материалы, такие, как:

• объемную георешетку ГЕОКОРД®
• гибкие бетонные плиты ГЕОСОТЫ®
• нетканый геотекстиль ГЕОНИТ-Н®
• комплектующие к ним

Их применение позволяет снизить затраты на строительство и повысить скорость монтажа. А качество материалов гарантирует долгий срок службы и безопасность для окружающей среды.

Оголовки водопропускных труб.Оголовки выполняют двоякую роль: во-первых, они служат для обеспечения сопряжения тела трубы с насыпью, а во-вторых — для создания благоприятных условий протекания воды. Оголовки труб могут быть портальными, раструбными, воротниковыми и обтекаемыми (рис. 16).

Наиболее широкое распространение в настоящее время получили портальные и раструбные оголовки. Портальные оголовки (рис 16, а)

более просты в изготовлении, но не обеспечивают плавного протекания воды, вследствие чего их применяют при малых расходах и небольших скоростях течения для труб с отверстием 0,5 — 0,75 м.

Раструбные оголовки (рис. 16, б), состоящие из портальной стенки и двух открылков, развернутых в плане относительно продольной оси трубы под углом 20-30°, обеспечивают более благоприятные условия протекания воды и широко применяются как в безнапорных, так и в напорных трубах. Для того чтобы более полно использовать поперечное сечение трубы при пропуске водного потока, у входного оголовка иногда устраивают конические (в круглых трубах) или повышенные (в прямоугольных трубах) звенья.

У воротникового оголовка (рис. 16, в) крайнее звено трубы срезано по полости откоса и окаймлено поясом-воротником.

Обтекаемый оголовок (рис. 16, г) имеет форму усеченного конуса или пирамиды. Этот оголовок обеспечивает наиболее благоприятные условия протекания воды, но сложен в изготовлении.

Рис. 16. Типы оголовков водопропускных труб:

а - портальный; б - раструбный; в - воротниковый; г - обтекаемый

В практике дорожного строительства находят применение трубы без оголовков. Принципиальная возможность такого конструктивного решения может быть аргументирована следующими соображениями. Расчеты показывают, что пропускная способность безоголовочных труб при безнапорном режиме по сравнению с трубами, имеющими раструбные оголовки без конического звена, меньше лишь на 6 — 9 %. Это подтверждается также гидравлическими данными типового проекта круглых гофрированных труб, которые, как известно, не имеют оголовков.

Еcли же принять во внимание точность определения расчетных расходов, которая, по данным профессоров А.В. Огниевского и Л.Л. Соколовского, составляет 30 — 50 %, то можно считать, что по пропускной способности трубы без оголовков мало отличаются от типовых труб, имеющих специальные оголовки. В случае применения безоголовочных труб из длинномерных звеньев, о чем речь будет идти дальше, их роль как подпорного элемента автоматически исключается, так как концевые звенья защемляются насыпью.

Русло водотока у входного и выходного оголовков, а также откосы насыпи около трубы укрепляют от возможного размыва каменной отмосткой, сборными слабо армированными железобетонными плитами, устраивают покрытие из цементобетона или асфальтобетона по слою щебеночной (гравийной) подготовки.

Фундаменты труб.Типовыми проектами рекомендуются два типа водопропускных труб: бесфундаментные и фундаментные. Выбор типа фундамента для труб зависит прежде всего от инженерно-геологических условий, а также от отверстия трубы. В бесфундаментных трубах звенья опираются на естественное грунтовое основание (рис. 17,а) либо на специальную грунтовую подушку из щебеночно-песчаной или гравийно-песчаной смеси (рис. 17,б). Трубы этого типа применяют при крупнообломочных и плотных песчаных грунтах (не пылеватых), а также при твердых и полутвердых глинистых грунтах.

При грунтах всех наименований, имеющих условное расчетное сопротивление не ниже давления под подошвой фундамента от действующих внешних нагрузок, звенья труб непосредственно опираются на специальные жесткие фундаменты из сборных железобетонных элементов или из монолитного бетона (рис. 17, в, г). Эти фундаменты применяют также при скальном основании.

При проектировании водопропускных труб в сложных инженерно-геологических условиях заключение о необходимости устройства специальных фундаментов и выбор конструктивного решения

Рис. 17. Типы фундаментов труб:

а - естественное грунтовое основание; б - искусственная грунтовая подушка; в - фундамент из сборных железобетонных элементов; г - фундамент из монолитного бетона

должны быть сделаны для каждого конкретного случая отдельно. Так, при слабых или неустойчивых грунтах (биогенных, текуче - пластичных глинистых, многолетнемерзлых) часто прибегают к применению свайных фундаментов.

