ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)
ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ СБОРНОЙ ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ ОТВЕРСТИЕМ 3,0х2,0 м С МОНОЛИТНЫМИ ОГОЛОВКАМИ
I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Типовая
технологическая карта (далее ТТК) - комплексный нормативный
документ, устанавливающий по определённо заданной технологии
организацию рабочих процессов по строительству сооружения с
применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных
конструкций и способов выполнения работ. ТТК рассчитана на
некоторые средние условия производства работ. ТТК предназначена для
использования при разработке Проектов производства работ (ППР),
другой организационно-технологической документации, а также с целью
ознакомления (обучения) рабочих и инженерно-технических работников
с правилами производства работ по строительству железобетонной,
сборной водопропускной трубы отверстием 3,0х2,0 м с монолитными
оголовками под насыпь автомобильной дороги.
1.2. В настоящей карте
приведены указания по строительству водопропускной трубы
рациональными средствами механизации, приведены данные по контролю
качества и приемке работ, требования промышленной безопасности и
охраны труда при производстве работ.
1.3. Нормативной базой
для разработки технологической карты являются: СНиП, СН, СП,
ГЭСН-2001 ЕНиР, производственные нормы расхода материалов, местные
прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода
материально-технических ресурсов.
1.4. Цель создания ТК -
описание решений по организации и технологии производства
строительных работ с целью обеспечения их высокого качества, а
также:
-
снижение себестоимости работ;
-
сокращение продолжительности строительства;
-
обеспечение безопасности выполняемых работ;
-
организации ритмичной работы;
-
унификации технологических решений.
1.5. На базе ТТК в
составе ППР (как обязательные составляющие Проекта производства
работ) разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на
выполнение отдельных видов работ по сооружению водопропускной
трубы. Рабочие технологические карты разрабатываются для конкретных
условий данной строительной организации с учетом её проектных
материалов, природных условий, имеющегося парка машин и
строительных материалов, привязанных к местным условиям. Рабочие
технологические карты регламентируют средства технологического
обеспечения и правила выполнения технологических процессов при
производстве работ. Конструктивные особенности по строительству
водопропускной трубы решаются в каждом конкретном случае Рабочим
проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых
в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной
организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.
Рабочие технологические
карты рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем
Генеральной подрядной строительной организации, по согласованию с
организацией Заказчика, Технического надзора Заказчика.
1.6. Технологическая
карта предназначена для производителей работ, мастеров и бригадиров
выполняющих строительные работы, а также работников технического
надзора Заказчика и рассчитана на конкретные условия производства
работ в III-й температурной зоне.
II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Технологическая
карта разработана на комплекс работ по строительству водопропускной
трубы.
2.2. Работы по
строительству водопропускной трубы выполняются в одну смену,
продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:
Где 0,828 - коэффициент использования механизмов по времени в
течение смены (время, связанное с подготовкой к работе и проведение
ЕТО - 15 мин, перерывы, связанные с организацией и технологией
производственного процесса и отдыха машиниста - 10 мин через каждый
час работы).
2.3. В состав работ,
последовательно выполняемых при производстве работ по строительству
водопропускной трубы, входят:
-
подготовительные работы;
-
разбивочные работы;
-
земляные работы;
-
монтажные работы (монтаж выходного оголовка, монтаж фундамента под
тело трубы, монтаж звеньев трубы, монтаж входного оголовка);
-
гидроизоляционные работы;
-
укрепительные работы.
2.4. Технологической
картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным
звеном с автомобильным стреловым краном КС-4561А
(смотри
рис.1 и рис.2) грузоподъемностью 25,0 т в качестве ведущего механизма.
Рис.1. Общий вид автомобильного крана КС-4561А
Рис.2. Высотные и грузовые характеристики крана КС-4561А
2.5. Работы следует
выполнять, руководствуясь требованиями следующих нормативных
документов:
-
СП 48.13330.2011 . Организация
строительства;
-
СНиП 3.01.03-84 . Геодезические
работы в строительстве;
-
СНиП 3.02.01-87 . Земляные
сооружения, основания и фундаменты;
-
СНиП 3.06.04-91 . Мосты и
трубы;
-
СНиП 3.03.01-87 . Несущие и
ограждающие конструкции;
-
СНиП 3.04.01-87 . Изоляционные и
отделочные покрытия;
-
СНиП 3.04.03-85 . Защита
строительных конструкций от коррозии;
-
Пособие к СНиП 3.02.01-83*. Пособие
по производству работ при устройстве оснований и
фундаментов ;
-
ВСН 32-81 . Гидроизоляция мостов
и труб;
-
СНиП 12-03-2001 . Безопасность
труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;
-
СНиП 12-04-2002 . Безопасность
труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство;
-
РД 11-02-2006 . Требования к
составу и порядку ведения исполнительной документации при
строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов
капитального строительства и требования, предъявляемые к актам
освидетельствования работ, конструкций, участков сетей
инженерно-технического обеспечения;
-
РД 11-05-2007 . Порядок ведения
общего и (или) специального журнала учета выполнения работ при
строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов
капитального строительства.
