книги / Сопряжение проезжей части автодорожных мостов с насыпью

В утлошяют юра-в-ийно-щебеночную подушку ©од лежшь «переход­ ный влит. Осуществляют систематич-еский контроль уплотнения.

После ©03iBедения земляного «полотна на ©сю высоту дальней­ шая 1последо!ватель:ность работ (принимается в зати-симости от па (покрытия (тшта .переходных шщт)

ты. В пределах плит плюс '10 ш устраивают ©ременное покрытие из щебня или каменной мелочи, по которому дорога эксплуати­ руется в течение года;

асфальтобетонное покрытие — полузаглубленные и заглублен­ ные плиты. Роют траншеи под лежень и котлованы под переход ные плиты.

Укладывают лежень, втрамбовывают в котлован 5 см слой щебня и после устройства щебеночной подушки укладывают пе­ реходные плиты. В пределах переходных плит плюс запас 10 м устраивают временное покрытие из щебня или каменной мелочи, по которому дорога эксплуатируется в течение года.

61

IV этап — цементнобетонлое покрытие — поверхностные пли­ ты. Удаляют .верхний загрязненный слой ‘Временного покрытия; при необходимости производят досыпку основания дорожной

втрамбовывают в котлован 5-см слой щебня и после устройства щебеночной подушки укладывают переходные и промежуточные плиты. Укладывают постоянное покрытие устройством на нем водоотводных лотков. Срезают конусы до проектного очертания и выполняют укрепительные работы конусов и обочин;

асфальтобетонное покрытие — полузаглубленные и заглублен­ ные плиты. Удаляют верхний загрязненный слой временного по­ крытия, при необходимости производят досыпку основания дорож­ ного покрытия до проектной отметки и уплотнение его до К = = 0,98—ГО. Укладывают постоянное покрытие с устройством на нем водоотводных лотков. Срезают конусы до проектного очерта­ ния и выполняют укрепительные работы конусов и обочин.

При устройстве щебеночной подушки под лежнем переходных плит ,и .щебеночного основания под плиты особое внимание сле­ дует обращать на тщательное уплотнение щебня. Контроль каче­ ства уплотнения щебеночных оснований осуществляется в соответ­ ствии с указаниями СНиП II 1-Д.5-72.

Поверхностные переходные плиты укладывают одновременно со строителbCTBOiM покрытия, т е. через год после возведения зем­ ляного полотна, Полузаглубленные и заглубленные переходные плиты укладывают в один год с возведением земляного полотна,

апокрытие в пределах плит — через год.

Вслучае постройки моста в провале насыпи, возводимой на грунтах повышенной сжимаемости, укладку полузаглубленных и

заглубленных плит производят через год после засыпки прогала.

При (возведениинасыпей на сжимаемых -грунтах и необходимо­ сти' открытия движения по дороге до истечения годовой выстойки земляного полотна с разрешения инстанции, утвердившей проект, могут быть приняты следующие решения:

устройство гравийного или щебеночного шшрытт на подходах к мосту (на длине не менее двух высот насыпи) с укладкой пере­ ходных плит после досыпки и до-уплотнения (верхней части насыш. ■через год;

временная укладка переходных плит поверхностного тина с по­ следующей съемкой их через год для досыпки и доуплотнения верхней части насыпи и (установкой плит в проектное положение.

В обоих случаях в сметах на строительство объектов должны быть зарезервировалы средства на окончание работ по устройству сопряжения моста (путеяровода) с насыпыо.

Отдельные этапы устройства сопряжений моста с насыпью (они могут ее отвпадать с перт исленньими выше) регаетрируют в жур­ нале работ. После окончания работ составляют акт на скрытые работы, (Вкотором указывают плотность грунтов земляного полот-

62

па в (Пределах сопряжений, тип и кш-струицию переходных плит, длину плит -и соответствие выполненных работ проекту.

К акту прикладывают выписку из журнала .контроля уплотне­ ния .грунтов насыпи (в том числе конусов) и нивелировочные про­ фили © пределах переходных плит с запасом 2 м в сторону моста « не менее 3 ,м в сторону подходов. Нивелировочные профили про­ кладывают по оси «азкдой из полос движения (2,2 м от бордюра тротуаров или барьера), отметки (в мм) берут на каждом метре длины профиля.

.Конструкция сопряжения .моста с насыпью должна быть -пока­ зана на исполнительном чертеже общего вида .моста (путе­ провода).

.После сдачи моста -в .эксплуатацию строительные, эксплуата­ ционные и проектные организации в течение 3—5 ле1 ведут наб­ людения за состоянием конструкций сопряжений и ровностью по­ крытия в этих местах.

§ 13. Меры ускорения осадок насыпи

-Особые .грунтовые условия возле мостов вызывают часто •необ­ ходимость соблюдения специальной технологии .возведения дорож­ ных насьипей, а иногда влияют на конструкцию их -оснований.

•В зависимости от устойчивости грунтов в «Методических ука заииях по проектированию .земляного полотна» [115] различаются три типа оснований:

I I I —основания, которые требуют специальных конструктив­ ных мер по обеспечению устойчивости.

На подходах к -мостам встречаются все три типа оснований, для возведения насыпей, на которых применяются следующие тех­ нологические меры и .конструктивные решения (табл. 15).

-Метод временной припрузки состоит в том, что насыпь возво­ дится на большую (высоту чем требуется по проекту. Затем, -когда достигнута .заданная .величина консолидации тела и основания насыпи, излишек грунта снимается и используется на соседнем уча/стке.

Высоту слоя пригрузки назначают по расчету в зависимости от грунтовых условий, высоты насыпи и заданных сроков достижения консолидации. Часто оказывается достаточным слой пригрузки 1,5—2 м, но при слабых грунтах он может быть вдвое большим. Например, при возведении насыпи высотой 10 м подходов к мосту через Борисовские пруды в Москве (на слабых глинистых грунтах) применялся слой пригрузки 4 м.

В Швейцарии, для насыпей высотой 7 м применяется слой пригрузки 1,5 м, а при высоте 1,0 м — слой 0,5 м. Пригрузочный слой удаляют, когда скорость осадки становится менее 1 мм/сут. В Финляндии слой пригрузки назначают таким, чтобы осадка насыпи закончилась в течение двух лет.

Эффективно использовать метод пригрузки при устройстве конусов зем­ ляного полотна у мостов, где не всегда возможно обеспечить необходимое уп-

63

лотнелше грунтов. В этих целях конусы отсыпаются несколько увеличенных раз­ меров так, чтобы но отношению к проектному очертанию слой пригрузки соста­ вил примерно 1 м. После годичной выстойки пригрузочный слой удаляется и производится укрепление поверхностей конусов по их проектному очертанию.

При применении метода временной пригрузки в некоторых слу­ чаях возникает опасность нарушения устойчивости насьши. В та­ ких случаях метод пригрузки целесообразно применять совместно с методом предварительной консолидации, заключающимся в том, что возведение насыпи производят по ступенчатой эпюре, увели­ чивая высоту насыпи через определенные (обычно 0,5—1,5 мес) промежутки времени. При этом выбирают быстрый или медленный режим отсыпки, что зависит от величины безопасной нагрузки, устанавливаемой расчетом.

Метод предварительной консолидации применяется самостоя­

тех же целях и при устойчивых основаниях (I тип), но чаще © со­ четании с ©ременной пригрузкой насыпи.

Специальные 'К01Нстру(кт1И‘В'ные меры применяют щт больших толщах слабых грунтов. Так, при толще до 4 ,м, но при грунтах, способных «временно выдержать .вертикальные стенки, применяют дренажные прорези, .заполняемые паском с коэффициентом филь­ трации не менее 3 м/оут* ра'естояеия между прорезями обычно назначают >в пределах 4,8—12,4 м [46].

При толще слабых грунтов более 4 м применяют вертикальные дрены диаметром 0,2—0,5 .м с расстоянием между ними 1,8— 3,6 м, что определяется расчетом с учетом требуемого срока за­ вершения интенсивной части осадки (обычно 4—6 мес) Заполня­ ются дрены также песком с коэффициентом фильтрации не менее

3м/сут.

Внекоторых случаях, когда необходимо не только ускорить консолидацию, но и повысить несущую способность основания, опе-

64

цналыно рассчитанные на наггрузкн дрены выполняют и функции песчаных свай.

Частичное или полное удаление слабого грунта применяется также ;В целях ускорения сроков консолидации и повышения не­ сущей способности основания. Иногда ускорение сроков консоли­ дации и упрочнение грунтов основания можно достичь мелиора­ цией — отводом грунтовых ©од в пониженные места (метод пред­ варительного осушения). Этот метод «применяется самостоятельно и в сочетании с другими методами ускорения «консолидации и по­ вышения несущей способности оснований.

Другие методы из приведенных © табл. .15 (уположение отко­ сов, пригрузка бермами, деревянные или ’Железобетонные сваи) применяются редко и характеризуются более высокой стоимостью.

(Во «всех случаях выбор того или иного технологического или конструктивного решения должен быть обоснован технико-эконо­ мическим сравнением.