Конструктивные решения по устройству и укреплению оголовков, входных и выходных участков водопропускных труб являются неотъемлемой частью комплекса всего водопропускного сооружения. От их устойчивости во многом зависит не только надежное функционирование водопропускных труб, но и сохранение экологического равновесия окружающей местности.
В настоящее время практически все виды подпорных стен, с помощью которых укрепляют оголовки МГТ, можно свести к нескольким типам: массивные каменные и бетонные стены; железобетонные стены уголкового типа; габионные конструкции; шпунтовые стены (забивные шпунты из дерева, железобетона, полимерных материалов, металла и пр., которые применяются для сооружений из МГК редко и в специфических условиях). Оголовки с массивными подпорными стенами в виду большого расхода материала устраивают при наличии его на месте строительства. Железобетонные стены, требующие меньшего количества материала, имеют достаточно трудоёмкую технологию возведения. Недостатки более экономичных и экологичных габионных конструкций отмечены ранее, несмотря на это практически на каждом водопропускном дорожном сооружении насыпь, окружающая МГТ, армируется геотекстилем или георешеткой и ограждается с двух сторон габионными стенками (рис. 2.104). Применение на водотоках МГК в сочетании с армированными стенами из габионов и матрацами Рено толщиной 17, 23 или 30 см и габионами Джамбо толщиной 50 см по слою геотекстиля на входе и выходе надежно защищает сооружение от размыва (рис. 2.105).

Длина укрепления определяется расчётом, при этом доминирующим фактором является рельеф местности (рис. 2.106).

Для создания инженерной инфраструктуры подпорные стены из стальных элементов корытообразного профиля представляют собой засыпанную коробчатую конструкцию из связанных стойкой секций. Секции образуются из стальных гнутых и гофрированных оцинкованных профилей (гофропанелей): стоек, ригелей, диафрагм, соединяемых между собой на болтах (рис. 2.108). В процессе монтажа секции засыпаются дренирующим грунтом, различными каменными или другими материалами в зависимости от условий применения конструкции, с коэффициентом уплотнения 0,95 слоями, толщиной не более 200 мм и работают как классическая подпорная стенка гравитационного типа. При этом стальная ячеистая конструкция является гибкой структурой, что позволяет ей перераспределять нагрузки между элементами, приспосабливаясь к давлению грунта, не образуя трещин и недопустимых деформаций. За счёт этого стены весьма устойчивы и адаптивны к воздействию различных нагрузок, в том числе сейсмических. Начиная с 2010 г., большое количество таких конструкций построено на Кавказе, Урале, в Центральном и Южном регионах России.

Водопропускные трубы из МГК за рубежом часто выполняют вместе с оголовками полностью из алюминия, металлопластика или пластика, отдельные элементы собираются по месту установки (рис. 2.109).

Тип и размеры укреплений откосов насыпи определяются в соответствии с гидравлическими расчетами. Практически все виды крепления должны выполняться с устройством обратного фильтра из геотекстильных материалов.

Границы подтопления верхнего бьефа и обусловленные им планово-высотные границы укрепления верховых откосов земляного полотна у водопропускных труб, а также режим протекания воды в них определяются расчетным уровнем воды с учётом нагона и наката волны, возникающей от динамического воздействия водного потока, и запаса возвышения укрепления откоса. Для нижнего бьефа условия подтопления и планово-высотные границы укрепления низовых откосов земляного полотна у водопропускных труб должны определяться положением уровня воды, который зависит от режима ее протекания в трубах, а также от возможного дополнительного влияния подпорных природно-техногенных явлений (близкорасположенные дороги, плотины, сгонно-нагонные, приливно-отливные и другие явления). Предварительно граница укрепления откосов насыпи разного типа у входного оголовка дорожной трубы принимается в среднем на 0,25. 0,5 м выше максимального уровня воды.
Габариты и конструктивные решения укреплений всех элементов верхнего и нижнего бьефов водного объекта, а также необходимое заглубление их концевых частей на подходных и выходных участках водопропускных труб должны устанавливаться на основе гидротехнических и гидравлических расчетов с учётом скорости протекания потока воды, а также на основе технико-экономического анализа.
Для уменьшения размывающей способности потока и предотвращения его сбоя в отводящем русле на водобойном участке устанавливают различные виды гасителей энергии: водобойные стенки, прорезные гасители, растекатели, специальные противосбойные конструкции устройств нижнего бьефа (рис. 2.114).

Читайте также: