Изобретение предназначено для сопряжения моста с насыпью преимущественно автомобильных дорог и может быть применено в мостостроении. Способ изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью включает уплотнение грунта в теле насыпи и ее конусов, устройство дренажных слоев и водоотводных лотков на покрытии, создание подушки с переменной жесткостью, убывающей от моста вдоль насыпи по длине, равной длине переходной плиты, устройство переходной плиты с углом подъема в сторону моста. Новым является то, что подушку в теле насыпи выполняют путем формования рядов набивных свай, размещенных вдоль и поперек насыпи с поверхностным уплотнением верхней части набивных свай и верхнего слоя насыпи, причем поперечные набивные сваи образуют совместно с грунтом, уложенным в насыпи, полосы со средней жесткостью, при этом среднюю жесткость уменьшают от максимальной у устоя моста до минимальной у противоположного от устоя моста края переходной плиты. Технический результат изобретения состоит в уменьшении просадки насыпи под переходной плитой за счет снижения горизонтального смещения подушки и дренирующего материала. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предлагаемое изобретение предназначено для устройства сопряжения проезжей части моста с насыпью преимущественно автомобильных дорог и может быть применено в мостостроении.

При сооружении мостов на автодорогах ниже III категории сопряжение моста с насыпью не устраивается (это касается и пешеходных мостов). Со временем в месте сопряжения образуется просадка насыпи, что ухудшает въезд и съезд с моста. Устройство сопряжения исключило бы этот недостаток, однако это связано со сравнительно большими затратами при использовании существующей технологии изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью.

На автодорогах I-III категорий для обеспечения плавного перехода от упругих деформаций насыпи к более жестким деформациям пролетного строения как по их величине, так и по скорости протекания в местах сопряжения моста с насыпью создают специальные переходные участки в виде переходных плит, отмосток и подушек из щебеночных и песчано-гравийных материалов, которые необходимо послойно уплотнять, (Мосты и сооружения на дорогах. Под ред. П.М.Саламахина. М., Транспорт, 1991, ч.1, стр.226). Переходные плиты одним концом опираются на выступ шкафной стенки, а другим - на железобетонный лежень. Плиты укладывают на подушку из дренирующего материала с уклоном 1:10 в сторону насыпи и закрепляют штырями.

Операции, характеризующие описанный выше способ изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью, таковы: осуществляют отсыпку грунта в тело насыпи и ее конусов с послойным уплотнением, устройство дренажных слоев и водоотводных лотков на покрытии, создание подушки в теле насыпи по длине, равной длине переходной плиты с переменной жесткостью, убывающей от моста вдоль насыпи.

Недостатками известного способа сопряжения моста с насыпью являются:

а) возможность сдвига и деформации подушки и дренирующего материала в горизонтальном направлении, что, в конечном счете, приводит к осадке переходной плиты;

б) сложность конструкции сопряжения, связанная с необходимостью использования бетонного лежня, подушек из щебеночных и песчано-гравийных материалов, которые необходимо послойно уплотнять. Это приводит к сравнительно быстрым просадкам насыпи под лежнем. Кроме того, резко усложняется и удорожается производство работ по устройству сопряжения моста с насыпью.

Известен способ сопряжения моста с насыпью на автомобильных дорогах (см., например: Б.И.Скрябин. Сопряжения моста с насыпью на автомобильных дорогах. М., издательство ГУШОСДОРа, 1939, стр.16-17), заключающийся в установке деревянного щита с наклоном 4° в сторону моста, который сверху засыпают песком с устройством мостовой. Недостатком известного способа является небольшая долговечность, связанная с использованием деревянного щита, который под действием нагрузки деформируется, а под действием влаги - гниет. Кроме того, происходит осадка не только под действием вертикальных сил, возникающих от воздействия транспорта, съезжающего или въезжающего на мост, но и от горизонтального перемещения грунта насыпи. Перемещения от вертикальных сил накапливаются, образуя остаточные деформации. Накопление таких деформаций будет происходить тем интенсивнее, чем больше разница в жесткости езды по покрытию и мосту. Определенную роль в формировании деформаций насыпи возле мостов играют конусы земляного полотна. Устойчивость конуса зависит от свойств грунта, применяемого при его отсыпке (дренирующая способность, сохранение объема при промерзании), и угла заложения, что не обеспечивается известным способом сопряжения моста с насыпью.

Известен способ сопряжения моста с насыпью (см., например: М.М.Журавлев. Сопряжение моста с насыпью. Автомобильные дороги, №11, 1968, стр.16-17), заключающийся в устройстве засыпки грунта в прогале между опорой и телом насыпи, его уплотнении, осуществлении дренирующей засыпки и ленточного дренажа. Зону активных деформаций насыпи перекрывают специальными переходными плитами достаточной длины. Для асфальтобетонного покрытия используются заглубленные переходные плиты, для цементобетонного - поверхностные плиты.

Недостатком известного способа является необходимость устраивания повышенной водопроницаемости. Кроме того, рассматриваемый способ сопряжения не обеспечивает переменную жесткость сопряжения от насыпи к мосту. Необходимо при этом береговые опоры выбирать такого типа, чтобы вода из грунтов земляного полотна могла бы отводиться в сторону отверстия моста, то есть имеются ограничения по отношению к выбору береговых опор. Основным недостатком описываемого способа являются осадки под действием вертикальных сил за счет горизонтального смещения подушки и дренирующего материала.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления сопряжения проезжей части автодорожных мостов с насыпью (М.М.Журавлев. Сопряжение проезжей части автодорожных мостов с насыпью. М., Транспорт, 1976, стр.49-50), заключающийся в отсыпке гравийно-щебеночной подушки, толщину которой определяют расчетом, устройстве дренажных слоев и водоотводных лотков на покрытии, укладке на гравийно-щебеночную подушку лежня, для опоры одного конца переходной плиты, послойном уплотнении грунта в теле насыпи и ее конусов, устройстве гравийно-щебеночной подушки с переменной жесткостью, убывающей от моста вдоль насыпи по длине, равной длине переходной плиты, укладке переходной плиты с углом подъема в сторону моста. Другим концом переходная плита опирается на прилив шкафной стенки (проект Союздорпроекта) или на ее верх (проект Гипроавтотранса). Последнее решение менее эффективно, так как из-за небольшого поворота переходной плиты в вертикальной плоскости происходит расстройство деформационного шва. Шарнирный поворот плит на опоре обеспечивается штыревым соединением.

Недостатками известного способа изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью являются:

а) возможность сдвига и деформации подушки и дренирующего материала в горизонтальном направлении, что приводит к осадке переходной плиты;

б) сложность конструкции сопряжения, связанная с необходимостью использования бетонного лежня, подушек из щебеночного и дренирующего материала, которые необходимо послойно уплотнять;

в) при горизонтальном смещении устоя типовое сопряжение полностью приходит в негодность, так как переходные плиты сдвигаются со шкафной стенки.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является уменьшение осадки насыпи под переходной плитой, снижение горизонтального смещения подушки и дренирующего материала, упрощение конструкции сопряжения и технологии его изготовления.

Это достигается за счет того, что в способе изготовления сопряжения проезжей части автодорожного моста с насыпью, включающем уплотнение грунта в теле насыпи и его конусов, устройство дренажных слоев и водоотводных лотков на покрытии, создание подушки с переменной жесткостью, убывающей от моста вдоль насыпи по длине, равной длине переходной плиты, устройство переходной плиты с углом подъема в сторону моста, подушку в теле насыпи выполняют путем формования рядов набивных свай, размещенных вдоль и поперек насыпи с поверхностным уплотнением верхней части набивных свай и верхнего слоя насыпи, причем поперечные набивные сваи образуют совместно с грунтом, уложенным в насыпи, полосы со средней жесткостью, при этом среднюю жесткость уменьшают от максимальной у устоя моста до минимальной у противоположного от устоя моста края переходной плиты. Под средней жесткостью насыпи понимается средневзвешенная жесткость, определяемая как соотношение жесткости армоэлемента и окружающего грунта в единице объема насыпи. Такая совокупность операций позволяет использовать набивные сваи вместо укладки переходной плиты (предполагается, что непосредственно на сваях может быть уложено дорожное покрытие), или создавать переменную жесткость насыпи под переходной плитой, обеспечивая жесткость грунта в насыпи в вертикальном направлении за счет несущей способности набивной сваи и в горизонтальном направлении за счет жесткости тела самой сваи. Кроме того, жесткость грунта в теле насыпи повышается за счет глубинного уплотнения грунта, происходящего при формовании набивной сваи. Поверхностное уплотнение верхнего слоя насыпи и набивных свай создает равномерную плотность верхней части набивных свай и окружающего их грунта, что, в конечном итоге, повышает надежность работы конструкции сопряжения моста с насыпью.

Среднюю жесткость насыпи выполняют путем уменьшения количества набивных свай, размещенных в параллельных рядах, по мере удаления от устоя моста. Такая операция позволяет выдержать необходимую среднюю жесткость насыпи, не прибегая к послойной отсыпке гравийно-щебеночных слоев с их послойным уплотнением.

Набивные сваи выполняют с переменной несущей способностью путем изменения их длин и/или диаметров в каждом последующем ряду от устоя моста. Изменение длин набивных свай в каждом последующем ряду от устоя моста обеспечивает переменную жесткость насыпи от опоры моста до края переходной плиты и одновременно такая операция эффективна в технологическом плане, так как позволяет использовать одни и те же средства механизации, например, пневмопробойник, для достижения требуемой жесткости вне зависимости от расположения сваи относительно опоры моста.

Достижение переменной несущей способности набивных свай за счет одновременного изменения их длин и диаметров в каждом последующем ряду от устоев моста позволяет оптимизировать параметры сваи при минимальных технологических затратах и обеспечивать переменную жесткость грунта в насыпи под переходной плитой.

Кроме того, соседние сваи в каждом ряду насыпи выполняют разного диаметра и длины. Такая совокупность операций позволяет оптимизировать технологический процесс, то есть при наличии пневмопробойников разного диаметра можно формовать сваи разного диаметра, достигая необходимую жесткость в соответствующей полосе насыпи.

Также набивные сваи выполняют по контуру насыпи, поперек насыпи у устоя моста и на некотором расстоянии от него. Такая операция существенно повышает жесткость насыпи в горизонтальном направлении, исключает необходимость устройства лежня и повышает устойчивость конуса и откосов.

Также каждый последующий ряд набивных свай размещают соосно предшествующему ряду или в шахматном порядке. Размещение каждого ряда набивных свай соосно предшествующему ряду позволяет достичь максимальной прочности насыпи в месте опирания на нее переходной плиты, а их размещение в шахматном порядке позволяет оптимизировать прочность насыпи и дренирующую ее способность.

Кроме того, переходную плиту монтируют в верхней части набивных свай и выполняют ее съемной. Такая конструкция сопряжения обеспечивает передачу возникающих сил от съезжающего или въезжающего на мост транспорта непосредственно на сваю, что повышает надежность работы сопряжения проезжей части автомобильной дороги и моста, обеспечивая снижение горизонтального смещения подушки и дренирующего материала и существенно снижая затраты на последующий его ремонт.

Также переходную плиту выполняют за одно целое с набивными сваями. Такая операция существенно повысит прочность сопряжения проезжей части насыпи с мостом, что особо важно для мостов I-III категории с интенсивным движением транспорта.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и прилагаемыми чертежами. На фиг.1 приведена схема предлагаемого способа сопряжения моста с насыпью в продольном сечении; на фиг.2 - вид сверху (переходная плита снята) однорядное размещение набивных свай; фиг.3 - двухрядное размещение набивных свай, когда набивные сваи располагаются соосно, в рядах (вид сверху при снятой переходной плите); фиг.4 - двухрядное размещение набивных свай, когда набивные сваи располагаются в шахматном порядке (вид сверху при снятой переходной плите); фиг.5 - размещение набивных свай по всей площади, занимаемой переходной плитой (вид сверху при снятой переходной плите); фиг.6 - процесс формования набивных свай пневмопробойником.

Сущность предлагаемого способа изготовления сопряжения проезжей части автомобильных мостов с насыпью заключается в следующем.