Большую эффективность при возведении насыпей дает приме­ нение гидронамыва, так как намывные грунты обычно не требуют дополнительного уплотнения и характеризуются высокой .несущей способностью и большими коэффициентами фильтрации. ,При этом ускоряется процесс консолидации как тела, так и основания на­ сыпи.

-Гидро-намыв применим не только при чистых песчаных грунтах, но и при пылеватых. Так, при строительстве земляного полотна высотой 8 м ©близи г. Тобольска [3] для гидронамыва (использова­ лись (мелкозернистые пылеватые пески со сбросом мельчайших (менее 0,05 MLM) частиц грунта лишь в размере 6% от общего объ­ ема фракций, в то «время как по проекту предусматривался сброс такого вида фракций в размере 23%. Коэффициент фильтрации намывных грунтов превысил 5 м/сут.

§14, Устройство дренирующей засыпки

иконусов

Для устройства дренирующей засыпки за опорами и конусов применяют грунты и материалы, не увеличивающиеся в объеме при замерзании: крупный и средний песок, мелкий непылеватый песок (частиц менее 0,1 мм не более 25%), шлак металлургиче­ ский. Коэффициент фильтрации дренирующего грунта после его уплотнения до коэффициента К =0,98—1,0 должен быть не менее 3 м/сут.

Дренирующая засыпка является одним и;з ответственнейших элементов конструкции узла сопряжения моста с насыпью. Роль дренирующей засыпки как необходимого регулятора водно-тепло­ вых процессов, происходящих в насыпи и отражающихся на до­ рожном покрытии, показана в работе [6]. Здесь мы лишь отме­ тим, что применение дренирующих грунтов за опорами .мостов и в конусах, по ора1вне!нию со овязньгми грунтами, имеет и техноло-

65

гичешие преимущества: их легче уплотнять, а процесс консоли­ дации в них заканчивается быстрее. .Применение дренирующей за­ сылки имеет прямую выпаду и с тачки зрения проектирова.ния .мо­ стовых опор, так как она снижает активное горизонтальное дав­ ление на опоры в 2,5—3 раза [35].

.Важно отметить эффективность .применения дотирующею

.грунта и в конусах земляного полотна. Здесь он отсасывает и ак­ кумулирует ©лагу из тела земляного полотна, а также гасит в своем теле накапливающиеся деформации яасьиш возле моста.

.Устройство дренирующей засыпки вызывает трудности © тех случаях, когда дренирующий грунт приходится возить издалека. Кроме того, еще не все строительные организации оснащены меха­ низмами для уплотнения грунта (вне зависимости от его каче­ ства) в .стесненных условиях.

Отмеченные трудности вызывают нарушения технических тре­ бований к качеству применяемых грунтов (см. § 3), -В связи с этим некоторые специалисты в области проектирования мостов предла­ гают [12] исключить дренирующую засьвпку за опорами и в кону­ сах, заменив ее .местными грунтами. .Ошибочность такой точки зрения показана в упомянутой работе [6] и лишний раз подтверж­ дает необходимость комплексного подхода к узлу сопряжения мо­ ста с насыпью, как к конструкции, объемлющей специализации мост — земляное полотно.

Для обеспечения необходимой плотности дренирующей засыпки и конусов важно правильно выбрать тип уплотняющего механизма. Стесненность фронта работ и близость к конструкциям моста, ко­ торые могут быть .повреждены при работе, определяют в данном случае применение малогабаритных и маневренных машин.

Многочисленные отечественные и зарубежные исследования по­ казывают что для уплотнения дренирующего грунта и щебеноч­ ных оснований в стесненных местах наиболее эффективны меха­ низмы ударного, вибрационного и виброударного действия.

Такие машины имеются .в нашей стране, причем их уплотняю­ щая способность при равных параметрах (вес, возмущающая си­ ла) не уступает зарубежным машинам.

В настоящее время наша .промышленность серийно изготовляет (ручные :электротрам!бовки .производительностью от 6 до 50 м3/ч и глубине уплотнения от 20 до 50 ем (табл. 16).

Электро-трамбовки просты в управлении и сами перемещаются в процессе работы, пригодны для уплотнения грунтов в самых труднодоступных местах; система рычагов и амортизаторов ис­ ключает вредное влияние вибрации на рабочих. Источником пита­ ния является трехфазяый ток напряжением 220 ,В.