В насыпи 1 формуют набивные сваи 2 (фиг.1). Их располагают вдоль откоса насыпи 1 и поперек ее (фиг.2-5) с поверхностным уплотнением верхней части набивных свай и верхнего слоя насыпи. Поперечные набивные сваи образуют (совместно с грунтом, уложенным в насыпи 1) полосы со средней жесткостью, определяемой жесткостью грунта и набивных свай. Поперечные ряды располагают у устоя 3 моста 4 и у конца переходной плиты 5, причем средняя жесткость полосы насыпи 1, расположенной непосредственно у устоя 3 моста 4, больше средней жесткости полосы у противоположного от устоя моста края переходной плиты 5. При выполнении переходной плиты 5 съемной она передним концом укладывается на прилив шкафной стенки или устой 3 моста 4, как на фиг.1, а задним концом - на поперечный ряд набивных свай 2, служащий как бы лежнем для удержания переходной плиты 5. Передний ряд набивных свай 2 служит для повышения устойчивости конуса 6 насыпи 1, а следовательно, и устойчивости самой насыпи 1. Набивные сваи 2 можно изготавливать с переменной несущей способностью, причем максимальная несущая способность у ряда свай 2, которые размещены у устоя 3 моста 4, и постепенно их несущая способность снижается по мере удаления от устоя 3 моста 4. Изменение несущей способности набивных свай 2 можно достичь тремя путями. Первый путь - это при одинаковом диаметре набивной сваи 2 изготовлять их разной глубины. Как известно, несущая способность набивной сваи 2 зависит от площади боковой поверхности, поэтому набивные сваи 2 одинакового диаметра, но разной длины, будут иметь разную несущую способность. Второй путь - изготовление набивных свай 2 одинаковой длины, но разного диаметра. Результат тот же. Возможно использовать и комбинированный метод, то есть изготовлять набивные сваи 2 разного диаметра и разной длины, причем это можно выполнять в разных рядах, когда в одном ряду несущая способность набивной сваи изменяется за счет ее длины, в другом ряду - за счет диаметра, или в каждом ряду. В последнем случае набивные сваи 2 чередуются, то есть одна свая формуется длинная, но малого диаметра, другая - короткая, но большого диаметра, Главное, чтобы средняя жесткость полосы насыпи 1 соответствовала бы расчетной. Оптимальное решение зависит от производственных условий (необходимой средней плотности насыпи, физико-механических свойств отсыпанного в насыпь 1 грунта, его дренажных свойств, наличия техники, позволяющей изготовлять набивные сваи необходимой длины и диаметра) и минимизации трудовых и финансовых затрат. Набивные сваи 2 можно располагать в один ряд по контуру (фиг.2) или в несколько рядов, располагая их соосно друг относительно друга в горизонтальной плоскости (фиг.3), или в шахматном порядке (фиг.4). Возможен вариант расположения набивных свай 2 по всей горизонтальной поверхности сопряжения, как показано на фиг.5. Этот случай целесообразно применять при строительстве мостов, интенсивность движения по которым мала. При этом можно вообще обойтись без использования переходных плит. Непосредственно на верхнюю часть набивных свай укладывается дорожное покрытие. В этом случае сами набивные сваи выполняют функцию переходной плиты. Если мост более высокой категории с интенсивным движением транспорта, то возможна заливка бетоном верхней части набивных свай с последующим бетонированием переходной плиты. В итоге, переходная плита будет выполнена с набивными сваями как единое целое. Возможно выполнение съемной переходной плиты, которая свободно укладывается на торцы набивных свай (эти операции описаны выше). Выбор того или иного способа изготовления сопряжения (в виде укладки покрытия на поле набивных свай, объединения бетонной плиты с оголовками свай, устройства съемной переходной плиты) зависит от категории автомобильной дороги и моста, условий их эксплуатации, производственных условий.

При формировании набивных свай верхняя их часть становится разуплотненной. Свойства грунта вокруг свай также меняются из-за возможного подъема поверхности насыпи при формовании набивных свай. Поэтому целесообразно провести поверхностное уплотнение для выравнивания свойств грунта, прилегающего к поверхности и верхней части набивных свай, перед укладкой переходной плиты.

Оптимальное расположение набивных свай 2 зависит от производственных условий, выбранного диаметра набивных свай 2, площади сопряжения моста 4 с насыпью 1, то есть от длины переходной плиты. Важным моментом является обеспечение возможности удаления воды, которая образуется в результате дождевых осадков или таяния снега, сквозь зазоры между соседними набивными сваями 2, что достигается выбором расстояния между ними.

Метод изготовления набивных свай 2 может быть любым. Наиболее целесообразно использовать для этой цели пневмопробойник - самодвижущееся устройство ударного действия для формования скважин в уплотняемом грунте. На фиг.6 показана технология поэтапного процесса формования набивной сваи 2. На фиг.6 а показана операция по внедрению пневмопробойника 7 в насыпь 1. После прохождения скважины 8 необходимой длины пневмопробойник извлекается из нее за счет реверсирования своего хода. Образованная скважина 8 (фиг.6б) имеет прочную стенку за счет радиального сдвига грунта и уплотнения последнего. В результате происходит радиальное уплотнение грунта на объем, занимаемый объемом скважины 8. Следующей операцией является заполнение скважины 8 инертным материалом 9, в качестве которого может быть использованы песок, щебень и т.д. В принципе на этом можно ограничиться, т.к. набивная свая 2 уже образована. Однако если необходимо образовать скважину, а следовательно, и набивную сваю большего диаметра при использовании пневмопробойника 7 того же диаметра (той же мощности), то процесс формования набивной сваи 2 необходимо продолжить. По заполненной инертным материалом 9 скважине 8 осуществляют повторную проходку (фиг.6г), при этом образуется скважина 8 того же диаметра, что и диаметр корпуса пневмопробойника 7. Стенки скважины 8 больше уплотнены, чем окружающий ее грунт 1, то есть образуется как бы кольцевой слой с более уплотненным грунтом. Затем полость скважины 8 заполняют инертным материалом (фиг.6е), в результате чего образуется набивная свая 2 большего диаметра, а следовательно, с большей несущей способностью. Можно вновь осуществить проходку пневмопробойником 7 по заполненной скважине (фиг.6ж) и далее процесс можно повторить, начиная с операции, показанной на фиг.6г. В результате образуется набивная свая 2 еще большего диаметра. Практически была получена набивная свая 2 диаметром 500 мм при пятиразовой проходке пневмопробойником ИП4603 диаметром 130 мм. Скважину большего диаметра можно также образовать, используя расширители с более мощным пневмопробойником. Здесь вопрос наличия более мощных пневмопробойников и минимизации трудовых и капитальных затрат.

После формования сетки набивных свай 2 и выравнивания свойств верхней их части и окружающего грунта на торцы набивных свай укладывается переходная плита 5, которая в дальнейшем и опирается на них.

Круглая свая имеет одинаковую жесткость во всех направлениях, поэтому она обеспечивает одинаковое сопротивление при нагрузках в любом направлении. Это свойство обеспечивает как устойчивость откосам и конусам, так и необходимую жесткость насыпи 1 под переходной плитой 5, что повышает долговечность сопряжения моста 4 с насыпью 1. Расстояние между соседними набивными сваями 2 подбирается таким образом, чтобы обеспечивался дренаж воды, скопившейся в теле насыпи 1. Уменьшение жесткости поперечных полос насыпи 1 можно достичь за счет уменьшения несущей способности набивных свай 2 от моста 4 в сторону насыпи 1, следовательно, обеспечивается плавный переход деформаций как по величине, так и по скорости их протекания.

1. Способ изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью, включающий уплотнение грунта в теле насыпи и ее конусов, устройство дренажных слоев и водоотводных лотков на покрытии, создание подушки с переменной жесткостью, убывающей от моста вдоль насыпи по длине, равной длине переходной плиты, устройство переходной плиты с углом подъема в сторону моста, отличающийся тем, что подушку в теле насыпи выполняют путем формования рядов набивных свай, размещенных вдоль и поперек насыпи с поверхностным уплотнением верхней части набивных свай и верхнего слоя насыпи, причем поперечные набивные сваи образуют совместно с грунтом, уложенным в насыпи, полосы со средней жесткостью, при этом среднюю жесткость уменьшают от максимальной у устоя моста до минимальной у противоположного от устоя моста края переходной плиты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что среднюю жесткость насыпи выполняют путем уменьшения количества набивных свай в параллельных рядах по мере удаления от устоя моста.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что набивные сваи выполняют с переменной несущей способностью путем изменения их длин и/или диаметров в каждом последующем ряду от устоя моста.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что соседние сваи в каждом ряду насыпи выполняют разного диаметра и длины.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что набивные сваи выполняют по контуру насыпи – поперек насыпи у устоя моста и на некотором расстоянии от него.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что каждый последующий ряд набивных свай размещают соосно предшествующему ряду или в шахматном порядке.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что переходную плиту монтируют в верхней части набивных свай и выполняют ее съемной.

8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что переходную плиту выполняют за одно целое с набивными сваями.

Способ изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью

* 400 - для железобетонных элементов промежуточных опор железнодорожных и совмещенных мостов на постоянных водотоках.

** 500 - для блоков облицовки опор больших железнодорожных и совмещенных мостов через реки с ледоходом при толщине льда свыше 1,5 м.

5.3. Сопряжение моста с насыпью. Концевые опоры (устои)

5.3.1. Общие требования к сопряжению моста с насыпью

Сопряжение моста с подходными насыпями осуществляется в пределах копченых участков насыпей - конусов, внутри которых располагаются концевые опоры моста - устои. Главное требование к этому сопряжению - обеспечить плавный въезд па мост за счет плавного изменения жесткости основания ж. д. пути или дорожного покрытия автопроезда. В пределах моста основание пути (слои балласта или железобетонная плита) дает мод нагрузкой незначительные упругие осадки. На насыпи осадки значительно больше. Чтобы в рельсах не возникали большие напряжения или не происходило расстройство дорожного покрытия, необходимо обеспечить плавное увеличение жесткости основания по мере приближения к мосту. Это обеспечивается прежде всего тем, что устой, воспринимая горизонтальное давление насыпи от собственного веса грунта и временной нагрузки на насыпи за устоем, препятствует большим вертикальным перемещениям верха насыпи. Кроме того изменение жесткости обеспечивается укладкой за устоем специальных переходных плит. Насыпь удерживается от сползания в пролет конусом, который сам по себе должен быть устойчивым. Обсыпные устои даже традиционной конструкции (см. рис. 5.1) не могут удержать насыпь от деформаций, а при расчете па устойчивость против глубокого сдвига (см. п. 6.5.2) увеличивают сдвигающую силу в сравнении со стоечными устоями вследствие большего веса конструкции.

Рис. 5.1. Обсыпной устой

При проектировании необсыпного устоя его переднюю грань совмещают с точкой пересечения откоса конуса с поверхностью грунта (точка В на рис. 5.2).

Рис. 5.2. Необсыпной устой

Основные конструктивные требования, к сопряжениям устоев с насыпью и конструкции устоев, предусмотренные СНиП 2.05.03-84, приведены на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Сопряжение устоя с насыпью:

Размеры в см. Н - высота насыпи

*при сейсмичности 9 баллов максимальная крутизна откосов 1:1,75

5.3.2. Устройство конусов

Нарушение устойчивости конуса может произойти из-за подмыва его подошвы, из-за уменьшения сил трения между частицами грунта при намокании, при динамических (особенно сейсмических) воздействиях, а также из-за сдвигов в грунте основания конуса под действием сил веса самого конуса и временной нагрузки на насыпи. Необходимая устойчивость конуса обеспечивается заданием его откосам достаточно пологих уклонов (рис. 5.3), отсыпкой конуса насыпи дренирующим грунтом (песок, гравий, в особых случаях - щебень, каменная наброска), а защита от размыва-укреплением откосов.

При высоте насыпи более 12 м предельно допускаемая крутизна откосов должна определяться расчетом конуса па устойчивость против глубокого сдвига (см. п. 6.5.2).

На реках, где осуществляется регулирование пропуска поды под мостом в периоды паводков путем устройства струенаправляющих дамб и других регуляционных сооружений, откосы дамб и пойменных насыпей проектируются с учетом воздействия ледохода, волн, течения воды и требуют усиленного крепления. Это относится и к откосам конусов, подверженным тем же воздействиям. Обычно откосы укрепляют сборными или монолитными железобетонными плитами, реже - каменным мощением или каменной наброской. Верх укрепления насыпей должен быть защищен от разрушения, особенно под действием накатывающихся волн, способных подмыть крепление сверху. С этой целью укрепление поднимается выше уровня наката волн на откос при высоком уровне воды. Кроме высоты наката волн, необходимо учесть высоту подпора воды перед мостом, и предусмотреть запас по высоте не менее 0,5 м. При определении высоты укрепления ориентируются па высокие уровни воды, соответствующие наибольшим паводкам (НУВВ) - для мостов на железных дорогах общей сети и расчетным паводкам (РУВВ) для остальных мостов.

Верхняя часть конусов и откосов насыпей также укрепляется бетоном или камнем (против ветровой эрозии и разрушения атмосферными осадками). Мощность такого укрепления (толщина плит, крупность камня к др.) обычно меньше мощности укрепления нижней части, подвергающейся ледовому и волновому воздействию. Конус обсыпного устоя может выполнять роль струенаправляющего сооружения (конус с уширением). Если же устраивается струенаправляющая дамба, то конус сливается с дамбой, которая как бы служит его основанием. Поэтому на уровне верха укрепления нижней части откоса обычно устраивается берма шириной 2-3 м (в случае устройства струенаправляющей дамбы эта берма совмещается с горизонтальном площадкой по верху дамбы). При вариантном проектировании уклон откоса конуса ниже бермы может быть назначен в пределах от 1:2 до 1:3, а в случае устройства дамбы уклон ее откоса со стороны русла реки - 1:3 или еще более пологим. Выше берм уклон откоса конуса назначают не круче 1:1,5 (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Сопряжение большого моста с насыпью

Укрепление откоса по подошве (в уровне естественной поверхности грунта) упирают в своего рода фундамент (упор) в виде бетонного блока или рисбермы трапецеидального сечения из камня. Укрепляется часто также и некоторая полоса горизонтальной поверхности основания вдоль подошвы откоса.

Конусы, пойменные насыпи, регуляционные сооружения, как правило, располагают за пределами меженного русла реки (в пределах пойм). Это, в частности, является одним из условий (хотя обычно и не главным), определяющих минимальную величину отверстия моста и его расположение относительно меженного русла реки *.

* Исключением являются случаи, когда в процессе строительства моста проводится регулирование русла реки (спрямление русла, устройство набережных), т. е. когда, кроме строительства моста, проводятся еще и специальные гидротехнические работы.

Для сейсмических районов конусы насыпей у устоев проектируются в соответствии со СНиП II-7-81.

5.4. Конструирование устоев

5.4.1. Оголовки устоев

Подферменник (оголовок) устоя служит для распределения нагрузки, воспринимаемой от пролетного строения, на несущую конструкцию. Для массивных бетонных устоев он устраивается железобетонным (обычно армируется двумя арматурными сетками, расположенными поверху и понизу плиты) и должен иметь толщину не менее 40 см. Поверх армированной части плиты укладывается монолитно связанный с ней бетон сливов, имеющий наклонную верхнюю поверхность для стока воды. Уклоны не должны быть положе 1:10.

Опорные части устанавливаются на подферменные площадки, армированные сетками по расчету на местное смятие. Подферменные площадки также монолитно связаны с плитой оголовка и должны возвышаться над наиболее высокой его частью не менее, чем на 15 см. Размеры оголовков и подферменных площадок определяются размерами нижних плит опорных частей (см. рис. 5.3). Величины «а» и «в» принимаются не менее значений, приведенных в табл. 5.2 и 5.3 соответственно.

Таблица 5.2

Минимальные значения расстояния от грани подферменной площадки до грани оголовка опоры вдоль моста

Примечание : при сейсмичности 9 баллов а min = 0,005 l .

Таблица 5.3

Минимальные значения расстояния от грани подферменной площадки до грани оголовка опоры поперек моста

Расстояние от оси опирания пролетного строения до шкафной стенки определяется по формуле

где L п - полная длина пролетного строения в уровне проезжен части (для сквозных ферм - по продольным балкам);

L р - расчетный пролет;

Δс - зазор, принимаемый:

асм - при установке на устой неподвижной опорной части,

б) 5 + Δl т + Δl в - при установке на устой подвижной опорной части (Δl т - температурное удлинение пролетного строения; Δl в - удлинение нижнего пояса от временной нагрузки),

в) по расчету - при установке пролетных строений на резиновые опорные части; при гибких опорах и температурно-неразрезных пролетных строениях.

5.4.2. Обсыпные устои при высоких насыпях

При высоких насыпях устои пока строится по индивидуальным проектам с применением как сборных, так и монолитных конструкций.

Рис. 5.5. Пример стоечного устоя автодорожного моста:

1 - заранее отсыпанная часть насини

На рис. 5.1 показан пример обсыпного устоя моста под железную дорогу - массивной конструкции. Часть тела устоя, расположенная под подферменником, проектируется по размерам подферменника. Остальная часть может быть более узкой. Кроме того, для ее облегчения возможно устройство проемов (ниш). Фундамент смещен в сторону пролета в соответствии с положением равнодействующей нагрузок. Если фундамент обсыпного устоя проектируется свайным, то нет необходимости заглублять плиту ростверка ниже поверхности грунта: целесообразно размещение плиты выше естественной поверхности грунта с погружением свай сквозь отсыпанную или намытую часть насыпи. Это позволяет вести работы без устройства котлована, без водоотлива, что существенно упрощает и удешевляет сооружение устоя.

Примеры сборных устоев см. рис. 5.5 и п. 3. Если судоходный пролет моста с пролетным строением с ездой понизу примыкает к берегу, то может оказаться более экономичным устройство перед устоем переходного пролета, перекрытого пролетным строением с ездой поверху, хотя при этом требуется дополнительная промежуточная опора. С целью предотвращения осадок проезжей части за задней гранью устоя, под полотном дороги укладывается переходная железобетонная плита, которая должна плотно лежать на песчаном или гравийно-щебеночном основании. Одним краем плита опирается на устой а другим - на железобетонный лежень, опирающийся в свою очередь на гравийно-песчаную подушку. Плита укладывается с небольшим уклоном. Переходная плита частично разгружает устой от горизонтального давления грунта насыпи, вызванного временной нагрузкой. Длину плиты принимают обычно 4-8 м.

5.4.3. Необсыпные устои

Необсыпные устои применяют обычно при высотах насыпи до 6-8 м, преимущественно в городских условиях, чаше - в сочетании с подпорными стенами.

Устои с обратными стенками (рис. 5.6) имеет в плане П-образную форму. Внутреннее пространство устоя заполняется дренирующим грунтом. Ширину устоя поперек оси моста обычно назначают равной расстоянию между перилами на проезжей части моста. Толщину бетонных боковых (обратных) стенок назначают поверху около 0,5 м и увеличивают к низу за счет придания внутренним граням стенок уклона порядка 4:1. Толщину железобетонных стенок назначают по расчету. Стенки рассчитывают па действие горизонтального давления грунта засыпки устоя от его собственного веса и от временной нагрузки. Чтобы исключить возможность распирания устоя силами морозного пучении грунта, необходимо обеспечить отвод воды, проникающей внутрь устоя. Для этого внизу засыпки устраивается дренаж.

Деформации засыпки под действием временной нагрузки стеснены передней и обратными стенками, благодаря чему обеспечивается достаточно плавное возрастание жесткости основания пути при въезде на мост.

При небольшой ширине эффективнее оказывается конструкция монолитного необсыпного устоя с балластным корытом (рис. 5.2). Тело устоя устраивается узким, а края балластной призмы и тротуары располагают на железобетонных консолях. Глубина балластного корыта увеличивается по направлению к задней грани устоя, чем обеспечивается плавность въезда на мост («мягкий въезд»).

Рис. 5.6. Необсыпный устой с обратными стенками

Часть устоя, расположенная под балластным корытом, может быть значительно более узкой (до 2,5 м) и дополнительно еще облегчается путем устройства ниш по бокам кладки. В этом случае в среднем (по высоте устоя) сечении кладка устоя имеет Т-образную или двутавровую форму.

5.5. Конструирование промежуточных опор балочных мостов

5.5.1. Оголовки промежуточных опор

Принципы устройства оголовков показаны на рис. 5.7, размеры «а» и «в» - в табл. 5.2 и 5.3. Для массивных опор форма оголовка, как правило, соответствует форме поперечного сечения верхней части опоры. К оголовкам промежуточных опор предъявляются те же конструктивные требования, что и к оголовкам устоев (см. п. 5.4.1). Расстояние «с» между осями опирания соседних пролетных строений определяется по формуле:

с = а 1 + а 2 + Δс ,

L п1, L п2 - полные длины пролетных строении в уровне проезжей части (для сквозных ферм - по продольным балкам);

Рис. 5.7. Оголовки промежуточных опор:

а - обтекаемой формы; б - необтекаемой формы

L п1, L п2 - расчетные пролеты; Δс - зазор, принимаемый:

а) 5-6 см - при опирании па опору разрезных пролетных строений через разноименные опорные части при длинах пролетных строений до 25 м;

б) 5 + Δl t + Δl в - то же при длинах пролетных строении более 25 м (Δl t - температурное удлинение пролетного строения; Δl в - удлинение нижнего пояса от временной нагрузки);

в) по расчету - при установке пролетных строении па резиновые опорные части; при использовании температурно-неразрезных пролетных строений.

При больших пролетах для удобства производства работ в период эксплуатации значение «с» увеличивается на 10-30 см. При определении величины Δl t учитывается температура замыкания (установки на опорные части); при определении величины Δl в учитываются условия установки нижней плиты подвижной опорной части и катка (сектора) - как правило, с учетом того, что при половинной временной нагрузке вертикальные оси верхнего балансира и нижней (опорной) плиты oпopнoй части совпадали.

Если на опору опираются разнотипные пролетные строения, то положение осей опирания относительно оси опоры назначается таким образом, чтобы равнодействующие вертикальных опорных реакций минимально отклонились от оси опоры.

В свайных, столбчатых и стоечных (рамных) опорах железобетонные насадки или ригели выполняют также роль оголовков (подферменников). Они устраиваются более узкими, чем оголовки массивных опор. Их ширина назначается по условиям размещения и заделки свай или стоек и из условия, чтобы расстояния от краев нижних плит опорных частей до краев ригеля или насадки не превышали 15 см.

5.5.2. Основные особенности компоновки промежуточных опор

Промежуточные опоры свайные, столбчатые, стоечные и рамные сооружаются, преимущественно, по действующим типовым проектам . При индивидуальном проектировании таких опор рекомендуется учитывать следующее:

Основные несущие элементы (сваи, стойки) целесообразно располагать но осям опорных частей или в непосредственной близости от них. Такое решение позволит уменьшить армирование насадки (ригеля);

При значительных горизонтальных усилиях (например, в мостах на кривых) следует применять наклонные сваи и стойки;

При расчете ригелей в виде перевернутой буквы «Т» (рис. 5.8) количество вертикальной арматуры в ребре, (хомутов) складывается из трех компонентов:

а) хомуты, количество которых определяется расчетом па перерезывающую силу;

б) вертикальные стержни, работающие на отрыв полок опорными реакциями балок (расчет на осевое растяжение);

в) хомуты, воспринимающие крутящие моменты в ригеле при загружении временной нагрузкой одного пролета.

Для предварительном оценки расхода арматуры в ригелях, учитывая значительную трудоемкость расчетов по п. п. «б» и «в», допускается количество вертикальной арматуры, определенное по п. «а», удвоить.

Монолитные и сборно-монолитные массивные опоры сооружаются обычно с вертикальными гранями. Нижним (подтопляемый водой) ярус опоры имеет обтекаемую форму с заостренными ледорезом и кормом.

Грани ледореза образуют обычно угол 60°-90° и сопрягаются между собой и боковыми вертикальными гранями опоры цилиндрическими поверхностями радиусом 0,75 м.

Рис. 5.8. Односеточная опора с ригелем в виде перевернутой буквы «Т»

Ледорез начинается от обреза фундамента и должен возвышаться над уровнем высокого ледохода, поскольку у ледореза происходит торошение льда. Для районов с суровыми и особо суровыми климатическими условиями верх ледореза назначают не ниже расчетной границы зоны переменного уровня воды, т. е. не менее чем на 1 м выше наивысшего уровня ледохода пли с большим запасом, если предполагается значительное торошение льда.

Верхние части опоры могут иметь прямоугольную форму или (при большой ширине моста) состоять из отдельных столбов, стоек. Здесь могут применяться пустотелые конструкции коробчатого или круглого сечения, причем для железобетонных пустотелых конструкции толщина стенок может быть принята не менее 15 см.

Если все тело опоры (начиная от обреза фундамента) проектируется железобетонным, что допускается СНиП 2.05.03-84, то размеры его как вдоль, так и поперек оси моста могут быть значительно уменьшены по сравнению с размерами массивных бетонных опор. В этом случае опора становится более деформативной и лимитирующим может оказаться расчет опоры по горизонтальным перемещениям ее оголовка.

Положение обреза фундамента относительно уровней воды действующими нормами не регламентируется. В случае его расположения в пределах колебания уровней воды и льда следует предусматривать на обрезе фундамента фаски размером не менее 0,3×0,3 м, а фундаменту придавать обтекаемую в плане форму. Нe регламентируется и положение подошвы плиты свайного ростверка относительно уровней воды. В современной практике строительства имеются случаи сооружения опор с расположением плиты свайного ростверка целиком выше уровня межени. Такое конструктивное решение, безусловно является наиболее удобным при производстве работ, однако с эксплуатационной точки зрения оно неприемлемо на реках с сильным ледоходом, а также по архитектурным соображениям.

При конструировании фундамента необходимо рассмотреть разные варианты расположения его по высоте с учетом способов производства работ, затрат на вспомогательные сооружения и в процессе строительства и с учетом условий эксплуатации моста. Если обрез фундамента располагается выше уровня низкого ледохода (УНЛ), то при расчете фундамента необходимо учесть давление льда на фундамент в период ледохода, которое, естественно, больше, чем давление на тело опоры. Необходимо также учитывать дополнительную вертикальную нагрузку на фундамент в период зимнего стояния льда от зависания ледового покрова на обрезе фундамента или на сваях (если нижняя поверхность слоя льда располагается ниже подошвы плиты высокого свайного ростверка), возникающего при колебаниях уровня воды зимой. Такого зависания не происходит, если располагать обрез фундамента ниже нижней поверхности льда наинизшего ледостава не менее, чем на 0,5 м.

В этом случае к бетонной кладке фундамента можно предъявлять требования как к бетону подводных конструкций.

Расположение обреза фундамента выше УМВ может существенно упростить возведение как фундамента, так и тела опоры. Если фундамент свайный, то необходимо учитывать, что для возможности бетонирования плиты ростверка насухо потребуется устраивать ограждение из шпунта или в виде опускного ящика и укладывать под подошвой плиты ростверка тампонажный слой из бетона. Все эти мероприятия не требуются, если подошву плиты поднять выше РУ. Но если фундамент устраивается из буронабивных свай с островка, который так иди иначе ограждается (например, шпунтом), то плиту ростверка можно забетонировать в котловане с водоотливом без особых дополнительных затрат.

Таким образом, вопрос о высотном положении обреза фундамента подошвы плиты свайного ростверка должен решаться путем технико-экономического сравнения варианта с учетом перечисленных и других (например, архитектурных) требований.

5.6. Рекомендации по выбору схемы высокого свайного ростверка опоры

С точки зрения простоты производства работ, снижения стоимости вспомогательных сооружений (направляющий каркас и др.) наиболее рациональным является ростверк с вертикальными сваями. Такой ростверк, кроме того, наиболее эффективно воспринимает вертикальные силы и момент, действующие в вертикальных плоскостях. Однако, горизонтальные силы, приложенные к плите ростверка, могут быть восприняты только за счет работы свай на изгиб. Изгибающие моменты в сваях увеличиваются пропорционально увеличению свободной длины сваи (от подошвы плиты ростверка до уровня размыва грунта). Ориентировочно можно считать, приемлемой свободную длину до 6 - 7 диаметров сваи (столбов). При буронабивных сваях и сваях-оболочках диаметром более 1,0 м ростверки на вертикальных сваях являются в настоящее время единственно возможным решением в связи с отсутствием оборудования для наклонного бурения и вибропогружения наклонных свай-оболочек.

С точки зрения эффективности восприятия горизонтальных сил теоретически наиболее выгодной является схема ростверка так называемого козлового типа (рис. 5.9, а ), в котором в сваях возникают только продольные усилия. Изгибающие моменты возникают лишь из-за жесткости заделки свай в плите ростверка в связи с ее перемещениями, вызванными продольными деформациями свай, и при внецентренном приложении усилий. Распределение усилий в сваях оказывается наиболее равномерным и поэтому требуется минимальное количество свай. Однако практически осуществлять такую схему сложно по конструктивным причинам. На практике применяются близкие к оптимальной схемы без обратных уклонов свай по типу, показанному на рис. 5.9, б . Наклоны сваям задаются в пределах от 3:1 до 5:1. При более крутых наклонах неточность выполнения заданного наклона существенно влияет па распределение усилий между связями.

Рис. 5.9. Свайные ростверки:

а - козлового типа; б - с вертикальными и наклонными сваями

Схема с веерным расположением свай, показанная на рис. 5.10 наименее эффективна (и обычно оказывается неприемлемой) из-за больших изгибающих моментов, возникающих в сваях, и больших перемещении опоры. Это легко понять, если привести все силы, действующие на опору, к точке пересечения oceй свай (точка М). Горизонтальная и вертикальная равнодействующие воспринимаются за счет продольных усилии в сваях, но изгибающий момент может быть воспринят только за счет работы свай на изгиб. При этом возникает значительный наклон опоры, и горизонтальные перемещения оголовка оказываются значительно больше, чем в случае ростверка с вертикальными сваями. Повысить жесткость ростверка можно путем увеличения диаметра свай (применяя, например, железобетонные сваи-оболочки) или их количества.

Рис. 5.10. Ростверки с веерным расположением свай

5.7. Особенности конструирования опор рамных мостов

Опоры и пролетные строения рамных мостов представляют собой единое целое как в смысле статической работы, так и в конструктивном отношении. Рамные мосты в настоящее время применяются относительно редко и выполняются почти исключительно из железобетона. Определенную специфику имеет узел сопряжения пролетного строения (ригеля рамы) с опорой (стойкой рамы). В этом узле часть изгибающего момента, действующего в пролетном строении, передается па опору.

При больших пролетах пролетные строения обычно выполняются коробчатыми. Рабочая арматура пролетного строения в надопорном сечении располагается в верхней плите и частично (по величине момента, передаваемого на опору) пли полностью заанкеривается у противоположной грани опоры. Если опора монолитная или сборномонолитная, а сборка пролетного строения ведется навесным способом, то опора возводится до уровня верха пролетного строения, и арматура опоры заводится и заанкеривается выше уровня анкеровки рабочей арматуры пролетного строения (в верхнем его поясе). Такая конструкция обеспечивает надежное соединение опоры и пролетного строения.

Если опора в верхней части имеет коробчатую конструкцию, то ее боковые (продольные) стенки располагают в одних плоскостях со стенками пролетного строения, а внутри коробки пролетного строения (в плоскостях поперечных стенок опоры) устраивают диафрагмы. Они обеспечивают передачу изгибающего момента на опору, для чего рабочая арматypa опоры, расположенная в ее поперечных стенках, должна заводиться в эти диафрагмы. Изгибающий момент передается в виде пары сил от вертикальных стенок пролетного строения через диафрагмы на арматуру и бетон опоры. При этом сами диафрагмы работают в вертикальном направлении на срез и соответственно должны быть заармированы расчетной наклонной арматурой или сетками. Дополнительное армирование поперечной арматурой может потребоваться и в надопорных участках пролетного строения - как в его стенках, так и в верхней и нижней плитах. Таким образом, при конструировании коробчатого узла сопряжения пролетного строения с опорой должны быть продуманы сложные условия его пространственной работы.

Опоры железобетонных рамных мостов могут проектироваться как из обычного железобетона, так и предварительно напряженными. При этом в опорах на водотоках допускается применять только стержневую арматуру (ненапрягаемую или предварительно напряженную).

В остальном опоры рамных мостов должны удовлетворять тем же конструктивным требованиям, что и опоры балочных мостов.

5.8. Опоры арочных мостов

Железобетонные арочные мосты являются наиболее надежными и долговечными, почти не требуют эксплуатационных расходов , поскольку бетон арок работает в наиболее естественных условиях - преимущественно на сжатие (изгибающие моменты, возникающие в арках, обычно, очень малы). Недостатками арочных мостов являются: сложность сооружения арок и более высокая стоимость опор, поскольку опоры требуются более массивные, чем у балочных мостов, с более развитыми в плане фундаментами, поскольку опоры арочных мостов воспринимают большие горизонтальные силы от распора арок. Под действием горизонтальных и вертикальных сил они не должны испытывать значительных перемещений, поскольку это существенно влияло бы на напряженное состояние арок. Отсюда вытекают определенные требования к основаниям и фундаментам опор. Наиболее подходящими являются основания в виде скальных или полускальных пород. Вполне приемлемыми являются крупнообломочные, гравелистые грунты, крупно - и среднезернистые и плотные пески. Известны случаи строительства арочных мостов па твердых глинах. Если такие породы налегают глубоко, то в качестве фундаментов применяются свайные ростверки. Последние целесообразны, если опоры сооружаются па суходоле или при небольшой глубине воды. Устои арочных мостов воспринимают односторонний распор от постоянной и временных нагрузок, поэтому их фундаменты должны быть значительно развиты вдоль оси моста в сторону берега. При этом, если несущий слой грунта залегает глубоко, то наиболее целесообразным решением фундамента является свайный ростверк с наклонными сваями, ориентированными по направлению равнодействующей от постоянной и временной вертикальной нагрузок. Подошва плиты ростверка при этом устраивается наклонной и только у передней грани плиты она проектируется горизонтальной, и здесь 2-3 ряда свай погружаются вертикально или наклонно в сторону пролета (с учетом сил, действующих со стороны берега).

Пяты арок должны возвышаться над наивысшим уровнем ледохода (а для железнодорожных мостов также и над расчетным уровнем высоких вод) не менее, чем на 0,25 м.

При выборе вариантов моста (в том числе при курсовом и дипломном проектировании) размеры опор и фундаментов могут быть определены предварительно, рассматривая арки как трехшарнирные. Собственный вес опоры играет очень существенную роль, поэтому размеры опоры и фундамента желательно подбирать методом последовательных приближений (2-3 шага).

При расчете устоя временная нагрузка (в виде эквивалентной нагрузки для линии влияния с максимумом посередине) располагается только на арочном пролетном строении (т. е. с одной стороны устоя). Распор «Н » от временной нагрузки приближенно определяется по формуле:

где l и f - пролет и стрелка арки;

q в - суммарная временная нагрузка с учетом всех полос загружения (для автодорожных мостов).

Вертикальное давление:

Усилия от постоянных нагрузок:

где q р - постоянная нагрузка от веса балласта и верхнего строения пути (или веса дорожного покрытия в случае автодорожного моста), включая вес арочного пролетного строения;

т - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения веса арок и стоек надарочного строения по длине пролета, которым можно принять при отношениях f /l , равных 1/4, 1/3 и 1/2, равным соответственно 0,85; 0,8 и 0,7.

Коэффициенты надежности по нагрузке γ в данном случае принимаются большими единицы. Силы Q и Н прикладываются к опоре в центрах опорных сечении арок и считаются распределенными поровну между всеми арками пролетного строения.

При эскизном расчете промежуточной опоры величины Q и Н определяются аналогичным образом, но временная нагрузка располагается на одном пролете (учитывается действие одностороннего распора), а для постоянных нагрузок коэффициенты надежности по нагрузке γf принимаются большими единицы для пролета, на котором установлена временная нагрузка, и меньшими единицы для другого (незагруженного) пролета, а также для опоры и фундамента. Конструирование моста рекомендуется вести таким образом, чтобы распоры арок от постоянных нормативных нагрузок, действующие на промежуточные опоры с одного и другого пролета взаимно уравновешивались.

6. РАСЧЕТ МОСТОВЫХ ОПОР

6.1. Общие положения

В соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84 расчеты опор следует выполнять по предельным состояниям на действие постоянных нагрузок и неблагоприятных сочетаний временных.

Для бетонных и железобетонных опор капитальных мостов расчеты производят по двум группам предельных состояний:

Устойчивость фундаментов опор против опрокидывания и сдвига (плоского и глубокого - совместно с грунтом основания);

Переход пути с подходов на мост должен быть нормальным, без впадин и просадок под поездами.

Просадка пути в этих местах наблюдается главным образом при слабых, неутрамбованных насыпях, а также при неудовлетворительных устоях в виде шпальных клеток, ряжей и рам, заложенных на плохо подготовленном основании. Осадке грунта за устоями способствуют, а иногда служат основной причиной, недостаточное заведение устоев в насыпь, отсутствие или неудовлетворительная конструкция закладных щитов, неспланированные крутые и неукреплённые откосы конусов.

Несвоевременное устранение просадок пути отражается не только на безопасности движения проходящего поезда, но является причиной дальнейшего прогрессивного расстройства сопряжения моста с насыпью в связи с увеличением толчков при резких провалах колёсных пар поезда.

Задняя грань устоя, независимо от его конструкции, должна входить в насыпь не менее чем на 0,75 м.

В то же время пролётные строения и опорные брусья, а также насадки или верхний ряд брусьев опоры и подферменные камни для возможности осмотра должны быть обнажены от грунта с устройством закладного щита (фиг. 20). Закладной щит должен быть антисептирован, имея в виду интенсивное его гниение и передачу гнили на соседние деревянные элементы пролётных строений и опор. Стенка закладного щита во избежание просыпания балласта за ним не должна иметь щелей.

При малой длине устоя, не позволяющей заделать его в насыпь, на указанную величину требуется увеличить крутизну откоса конусов путём досыпки (фиг. 21) и более солидного их укрепления, например, мощением в плетнях.

Просадка пути над устоями по мере её образования должна устраняться путём укладки нашпальников толщиной, равной полной величине просадки. При значительной просадке, требующей укладки двух и более шпал или брусьев по высоте, последние должны укладываться вперевязку, аналогично устройству клеток с закреплением брусьев скобами против взаимного перемещения. Просадка пути над земляным полотном устраняется досыпкой балласта, а в зимний период для подъёмки пути применяют в качестве временной меры нашпальники.

При осадке временных устоев, превышающей осадку насыпи за ними, как и при осадке надстроек на подферменных площадках массивных устоев, наблюдается повисание лёгких пакетов на рельсах, представляющее серьёзную опасность для излома рельсов под поездом. Во избежание этого необходимо своевременно устранять не только остаточную, но и упругую осадку конструкций относительно рядом расположенного участка пути на более жёстком основании. Устранение осадок достигается, в частности, путём соответствующей и тщательной подклинки пролётных строений.

В плане переход пути с подходов на мост должен быть прямолинейным. Переходные кривые должны располагаться на удалении не менее 20 м от закладного щита устоя. Если расстояние от круговой кривой до моста недостаточно для укладки нормальной переходной кривой, длина последней сокращается настолько, чтобы сопряжение её с прямолинейной частью пути отстояло от закладного щита устоя не менее чем на 5 м.

Конусы насыпи, выходящие при неизбежности за переднюю грань устоя в русло, во избежание размыва сильным течением должны быть сопряжены с дамбой или при её отсутствии с берегом плавной переходной вставкой с отводом не более 1:10 по горизонтали, Укрепление таких конусов и открсов переходной вставки в пределах возможного затопления с запасом в 1 м должно быть особенно надёжным.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве мостов, путепроводов и эстакад на автомобильных дорогах, в том числе в сложных инженерно-геологических условиях. Сопряжение моста с насыпью содержит устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки. Сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20:1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки расположен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в обеспечении эксплуатационной надежности и расширении возможностей использования при одновременном снижении материалоемкости. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве мостов, путепроводов и эстакад на автомобильных дорогах, в том числе в сложных инженерно-геологических условиях. Известен устой моста (см. а.с. N 1339186, кл. E 01 D 19/00, опубл. 1987 г.) . Устой моста предназначен для сооружения основания на слабых грунтах и представляет собой объединенное в единую конструкцию устройство с совмещенными функциями восприятия вертикальной и горизонтальной нагрузок соответственно от пролетного строения и от бокового давления грунта насыпи, которое выполнено в виде армогрунтовой подпорной стенки из чередующихся прослоек геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта. На верхней прослойке подпорной стенки установлен диванный блок, на который опирается пролетное строение. На шкафной стенке диванного блока расположен один конец переходной плиты, другой конец которой опирается на щебеночную подушку и расположен на подходной насыпи. Для уменьшения осадок подпорной стенки и их выравнивания в условиях слабых грунтов основания в используется мембрана из геотекстильного материала. Однако, наличия такой мембраны недостаточно и устой имеет ограниченное применение, поскольку в сложных инженерно-геологических условиях для пролетов мостов, длина которых более 24 метров, а также при устройстве узла сопряжения моста с высокими насыпями на слабых грунтах наблюдаются различные дислокация устоя и промежуточных опор из-за их различной деформативности. За прототип выбрано сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки (см. а.с. N 727734, кл. МКИ E 01 D 7/00,1978 г.) . Подпорная стенка для восприятия горизонтальной нагрузки от давления грунта насыпи выполнена в виде железобетонной уголковой конструкции. Это устройство устраняет влияние неравномерности дислокаций устоя и промежуточных опор. Однако устройство материалоемко и дорого по стоимости. Кроме того, устройство не может обеспечить надежной работы при больших высотах насыпи и слабых грунтах основания под ней, и для увеличения устойчивости под уголковой подпорной стенкой потребуется устройство мощного фундамента, что приведет к дополнительном расходам и ограничит область использования конструкции. Кроме того , не могут быть использованы при устройстве сопряжения моста с насыпью на геомассивах, склонных к оползневым явлениям, т.е. имеющих пониженный коэффициент устойчивости. Задачей предложенного технического решения является обеспечение эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью и расширение возможностей его использования при одновременном снижении материалоемкости и стоимости. Указанная задача решена за счет того, что предложено сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки, согласно изобретению, сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала, с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20:1 армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки устроен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. Кроме того, задача может быть решена за счет того, что объемные георешетки под гравий упругого основания представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. Кроме того, в предложенном сопряжении моста с насыпью торцы чередующихся прослоек подпорной стенки могут быть выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем, например дорнитом. Кроме того, в предложенном сопряжении моста с насыпью фундамент опор может содержать дополнительные наклонные сваи. Кроме того, сопряжение может быть снабжено открылками ростверка свайного фундамента опор, которые расположены под углом относительно оси моста, составляющим 45 - 90 o . Технический результат, получаемый при использовании указанной совокупности признаков, заключается в обеспечении эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью для мостов, с требуемой длиной пролетов и требуемой высотой насыпи на слабых грунтах оснований путем увеличения коэффициента устойчивости и уменьшения и выравнивания осадок основания. На фиг. 1 приведен разрез А-А конструкции предложенного сопряжения моста с насыпью вдоль оси моста. На фиг. 2 приведен поперечный разрез Б-Б опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения. На фиг. 3 раскрыт в увеличенном масштабе узел В, показан разрез конструкции торцов армогрунтовой подпорной стенки с фронтальной стороны. На фиг. 4 приведен разрез Г-Г конструкции предложенного сопряжения моста с насыпью поперек оси моста На фиг. 5 показана конструкция предложенного сопряжения моста с насыпью в плане, показано сечение Е-Е. Предложенное сопряжение моста с насыпью содержит устройство для восприятия вертикальной нагрузки 1 от пролетного строения 2, выполненное в виде установленных на фундаменте 3 опор 4 с оголовком 5, несущим пролетное строение 2, и переходную плиту 6, один конец которой расположен на шкафной стенке 7 оголовка 5, а другой конец - на щебеночной подушке 8, подпорную стенку 9 для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи 10, установленную с зазором 11 с фронтальной стороны 12 относительно опор 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1. Устройство снабжено упругим основанием 13, на котором расположена подпорная стенка 9, выполненным в виде двух поясов 14,15 (нижнего и верхнего) объемных георешеток 16, заполненных уплотненным гравием 17, между которыми расположен слой уплотненного дренирующего грунта 18, заключенный в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала 19 и образующий по краям анкерные валики 20 из гравия, а нижний пояс объемной георешетки 14 расположен на слое уплотненного гравия 21, подпорная стенка 9 выполнена с откосом 22 с фронтальной стороны 12, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала 23 и уплотненного дренирующего грунта 24. В нижней части зазора 11 между фронтальной стороной 12 подпорной стенки 9 и опорами 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1 устроен дренаж 25 из гравия, а фундамент 3 опор 4 содержит сваи 26, объединенные ростверком 27. Объемные георешетки 16 под гравий упругого основания 13 представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. Торцы 28 чередующихся прослоек подпорной стенки 9 выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм 29 из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем 30, например дорнитом. Фундамент 3 опор 4 может содержать дополнительные наклонные сваи 31. Сопряжение моста с насыпью может быть снабжено открылками 32 ростверка 27 свайного фундамента 3 опор 4, при этом открылки 32 расположены под углом относительно оси моста, соответствующим 45 - 90 o . Устройство работает следующим образом. Сооружение сопряжения моста с насыпью осуществляется в следующей последовательности. Сначала возводится устройство для восприятия вертикальной нагрузки 1 от пролетного строения 2, устанавливается фундамент 3 опор 4 - сваи 26, объединенные ростверком 27, устраивается опора 4 с оголовком 5 и шкафной стенкой 7. Затем отсыпается и уплотняется виброкатками слой уплотненного гравия 21 толщиной 20 см, на который укладывается нижний пояс 14 объемных георешеток 16, ячейки которых заполняются уплотненным гравием 17. После этого на нижний пояс объемных георешеток 14 с уплотненным гравием 17 расстилаются перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала 19, которые по краям образуют анкерные валики 20 из гравия, обернутого геотехническим материалом 19. Затем отсыпается и уплотняется виброкатками слой дренирующего грунта 18, на который укладывается верхний ряд объемных георешетов 15, ячейки которого заполняются уплотненным гравием 17. Таким образом формируется упругое основание 13, на котором располагается подпорная стенка 9, которая выполнена армогрунтовой. Упругое основание 13 существенно уменьшает неравномерность осадок концевого участка подходной насыпи, чем и достигается долговременная сохранность дорожного покрытия и обеспечивается требуемая эксплуатационная надежность сопряжения моста с насыпью. Подпорную стенку 9 располагают на упругом основании 13 - укладывают чередующиеся прослойки геотекстильного материала 23 и уплотненного дренирующего грунта 24. С фронтальной стороны 12 подпорная стенка 9 выполнен с откосом, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, а торцы 28 прослоек выполнены в виде дренажных призм 29 из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем 30, например дорнитом. Этим достигается предотвращение суффозии грунта. После возведения подпорной стенки 9 на ее верхней прослойке укладывается щебеночная подушка 8, на которую укладываются переходные плиты 6, опирающиеся одним концом на шкафную стенку 7 оголовка 5. В нижней части зазора 11 между фронтальной стороной 12 армогрунтовой подпорной стенки 9 и опорами 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1 устроен дренаж 25 из гравия. Длина чередующихся прослоек и их количество подбираются таким образом, чтобы обеспечить требуемый коэффициент устойчивости геомассива с насыпью. Если сопряжение моста с насыпью располагают на геомассиве, который после пригрузки его весом насыпи имеет коэффициент устойчивости K уст > 1,0, но меньше значения, требуемого действующими нормами, т.е. K уст < K тр, то увеличением длины прослоек или увеличением их количества можно обеспечить требуемый коэффициент устойчивости геомассива с насыпью. Для увеличения устойчивости можно также установить дополнительно наклонные сваи 31 или ввести открылки 32, расположенные под углом относительно оси моста, соответствующим 45-90 o . Технико-экономический эффект заключается в обеспечении эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью при одновременном снижении стоимости и материалоемкости при строительстве в сложных инженерно-геологических условиях, в увеличении длины пролетов мостов до необходимых размеров, в увеличении высоты насыпей на слабых грунтах основания под ними, в увеличении коэффициента устойчивости и в выравнивании осадок основания.

Формула изобретения

1. Сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки, отличающееся тем, что сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала, с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки устроен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. 2. Сопряжение моста с насыпью по п.1, отличающееся тем, что объемные георешетки под гравий упругого основания представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. 3. Сопряжение моста с насыпью по п.1 или 2, отличающееся тем, что торцы чередующихся прослоек подпорной стенки выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем, например дорнитом. 4. Сопряжение моста с насыпью по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что фундамент опор содержит дополнительные наклонные сваи. 5. Сопряжение моста с насыпью по пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено открылками свайного фундамента опор, которые расположены под углом относительно оси моста 45 - 90 o .

РИСУНКИ

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Министерство строительства и эксплуатации автомобильных дорог Молдавской ССР

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ УСТОЕВ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ И ПУТЕПРОВОДОВ, ОБСЫПАННЫХ МЕСТНЫМИ ГРУНТАМИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ МОЛДАВСКОЙ ССР

ВСН 5-79

Минавтодор МССР

Утверждены
Министерством строительства и эксплуатации автомобильных дорог Молдавской ССР
"19" октября 1978 г. № 341

Кишинев 1978

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая Инструкция разработана впервые, в ней отражены особенности расчета устоев, обсыпанных местными грунтами, конструирования откосов конусов и сопряжения мостов с насыпью, технологии производства работ по устройству сопряжений моста и укреплению откосов конусов.

Инструкция разработана в отделении Искусственных сооружений всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (ЦНИИС) Минтрансстроя (к.т.н. Рыбчинский Д.П., к.т.н. Глотов Н.М., д.т.н. Луга А.А.) при участии институтов "Сибгипротранс" (инж. Карманов Ф.Г.), "Молдгипроавтодор " (инженеры Штерн А.Я., Усачев Е.Т., Здерчук А.И., Сухарев И.К.), треста "Оргдорстрой" (инж. Лисайчук А.И.) и "Союздорпроекта" (инж. Хазан И.А.).

Разделы Инструкции по конструированию сопряжений моста с насыпью и технологии их устройства составлены на основе типового проекта "Сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью" (Союздорпроект, сер. 8.503-41, 1977) с учетом "Методических рекомендаций по проектированию и строительству сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью" (СоюздорНИИ, 1975).

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая Инструкция предназначена для использования организациями, осуществляющими проектирование и строительство опытных автодорожных мостов и путепроводов на территории Молдавской ССР.

1.2. В Инструкции отражены специфические особенности расчета устоев, конструирования откосов конусов и сопряжения мостов с насыпью, технологии производства работ по устройству сопряжения моста и укреплению откосов конусов.

1.3. При проектировании устоев и сопряжений с насыпью автодорожных мостов и путепроводов следует руководствоваться, кроме указаний настоящей Инструкции, соответствующими требованиями глав СНиП по проектированию мостов и труб; оснований зданий и сооружений; свайных фундаментов; "Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб"; государственных стандартов.