■В 1972 г. освоено изготовление уплотняющей машины ЦНИИ С [29], монтируемой на бульдозере Д-635. Особенностью этой маши­ ны виброударного действия является выдвижной рабочий органвибромолот, дающий возможность уплотнения труднодоступных мест. Вибромолот выдвигается в поперечном направлении за след правой гусеницы при .помощи пидроцилиндра и может передай--

66

саться вдоль рамы -бульдозера Машек а имеет следующую техни­ ческую характеристику-

В периоде освоения для массового производства находится снмоиередвигающаяся вибршдита !ВРШЙСтройдор1маша Д-605 производительностью. 45 м3/ч -при .глубине уплотнения 4.0 .см Вслед ствие малых габаритных «размеров (420x70x90 см) и малой мас­ сы (250 кг) вибр-ошлита легко транспортабельна и применима для стесненных мест уплотнения.

Для уплотнения стесненных (мест может быть использована и шдвесная (на экскаваторе или кране) ©ибротрамбавка ОВТ 2 конструкций ЦНИИОМТП прбшводителькостыо 80 м3/ч три глу­ бине уплотнения 0 6 .м [Й].

Кроме того, из ГДР поставляются самопередвигающиеся ви(б- р01пл1иты марок SVP и BSD (табл. 17 и рис. 29), уплотняющие связные я несвязные .грунты.

Вйбраплиты ГДР могут быть также применены для уплотнения щебня, гравия и шлака. Благодаря низкому расположению центра тяжести виброплиты легко управляются, а соединение вибрацион­ ной и подмотюрной .плит посредством амортизационных пружин обеспечивает защиту рабочего от (вибрации.

Уплотнение .грунта дренирующей засыпки и кшушв произво­ дят при оптимальной влажности, послойно до коэффициента уд яртнения 0,98—4,0 от стандартной плотности. Толщина слоев при еима.ётся в зависимости от применяемых механизмов. При ручном уплотнении толщина слоев должна быть не более 10—45 см.

67

кольца с режущим краем, а влажность — методом высушивания до постоянного веса.

Плотность и влажность .грунтов с каждой стороны моста опре­ деляется на каждом метре высоты насыпи в трех местах: 1) на расстоянии 2—3 м от береговой опоры; 2) на конусе и 3) на рас­ стоянии 40 м от моста. В последнем случае плотность и влаж­ ность определяют по двум пробам, взятым на горизонте, пример­ но равном половине высоты насыпи и на 0,7 м от ее верха.

§15. Применение в сопряжениях укрепленного грунта

.В .последнее время, помимо описанных выше конструктивных и технологических мероприятий, в некоторых зарубежных странах при устройстве сопряжений мостов с земляным полотном приме-

66

няют укрепленные грунты. Расход дефицитных материалов (це­ мент, битум) и необходимость специальной техиолопи-и работ при устройстве таких сопряжений ;в известной мере компенсируется -возможностью использования местных недренирующнх грунтов и неполным их уплотнением до плотности 0,90—0,96 от стандартной,

'Исследования по устройству сопряжений с применением укре­ пленного грунта выполнены в Ленинградском филиале Соювдорнии и обобщены в работе [|14].

Укрепленные грунты, применяемые при строительстве дорож­ ных оснований, представляют собой систему «грунт-Ьвяжущее». Наиболее широко для укрепления грунта используют неорганиче­ ские вяжущие материалы (цемент, известь, гранулированные шла­ ки, активные золы-уноса и т. и.). Введение в грунт неорганиче­ ских вяжущих приводит к развитию в нем жестких структурных связей, которые, образуя структурную решетку (прерывистую или сплошную), могут значительно повысить прочность грунта. При определенной добавке цемента пониженная прочность и морозо­ устойчивость недоуплотненного грунта достигают значений, кото­ рые имеет необработанный грунт, уплотненный до требуемой плотности.

Обработка грунта органическими вяжущими материалами (би­ тумом, битумными эмульсиями) применяется в меньшем объеме, что объясняется трудностями технологического порядка, а также ограниченностью видов грунтов, которые могут быть укреплены такими материалами: для обработки органическими вяжущими в основном пригодны только песчаные и супесчаные грунты. Поэтому для устройства конусов .и насыпей в сопряжении с искусственны­ ми сооружениями целесообраз­ нее укреплять грунты неоргани­ ческими вяжущими.

Очевидно, что для получения материала с требуемыми свой­ ствами разные грунты должны быть обработаны разным коли­ чеством вяжущего. С целью оп­ ределения соответствующих за­ висимостей была проведена се­ рия опытов. Результаты опытов представлены на рис. 30. За тре­ буемую прочность принята проч­ ность образцов из необработан­ ных грунтов, уплотненных по действующим нормам до плотно­ сти, равной 100% от максималь­ ной стандартной. Образцы грун­ та, укрепленного цементом мар­ ки 400, имеют разную плотность в пределах 80—95% от максима­ льной стандартной.

69