В период производства работ по постройке мостов и путепроводов следует выполнять требования главы СН иПпо технике безопасности в строительстве.

1.4. Мосты и путепроводы, возводимые в районах с сейсмичностью 7 баллов и выше, следует проектировать с учетом указаний главы СНиП на строительство в сейсмических районах и соответствующих разделов настоящей Инструкции.

2. РАСЧЕТЫ

Общие указания

2.1. Расчеты несущей способности и деформативности грунтовых оснований и фундаментов устоев мостов и путепроводов следует производить по методу предельных состояний, руководствуясь указаниями главы СНиП по проектированию мостов и труб.

2.2. Нагрузки и воздействия при расчете оснований и фундаментов устоев должны приниматься в соответствии с указаниями главы СНиП по проектированию мостов и труб.

2.3. Номенклатуру грунтов следует принимать в соответствия с главой СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений.

2.4. Для обсыпки устоев (засыпка за ними и отсыпка конусов) рекомендуется использовать грунт, из которого отсыпают подходные участки насыпи.

2.5. Значения физико-механических характеристик грунтов основания (угол внутреннего трения φ , объемный вес γ, сцепление С и др.) следует определять на основании данных инженерно-геологических изысканий лабораторными и полевыми исследованиями с учетом природного состояния грунта и возможных его последующих изменений при строительстве и эксплуатации сооружения.

2.6. Для определения расчетных значении сдвиговых характеристик грунтов, используемых дли отсыпки конусов и примыкающих к устоям участков насыпи, необходимо отобрать пробы с нарушенной структурой (по технологии отбора монолитов), по которым в лабораторных условиях определяют оптимальную влажность и максимальную плотность по методу стандартного уплотнения. Затем изготовляют образцы путем трамбования и формовки грунта при оптимальной влажности и требуемой плотности, устанавливаемой настоящей Инструкцией в зависимости от глубины расположения данного слоя от поверхности насыпи.

При отборе проб и испытании грунтов, а также для оценки местной устойчивости откосов, следует пользоваться соответствующими разделами "Методических рекомендаций по обеспечению устойчивости откосов земляного полотна при проектировании и строительстве автомобильных дорог в условиях Молдавской ССР", разработанных СоюздорНИИ.

2.7. Горизонтальное давление грунта на устои от временной вертикальной нагрузки следует определять в соответствии с указаниями действующих нормативных документов в части, касающейся проектирования автодорожных мостов и путепроводов.

Давление грунта на устои от воздействия его собственного веса надлежит определять согласно указаниям пп. 2.8 - .

Горизонтальное давление грунта на устои

где - горизонтальное давление

грунта, тс/м 2 ;

γ н - нормативное значение объемного веса грунта, тс/м 3 ;

φ н - нормативное значение угла внутреннего трения грунта, град.;

С н - нормативное значение внутреннего сцепления грунта, тс/м 2 ;

Н - высота расчетного слоя грунта, м, считая от его основания до верха дорожного покрытия;

В - ширина устоя в плоскости задней грани, на которую действует (распределяется) горизонтальное давление, м.

(3)

где - горизонтальное давление дренирующего грунта, тс/м 2 в уровне подошвы слоя;

h д - высота слоя дренирующего грунта, м, считая от его основания до верха дорожного покрытия.

2.14. Нормативное значение горизонтального давления грунта Е 2 на устой со стороны пролета следует учитывать в виде активного давления.

2.15. Равнодействующая нормативного значения горизонтального давления Е 2 (тс) на устой по передний грани (см. ) от собственного веса насыпного связного грунта (выше естественной поверхности) надлежит определять по формуле

(4)

где - горизонтальное давление грунта, тс/м 2 ;

α - угол наклона образующей конуса к горизонту и уровне естественной поверхности грунта, град.;

Н 2 - расстояние от естественной поверхности грунта до образующей конуса по вертикали, проходящей по передней грани устоя, м;

Z 2 - глубина, до которой отсутствует давление грунта, м.

2.20. Горизонтальное давление грунта на переднюю грань обсыпного устоя от веса конуса (рис. 2, а и б) в уровне естественной поверхности условно принимается равным 2/3 от величин, приведенных в , где за Н принимается расстояние Н 2 от естественной поверхности грунта до образующей конуса по вертикали, проходящей по передней грани массивного фундамента или плиты свайного фундамента.

Примечания: 1. При ширине насыпи поверху менее 10 м значение коэффициента п 1 следует принимать для ширины 10 м.

2. Для промежуточных значения высот и ширин насыпи значение коэффициента п 1 определяют по интерполяции.

2.22. Если вершина эпюры избыточного горизонтального давления располагается ниже фундамента, то ее низ следует ограничивать уровнем его подошвы.

2.23. Величины равнодействующих избыточного горизонтального давления грунта, действующих на фундамент ниже подошвы плиты, рекомендуется приводить к уровню подошвы, взяв отношение суммы моментов всех этих сил относительно условной точки С и С 1 (), или же относительно уровня острия свай, если вершина эпюры избыточного горизонтального давления грунта располагается ниже фундамента - к расстоянию от этой условной точки до подошвы плиты.

2.24. При наличии оставленного в грунте шпунтового ограждения вокруг фундамента за его ширину принимают ширину ограждения.

2.25. Расчет опор па устойчивость против скольжения необходимо производить по формуле:

где ΣЕ i - сумма всех активных сил, действующих параллельна проверяемому сечению, тс;

f - коэффициент трения, принимаемый согласно п.2.26;

G L - нормальные составляющие всех активных сил, перпендикулярные проверяемому сечению, тс;

т ≤ 0,8 - коэффициент условий работы.

2.26. Проверку устойчивости опор против скольжения следует производить с учетом взвешивающего действия воды при наивысшем ее уровне при следующих значениях коэффициентов трения подошвы фундамента по грунту:

для глин и скальных грунтов с омыливающейся поверхностью (глинистые известняки, глинистые сланцы и т.п.):

при затоплении водой0,1

во влажном состоянии0,23

в сухом состоянии0,30

для суглинков и супесей0,30

для песков0,40

для гравелистых и галечниковых грунтов0,50

для скальных пород с неомыливающейся поверхностью0,60

Глубокий сдвиг устоев совместно с грунтом по круглоцилиндрической поверхности

2.27. Устои, расположенные на крутых склонах, а также устои с подходной насыпью высотой более 10 м в случае нахождения под несущий пластом слоя слабого глинистого грунта или прослоек водонасыщенного грунта, подстилаемого глиной, следует рассчитывать на устойчивость против глубокого сдвига (смещение фундамента совместно с грунтом по круглоцилиндрической поверхности скольжения).

2.28. Радиус и положение центра наиболее опасной круглоцилиндрической поверхности скольжения при расчете определяет методом попыток. Поверхность скольжения не должна пересекать тело фундамента, за исключением случаев проверки устойчивости свайных фундаментов, в которых поверхность скольжения следует также принимать пересекающей сваи (при наличии толщи слабого грунта в ее пределах).

2.29. Расчет против скольжения по круглоцилиндрической поверхности производится следующим образом.

Для принятой произвольной, но вероятной цилиндрической поверхности скольжения радиуса R определяется отношение момента сдвигающих сил М сд относительно центра вращения О () к предельному моменту удерживающих сил относительно того же центра. При определении предельного момента М ПР сопротивление свай скольжению сползающего массива грунта по круглоцилиндрической поверхности, пересекающей сваи, не учитывается, что обеспечивает дополнительный запас устойчивости. Эти моменты следует определять по формулам:

(7)

где Т i = G l . sinα i - сдвигающая составляющая веса i - o й части массива, тс;

G l - вес i - ой части массива, заключенной между двумя вертикальными плоскостями, тс; при поверхности сдвига, пересекающей сваи, вес устоя и давление от веса пролетного строения не учитывается; в случае устройства фундамента мелкого заложения (в котловане) эти силы следует учитывать;

Если поверхность скольжения в пределах i -го участка проходит по водопроницаемому слою (песку, супеси) или по границе водопроницаемого и водонепроницаемого слоев, то вес G i следует определять с учетом гидростатического взвешивания грунта, расположенного ниже уровня воды при расчетном паводке;

Суммарное горизонтальное оползневое давление на вертикальную плоскость, проходящую по задней грани устоя определяют по формуле:

(9)

где T i = G i . sin α i - сдвигающая сила, тc ;

U i = N i . f i - удерживающая сила, тс;

G i - сила, равная расчетному весу i - го участка грунтового массива, тс;

N i = G i . cos α i - нормальная составляющая силы G i к поверхности скольжения, тc ;

α i - угол наклона к горизонту (в пределах i -го участка) кровли грунтового или скального пласта, по которому возможно сползание вышерасположенного грунтового массива, град.;

f i - коэффициент трения между подошвой i - го участка и кровлей пласта, по которому возможно сползание, принимается по табл. 3;

S i - горизонтальная сейсмическая c ила, действующая на грунтовав массив, тс, принимаемая по .

Коэффициент α 2

Учет сейсмических воздействий

2.39. Указания настоящего раздела распространяются на проектирование устоев постоянных мостов и путепроводов на автомобильных дорогах общей сети I , II , III и IV категории, автомобильных дорогах промышленных предприятий I и II категории, скоростных городских дорогах и на магистральных улицах общегородского и районного значения при расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов, возводимых в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.

2.40. Сейсмичность района или пункта следует принимать согласно указаниям главы СНиП по строительству в сейсмических районах в соответствии с разработанной на их основе картой сейсмического районирования (рис. 8).

2.41. Уточнение сейсмичности площадки строительства в зависимости от геологических условий производится на основании карт сейсмического микрорайонирования.

Сейсмичность площадки строительства допускается уточнять на основании общих инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий согласно (по согласованию с инстанцией, утверждающей проект).

2.42. Устои моста (путепровода) следует проектировать, исходя из расчетной сейсмичности сооружении, принимаемой по .

2.43. Расчет устоев мостов (путепроводов) с учетом сейсмического воздействия следует производить по первому предельному состоянию.

2.44. Конструкция устоев, проектируемых для строительства в сейсмических районах, должна проверяться расчетами:

на основное сочетание нагрузок в соответствии с требованиями главы СНиП на проектирование мостов и труб;

на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмического воздействия в соответствии со СНиП на проектирование мостов и труб.

2.45. Величины нагрузок и коэффициентов перегрузки следует принимать в соответствии с действующими нормами проектирования автодорожных мостов.

2.46. В расчетах устоев с учетом сейсмических воздействий к величинам расчетных нагрузок необходимо вводить коэффициенты сочетания п 0 :

для постоянных нагрузок и воздействий - 1;

для вертикальных временных подвижных нагрузок (без динамического коэффициента) - 0,35.

Сейсмичность площадки строительства в баллах в зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий

Примечания : Уровень грунтовых вод h определяется от планировочной отметки.

2. При положении уровня грунтовых вод h соответствующей промежуточным значениям, указанными в табл. 6, грунты должны приводиться к категории сейсмических свойств (I или II или III ) в зависимости от особенностей рельефа местности, условий залегания пластов грунта, степени выветрелости грунтов, близости плоскостей сброса и других подобиях факторов.

Расчетная сейсмичность мостов (путепроводов)

Примечания: 1. Указанные в п. 1, табл. 7 большие мосты в районах с сейсмичностью 9 баллов и особо ответственные большие мосты на дорогах прочих категорий, в районах с сейсмичностью 8 и 9 баллов должны возводиться с дополнительными антисейсмическими мероприятиями по специальным проектам.

2. В тех случаях, когда разрушение перечисленных в п. 8, табл. 7 сооружений может быть сопряжено с длительным перерывом давления, расчетная сейсмичность этих сооружений (кроме деревянных мостов) должна назначаться по п. 2, табл. 6.

Для сейсмических нагрузок, учитываемых совместно с постоянными нагрузками (воздействиями), коэффициент сочетания принимается равным 1, а для сейсмических нагрузок, учитываемых совместно с постоянными нагрузками (воздействия) и с вертикальными временными подвижными нагрузками, коэффициент сочетания принимается равным 0,8.

2.47. Сейсмические силы принимают действующими горизонтально в направлениях вдоль и поперек оси моста. Действие сейсмической нагрузки в обоих направлениях учитывается раздельно.

2.48. Расчетные сейсмические нагрузки, действующие на устои, следует определять по указаниям главы СНиП на строительство в сейсмических районах ивключать их в особые сочетания нагрузок.

2.49. Воздействий сейсмических нагрузок следует учитывать совместно со всеми постоянными нагрузками и воздействиями (принимая нормативные их величины), а также с временными подвижными вертикальными нагрузками с учетом указанных выше коэффициентов.

Расчеты с учетом сейсмических воздействий необходимо производить как при наличии временной подвижной вертикальной нагрузки на пролетных строениях, так и без нее. Для сооружений на дорогах промышленных предприятий расчеты допускается производить без учета временной подвижной нагрузки.

Сейсмические нагрузки учитывают совместно с нагрузками НК-80 и НГ-80, с временной вертикальной нагрузкой на тротуарах и с нагрузкой от торможения.

2.50. Полное горизонтальное давление (статическое совместно с сейсмическим) грунта насыпи (связного или несвязного) на заднюю грань устоя е с рекомендуется определять по формуле

(12)

где е - горизонтальное статическое давление грунта (связного или несвязного), тс/м 2 ;

К с - коэффициент сейсмичности, принимаемый по табл. 8;

φ Н - нормативное значение угла внутреннего трения грунта, град.

2.51. Равнодействующую полного горизонтального давления грунта насыпи (связного или несвязного) на заднюю грань устоя Е С рекомендуется определять по формуле

(13)

где Е - равнодействующая нормативного значения горизонтального статического давления грунта насыпи (связного или несвязного) на заднюю грань устоя, тс, определяемая по .

Остальные обозначения те же, что и в ф. 12.

2.52. Сейсмическое горизонтальное давление грунта конуса на переднюю грань устоя не учитывают.

2.53. Приведенными в пп. 2.50 ÷ 2.51 формулами можно пользоваться при определении давления грунта на устой, если его грани наклонены к вертикали не более ± 10°.

2.54. Избыточной полное горизонтальное давление (статическое совместно с сейсмическим) грунта на фундамент от веса подходной насыпи в уровне естественной поверхности рекомендуется определять по формуле

(14)

где Е Н - избыточное горизонтальное статическое давление грунта, тс/м 2 , на фундамент от веса подходной насыпи в уровне естественной поверхности, определяемое по ;

К с - коэффициент сейсмичности, принимаемый по ;

φ Н - нормативное значение угла внутреннего трения грунта, окружающего фундамент, град.

Построение эпюры полного давления ведется аналогично построению эпюр е н п ри статическом давлении.

2.53. В расчете устоев, расположенных в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, на устойчивость против глубокого сдвига совместно с грунтом по круглоцилиндрической поверхности скольжения, а также на локальный оползневой сдвиг следует учитывать действующие горизонтальные сейсмические нагрузки (см. и ).

Горизонтальную сейсмическую нагрузку S i , действующую на устой и грунтовый массив, рекомендуется определять по формуле

S i = G i K C m K , ()

где G i - вес элемента устоя или грунтового массива, т c ;

K C - коэффициент сейсмичности, принимаемый по ;

т К - 1,5 - коэффициент, учитываемый при вычислении сейсмической нагрузки, действующей на устой;

т К = 1 - коэффициент, учитываемый при вычислении сейсмической нагрузки действующей на грунтовый массив.

В расчетах устоев принимается, что сейсмическая нагрузка S i направлена в сторону пролета.

Момент сдвигающих сил следует определять по формуле

(16)

где S i - горизонтальная сейсмическая сила, действующая на элементы устоя и грунтового массива, тс;

- плечо силы S i относительно центра вращения, м.

Остальные обозначения те же, что и в .

2.56. Несущую способность по грунту фундаментов мелкого заложения следует проверять пользуясь условием

(17)

где σ max -наибольшее расчетное давление на основание под подошвой фундамента, т/м 2 ;

N и М - расчетные значения нормальной силы, тс, и момента, тс . м, в уровне подошвы фундамента от заданной комбинация нагрузок, включая собственный вес фундамента и грунта на уступах;

Р и W - площадь, м 2 , подошвы фундамента и ее момент сопротивления, м 3 , относящийся к наиболее нагруженному ребру;

т с - сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным;

т С = 1,2 для глинистых грунтов с показателем консистенции J L ≤ 0.4, скальных пород, плотных грунтов, крупнообломочных и песчаных грунтов;

т С = 0,7 для глинистых грунтов с показателем консистенции J L > 0,75 и рыхлых водонасыщенных песков;

т = 1 для всех остальных грунтов;

R - расчетное значение сопротивления грунтового основания осевому сжатию, тс/м 2 , определяемое по указаниям п.682 СН 200-62.

Если (где W " - момент сопротивления подошвы фундамента, относящийся к менее нагруженному ребру), то наибольшее напряжение в грунте под фундаментом следует определять по формуле

(18)

где α - д лина прямоугольной в плане подошвы фундамента (размер в плоскости действия сил), м;

в - ширина подошвы фундамента, м.

2.57. В расчетах на устойчивость фундаментов мелкого заложения против опрокидывания и скольжения коэффициент условий работы следует принимать т кр = 1.

2.58. Расчет свайных фундаментов устоев или устоев из свай, свай-оболочек, свай-столбов должен включать проверки:

а) несущей способности свай (столбов, оболочек) по грунту на вертикальную сжимающую и выдергивающую нагрузку;

б) несущей способности свай (столбов, оболочек) и фундаментной плиты (ригеля) по материалу;

в) устойчивости свай (столбов, оболочек) по условию ограничения давления, оказываемого на грунт боковой поверхностью сваи.

2.59. Н есущую способность Р 0 забивной висячей сваи, воспринимающей осевую сжимающую нагрузку в условиях сейсмического воздействия, следует определять по формуле

()

где К - коэффициент однородности грунта, принимаемый равным 0,7;

т - коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от числа свай в фундаменте: при числе свай до 5 шт. т = 0,8, при числе свай от 6 до 10 шт. т = 0,9, при числе свай большем 10 шт. т = 1;

т c , т ci - коэффициенты условий работы, учитывающие влияние c ей c мических колебаний на несущую способность грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи в i -м слое грунта, принимаемые по табл. 9;

Таблица 9

Примечание . Для скальных и крупнообломочных грунтов принимают m с независимо от расчетной сейсмичности.

R H - нормативное значение сопротивления грунта под нижним концом свая, тс/м 2 , определяемое по указаниям главы СНиП на проектирование свайных фундаментов;

F - площадь опирания на грунт, сваи, м 2 , принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;

U - периметр поперечного сечения сваи, м;

- нормативное значение сопротивления i - го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, тс/м 2 , определяемое по указаниям главы СНиП на проектирование свайных фундаментов, учитываемое с глубины h ≥ 5 м, считая от естественной поверхности грунта;

l i - толщина i - го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

h - глубина, до которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности сваи, м;

2.60. Несущую способность сваи, работающей на выдергивание в сейсмических условиях Р В0 при глубине погружения l > 5 м, необходимо определять по формуле

(20)

где т - коэффициент условий работы, принимаемый т = 0,8.

Остальные обозначения те же, что и в .

2.61. Несущую способность свай (столбов, оболочек) и фундаментной плиты (ригеля) по материалу на совместное действие расчетных усилий следует проверять в соответствии с требованиями главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций и Указаний СН 363-67.

2.62. Проверку устойчивости сваи (столбец оболочки) по условию ограничения давления, оказываемого на грунт боковой поверхностью сваи, рекомендуется производить в соответствии с п. 6 приложения главы СНиП по проектированию свайных фундаментов, принимая значения расчетного угла внутреннего трения для несвязных грунтов пониженными на величину Δφ , равную при расчетной сейсмичности 7 баллов - 2°, 8 баллов - 4° и 9 баллов - 7°.

Расчет на устойчивость производить не требуется для свай с размерами сторон (диаметром) поперечного сечения в ≤ 0,6 м, погруженными на глубину более 10 . в за исключением случаев погружения их в рыхлые пески.

2.63. Несущую способность сваи, воспринимающую вертикальную нагрузку в условиях сейсмических воздействий Р С , при использовании результатов полевых испытаний следует определять по формуле

где Р 0 и Р - значения несущей способности сваи, воспринимающей вертикальную нагрузку, вычисленные соответственно с учетом и без учета сейсмических воздействий;

Р нс - несущая способность сваи, тс, определенная по результатам полевых испытаний динамической или статической нагрузкой, либо по данным статического зондирования грунта.

2.64. При определении сейсмической нагрузки на устой со свайным (столбчатым) фундаментом допускается принимать сваи (столбы, оболочки) условно невесомыми, а 25% их веса на участке от низа плиты ростверка (насадки) до уровня жесткой заделки в грунте добавлять к весу плиты ростверка (насадки).

2.65. Подферменники (оголовки) устоев следует рассчитывать на усилия, передаваемые анкерами, устанавливаемыми для закрепления опорных частей.

3. КОНСТРУИРОВАНИЕ

Общие указания

3.1. Для мостов и путепроводов, расположенных в несейсмических районах, могут быть использованы любые конструкции устоев из числа, применяемых в настоящее время. Рекомендуется применять свайные устои козлового типа, сваи которых погружают предварительно отсыпанные конуса и примыкающие к ним части отходов.

3.2. Конструкции фундаментов устоев и сопряжения их с насыпью в несейсмических районах следует назначать, руководствуясь действующими нормами проектирования автодорожных мостов, главы СНиП по проектированию мостов и труб и соответствующими типовыми проектами.

3.3. Конструирование устоев и сопряжения их с насыпью для сейсмических районов следует осуществлять, руководствуясь указаниями пп. 3.4 ÷ 3.31.

Устои

3.4. Указания настоящего подраздела относятся к конструированию устоев мостов и путепроводов, проектируемых для сейсмических районов.

3.5. Основанием для фундаментов устоев должны служить, как правило, скальные грунты, крупнообломочные грунты, плотные и средней плотности песчаные грунты, твердые, полутвердые и тугопластичные глинистые грунты.

Запрещается заложение подошвы фундамента устоя моста с расчетной сейсмичностью 9 баллов на водонасыщенных рыхлых и средней плотности песчаных грунтах.

3.6. Подошва фундамента должна быть, как правило, горизонтальной. Фундаменты с уступчатой подошвой допускается проектировать только на скальных породах.

3.7. Устои следует проектировать возможно более простых форм. По условиям сейсмостойкости предпочтительными является железобетонные монолитные или сборные конструкции устоев.

Применение бетонных устоев с проемами, обратными стенами и подрезанной задней гранью при расчетной сейсмичности 9 баллов не допускается, а при 7 и 8 баллах не рекомендуется.

3.8. Применение бетонных устоев в виде отдельно стоящих столбов при расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов не рекомендуется, а при 9 баллах не допускается.

3.9. В обсыпных устоях с фундаментом из свай, оболочек или столбов подошву его плиты рекомендуется, как правило, располагать над естественной поверхностью грунтов независимо от их физико-механических свойств. Допускается плиту таких устоев располагать в грунтах природного сложения с характеристиками сжимаемости и прочности лучше, чем у грунтов, использованных для отсыпки подходных участков насыпи.

Все устои больших и средних мостов с плитой, расположенной над грунтом, следует проектировать только с наклонными сваями как вдоль, так и поперек моста.

Столбы и оболочки в устоях допускается использовать в вертикальном положении при условии проверки их горизонтальной жесткости и давления боковой поверхности на грунт.

3.10. Нижние концы оболочек и столбов необходимо заделывать в грунты, указанные в п. 3.5. Верх свай, оболочек или столбов следует объединять жесткой плитой, обеспечивающей их совместную работу.

3.11. В конструкции устоев следует проверять расчетом прочность свай (оболочек, столбов), их заделки в плиту и прочность плиты.

Сопряжение устоев с насыпью

3.12. Конструкция сопряжения устоя с подходными насыпями должна осуществляться с помощью переходных железобетонных плит.

3.13. Для плавного въезда автомобиля на мост при устройстве сопряжения его с насыпью необходимо:

а) обеспечить повышенную плотность грунтов земляного полотна по всей его высоте (коэффициент уплотнения грунтов при оптимальной влажности должен быть не менее 0,98 - 1,0);

б) создать надежный отвод поверхностных вод с покрытия и из тела насыпи с применением дренажных слоев под покрытием с устройством бортовых лотков и противофильтрационной защиты покрытия и обочин в пределах сопряжения;

в) выдержать, если возможно по условиям строительства дороги, земляное полотно до устройства постоянного покрытия не менее года, в течение которого происходит основные осадки тела иоснования насыпи;

г) уложить переходные плиты длиной (согласно п. 3.17) достаточной для перекрытия зоны образования местных осадок и для обеспечения плавного сопряжения проезжей части моста с дорожным покрытием.

3.14. Высоту насыпи около моста принимают исходя из гидравлических и конструктивных условий с соблюдением требований СНиП на проектирование автомобильных дорог о требуемой величине возвышения низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых поверхностных вод с 10 %-ной вероятностью превышения, а также над уровнем поверхности земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком.

3.15. Конечную осадку уплотненного земляного полотна рекомендуется принимать в зависимости от вида грунта и высоты насыпи по табл. 10.

3.16. Конечную осадку основания насыпи для грунтов, уплотняющихся под воздействием веса насыпи, рекомендуется определять расчетом в соответствии с "Методическими указаниями по проектированию земляного полотна на слабых грунтах".

Таблица 10

Через год после обсыпки земляного полотна осадку насыпи можно принимать 50 %, а основания – 75 % от полной.

Основанию дренирующей засыпки создается продольный в сторону пролета уклон (0,05) и двухскатный поперечный уклон (0,05).

3.24. Крутизну откосов конуса и примыкающей к устою части подходной насыпи следует назначать с учетом обеспечения устойчивости откосов, но не менее величин, указанных в табл. 13. В сейсмических районах крутизну откосов следует принимать на 1:0,25 положе крутизны откосов в несейсмичес ких районах.

Крутизна откосов конусов высотойвыше 12 м определяется расчетом.

Таблица 13

4.6. Грунт для отсыпки насыпи должен иметь оптимальную влажность.

В процессе производства работ не следует допускать переувлажнения грунтов и в дождливый период отсыпанный грунт необходимо немедленно разравнивать и уплотнять, придавая поверхности слоя уклон с целью обеспечения водоотвода. При интенсивных дождях отсыпку необходимо прекращать.

В жаркое время года отсыпку и уплотнение грунтов следует производить возможно быстро, не допуская его пересыхания.

4.7. Наименьший коэффициент уплотнения грунта (отношение наименьшей требуемой плотности грунта с максимальной при стандартном уплотнении) следует принимать равным 0,90.

Особенно тщательно необходимо уплотнять верхний слой (порядка 1,5 м) примыкающей к устою части подходной насыпи. Коэффициент уплотнения грунта должен быть не менее 0,98 - 1,0.

Более высокие требования к уплотнению предъявляются к грунтам высоких и подтапливаемых насыпей.

Технология устройства сопряжения моста с насыпью

4.8. В зависимости от особенностей конструкции устоев (козловые, столбчатые или стоечные со свайным или мелкого заложения фундаментом) последовательность работ по строительству сопряжений моста с насыпью может меняться.

При козловом (столбчатом) типе устоя нижнюю часть конуса и примыкающей к устою части подходной насыпи целесообразно отсыпать до погружения свай (столбов, оболочек) с послойным уплотнением до степени 0,98 - 1,0.

Высоту примыкающей части подходной насыпи и конуса (h пр ) принимают равной: при высоте насыпи Н нас = 3 ÷ 4 м h пр = Н нас - 2 м; при Н нас = 4 ÷ 6 м h пр . = Н нас. - 3 м. При Н нас > 6 м высота отсыпки определяется наличием копрового оборудования для погружения свай на проектную глубину.

После сооружения устоя подходы и конус отсыпают на всю высоту. Отсыпку ведут послойно с уплотнением до коэффициента 0,98 - 1,0. На расстоянии 2 м и более от устоя грунт уплотняют тяжелыми машинами, а вблизи и в стесненных условиях малогабаритными механизмами. При ручном уплотнении толщина слоев не должна превышать 10 - 15 см. Одновременно обсыпают и уплотняют гравийно-щебеночную подушку под лежень переходных плит.

Качество уплотнения грунта необходимо систематически контролировать.

4.9. После возведения подходных насыпей и конусов на проектную высоту дальнейшая последовательность работ зависит от типа покрытия (цементобетон или асфальтобетон).

При цементобетонном покрытии:

В пределах длины поверхностных переходных плит плюс 10 м устраивают временное покрытие из щебня или каменной мелочи, которое эксплуатируется в течение года;

Удаляют верхний загрязненный слой (или весь) временного покрытия; при необходимости досыпают основание дорожного покрытия и уплотняют его до 0,96 - 1,0;

Устраивают котлованы под переходные плиты и траншеи под опорный лежень;

Укладывают в траншеи лежень и в котлованах втрамбовывают щебень слоем 5 см;

После устройства щебеночной подготовки укладывают переходные и промежуточные плиты, устраивают постоянное покрытие с водоотводными лотками;

При асфальтобетонном покрытии:

Устраивают котлованы под переходные плиты и траншеи под опорный лежень;

Укладывают в траншеи лежень, в котлованах втрамбовывают щебень слоем 5 см и после устройства щебеночной подготовки укладывают переходные плиты;

Устраивают временное покрытие (на длине переходных плит плюс 10 м) из щебня или каменной мелочи, которое эксплуатируется в течение года;

Удаляют верхний загрязненный слой временного покрытия, при необходимости досыпают основание дорожного покрытия и уплотняют его до 0,98 - 1,0;

Устраивают постоянное покрытие с водоотводными лотками;

Срезают конусы до проектного очертания, укрепляют их и обочины.

4.10. Отсыпку подходной насыпи и конуса ведут послойно на всю ширину. Толщину слоев принимают в зависимости от используемых механизмов (приложение I к СНиП III -Д.5-73) и уточняют по результатам пробного уплотнения. На подходах толщина уплотняемых слоев (в плотном теле) не должна превышать 30 см, а в стесненных условиях (на конусе) - 10 - 15 см.

Отсыпка последующего слоя допускается только после разравнивания и уплотнения нижележащего слоя до требуемой плотности.

Конусы отсыпают увеличенных по отношению к проектному очертанию размеров (согласно п. 4.13).

4.11. При устройстве щебеночной подушки под лежень переходных плит и при укладке щебеночного основания под плиты особенно тщательно следует уплотнять щебень. Нижний слой щебня толщиной 5 см должен быть втрамбован в грунт.

Щебеночная подушка под лежень устраивается из фракционированного щебня по способу заклинки. Допускается применение гравийного материала с добавлением 30 – 50 % щебня.

4.12. Поверхностные переходные плиты укладывают одновременно с устройством покрытия, т.е. через год после возведения земляного полотна.

Полузаглубленные плиты укладывают в один год с возведением земляного полотна, а покрытие в пределах плит - через год.

При строительстве моста в разрыве насыпи, возводимом на грунтах повышенной сжимаемости, полузаглубленные плиты укладывают через год после засыпки разрыва.

4.13. Для ускорения срока осадки (консолидации) основания насыпи могут быть применены специальные технологические (временная пригрузка насыпи слоем грунта) или конструктивные (вертикальные дрены или дренажные прорези, замена грунта основания и т.д.) мероприятия, разработанные в методических рекомендациях СоюздорНИИ х) .

х) Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах". М., 1974 "Методические рекомендации по применению временной пригрузки взамен выторфовывания при сооружении земляного полотна на торфяных болотах", М., 1974; "Методические рекомендации по проектированию и технологий сооружения вертикальных песчаных дрен и песчаных свай при возведении земляного полотна на слабых грунтах". М.,1974.

Метод пригрузки эффективен при устройстве конусов, для чего их отсыпают несколько увеличенных размеров (по отношению к проектному очертанию примерно на 1 м). Через год пригрузочный слой удаляют и укрепляют конусы по их проектному очертанию.

4.14. Перед кратковременным перерывом в работе (1 - 2 суток) по возведению подходной насыпи и конуса необходимо спланировать их поверхности с целью обеспечения водоотвода.

4.15. Досыпать весной подходную насыпь, возведённую в зимних условиях из связных грунтов, допускается только после того, как грунт оттает, просохнет и приобретет устойчивое состояние, что устанавливается по результатам испытаний контрольных образцов грунта.

4.16. Для уплотнения связного, дренирующего грунта и щебеночных оснований при устройстве сопряжений устоев моста с насыпью рекомендуется применять механизмы ударного, виброударного и вибрационного действия. Для уплотнения связных и несвязных грунтов в стесненных местах рекомендуется применять электротрамбовки (ИЭ~4504); для уплотнения несвязных грунтов, гравия и щебня - самопередвигающиеся виброплиты типа SVP и BSD (ГДР).

Контроль качества отсыпки грунтов

4.17. Плотность отсыпаемого грунта необходимо систематически контролировать путем определения его плотности и влажности по отобранным образцам.

Плотность грунта определяет методом кольца с режущим краем, а влажность - методом высушивания до постоянной массы.

4.18. Плотность и влажность грунтов с каждой стороны моста (путепровода) определяют на каждом метре высоты отсыпанной насыпи: на конусе, на расстоянии 2 - 3 м от задней грани устоя и на расстоянии 50 м от моста. В последнем случае плотность и влажность определяет по пробам, взятым примерно на половине высоты насыпи и на расстоянии 0,7 м от ее верха.

Количество проб, взятых из грунта конуса и вблизи устоя со стороны подходов на каждом метре высоты, должно быть не менее 6.

4.19. В процессе уплотнения необходимо следить за равномерностью уплотнения в поперечном и продольном направлениях.

Все данные о степени уплотнения грунтов, толщине слоев и технологии производства работ, полученные в процессе систематического контроля, должны быть занесены в журнал контроля уплотнения насыпей.

Отклонения от требуемого коэффициента, уплотнения в сторону уменьшения допускаются не более, чем у 10 % о бразцов и не должен превышать по абсолютной величине 0,04.

Разница между значениями коэффициента уплотнения, определенными в поперечном сечении верхнего слоя подходной насыпи для дорог с усовершенствованными покрытиями, не должна превышать 0,02.

5. УКРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ КОНУСОВ

Общие указания

5.1. При оценке местной устойчивости откосов и при выборе типа решетчатых конструкций следует пользоваться "Техническими указаниями по применению сборных решетчатых конструкций для укрепления конусов и откосов земляного полотна" ().

Бетонные монолитные или сборные плиточные крепления должны осуществляться в соответствии с указаниями проекта.

5.2. Во всех случаях крепления откосов конусов (сплошное или решетчатое) у их подошвы необходимо расположить бетонный или железобетонный упор, служащий для воспринятия сдвигающих усилий от собственного веса конструкций крепления.

5.3. Содержание откосов конусов должно осуществляться в соответствии с указаниями действующих нормативных документов.

Подтапливаемые конусы

5.4. Типы укреплений откосов и подошв конусов в пределах подтопления должны приниматься в зависимости от скорости течения воды, высоты волны, длительности подтопления, условий ледохода согласно указаниям пп. 5.5 ÷ 5.8.

5.5. Отметка верха укреплений должна быть выше расчетного уровня воды (с учетом подпора и наката волны) не менее 0,5 и у мостов через большие и средние реки и не менее 0,25 м у мостов через малые водотоки.

5.6. Откосы конусов, находящихся в зоне постоянного подтопления, следует укреплять монолитным бетоном иди бетонными или железобетонными плитами.

Выше уровня постоянного подтопления выбор типа крепления откосов конусов осуществляется в зависимости от гидрогеологических условий.

При малых скоростях течения паводковых вод и незначительном волнобое (высота волны не более 0,3 м) допускается применять для крепления откосов выше уровня постоянного подтопления решетчатые железобетонные конструкции.

Тип заполнения ячеек решетчатых конструкций назначается в зависимости от гидрогеологических условий. При длительности подтопления более 20 суток и скорости течения порядка 1 м/сек ячейки следует заполнять каменной наброской.

5.7. В случае возможного размыва подошвы конуса необходимо предусматривать ее защиту от размыва. Для защиты подошвы конуса следует использовать каменную наброску, гибкие покрытия или комбинированные конструкции (гибкое покрытие совместно с каменной наброской).

5.8. При высоте конусов не более 6 м вне пределов подтопления откосы допускается укреплять сплошной одерновкой.

Неподтапливаемые конусы

5.9. Конуса высотой до 6 м допускается укреплять травосеянием или сплошной одерновкой (в случае обеспечения местной устойчивости откосов).

5.10. При высоких насыпях, а также в случаях, когда травосеяние и одерновка неэффективны и трудоемки, когда грунт конусов легко размываем и склонен к сползанию или пластичному течению с последующим образованием сплывов и оплывин, целесообразно откосы конусов крепить сборными решетчатыми конструкциями (табл. 14).

5.11. Откосы конусов путепроводов рекомендуется крепить решетчатыми конструкциями по варианту № 1 б , 2, 4 (табл. 14). Ячейки следует заполнять растительным грунтом с последующим гидропосевом трав, а в неблагоприятных для прорастания травы условиях - местными естественными материалами (гравийно-песчаными, торфо-песчаными смесями, мелким камнем и т.п.).

Длину стальных штырей в конструкциях крепления по вариантам № 2 и 4назначают равной 0,5 м, а размер ячеек 1,5×1,5 м. Длину железобетонных свай (вариант № l б ) - 1 м.

5.12. Откосыконусов путепроводов, поверхностный слой грунтов которых склонен в весенний период к быстрому переходу в текучее состояние с образованием оплывов и оплывин глубиной до 0,5 м, следует укреплять решетчатой конструкцией по варианту № 1 а и 4.

Длину стальных штырей в варианте № 4 назначат равной 0,8 м, размер ячеек 1×1 м. Длину железобетонных свай (вариант 1 а ) 1 м.

Ячейки заполняет местным непучинистым грунтом с последующим гидропосевом, каменной наброской гравием, гравийно-песчаными смесями.

5.13. Работы по изготовлению сборных элементов и монтажу решетчатых конструкций должны выполняться согласно указаниям .