III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
3.1. В соответствии с
СП 48.13330.2011 "Организация
строительства" до начала выполнения строительно-монтажных работ на
объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у
Заказчика проектную документацию и разрешение на выполнение
строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения
запрещается.
3.2. До начала
производства работ по строительству водопропускной трубы необходимо
провести комплекс подготовительных работ и
организационно-технических мероприятий, в том числе:
-
назначить лиц, ответственных за качественное и безопасное
производство работ;
-
провести инструктаж членов бригады по технике безопасности;
-
разместить в зоне производства работ необходимые машины, механизмы
и инвентарь;
-
устроить временные проезды и подъезды к месту производства
работ;
-
обеспечить связь для оперативно-диспетчерского управления
производством работ;
-
установить временные инвентарные бытовые помещения для хранения
строительных материалов, инструмента, инвентаря, обогрева рабочих,
приёма пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п.;
-
обеспечить рабочих инструментами и средствами индивидуальной
защиты;
-
подготовить места для складирования материалов, инвентаря и другого
необходимого оборудования;
-
оградить строительную площадку и выставить предупредительные знаки,
освещенные в ночное время;
-
обеспечить строительную площадку противопожарным инвентарем и
средствами сигнализации;
-
составить акт о готовности объекта к производству работ;
-
получить разрешения на производство работ у технадзора
Заказчика.
3.3. До начала
строительства трубы должны быть выполнены следующие мероприятия и
работы:
-
принята от заказчика строительная площадка, подготовленная к
производству работ;
-
завезены и складированы строительные материалы, необходимое
оборудование, инструменты, железобетонные секции трубы;
-
устроены въезды и выезды с площадки;
-
обеспечен отвод воды от места производства работ;
-
произведена геодезическая разбивка контура котлована.
3.4. Завезенные на
строительную площадку (см. рис.3) железобетонные конструкции
разгружают с автомашин автомобильным краном КС-55713-4.
Рис.3. План строительной площадки
1 - арматуры; 2, 3 - склад пиломатериалов; 4 - путь движения крана; 5 - склад блок звеньев трубы; 6 - контейнер с цементом; 7 - бетоносмеситель; 8 - бак для воды; 9 - электростанция; 10 - склад щебня; 11 - склад песка
Доставленные на
строительную площадку звенья трубы укладываются в один ярус на
песчаную подушку. Сбрасывание звеньев труб с транспортных средств
или в котлован запрещается. Трубы укладывают вдоль котлована трубы,
в соответствии с технологической последовательностью монтажа,
оставляя берму шириной не менее 4,0 м для подъезда крана.
Монтажные петли на
звеньях тела трубы срезаются электросваркой заподлицо с
поверхностью бетона до монтажа трубы срубка петель зубилом или
их загиб не допускается
.
Для обеспечения отвода
воды от места производства работ существующее русло водотока
направляется в обход монтажной площадки - котлована под тело
трубы.
3.5. Геодезические
разбивочные работы
3.5.1. Геодезическая
разбивка котлована заключается в обозначении его на местности.
Разбивку ведут в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной.
При горизонтальной разбивке определяют и закрепляют на местности
положение осей, а при вертикальной - расчетную глубину укладки
трубы.
3.5.2. Разбивку котлована
под трубу начинают с нахождения и закрепления продольной оси трубы,
выполняя следующие действия:
-
восстанавливают ось дороги;
-
измеряют стальной лентой (дважды) расстояние от ПК до продольной
оси трубы по оси дороги;
-
забивают в полученной точке стальной гвоздь длиной 100-120 мм;
-
центрируют над гвоздем теодолит и переносят в натуру угол между
осью трубы и осью дороги;
-
закрепляют полученную продольную ось трубы четырьмя контрольными
столбиками, по два на каждую сторону, установленными не ближе 3 м
от границ котлована;
-
переносят на контрольные столбики отметку ближайшего репера, а
также отметки лотков входа и выхода трубы;
-
проверяют соответствие будущего русла водоотводной канавы -
проекту;
-
разбивают очертания котлована согласно разбивочному чертежу с
закреплением его контуров. Для этого параллельно осям котлована на
расстоянии 2-3 м от его границы устанавливают обноски (смотри
рис.4), положение которых фиксируют в разбивочном чертеже. На
обносках рулеткой размечают основные оси трубы, фиксируя их рисками
и соответствующими надписями.
Рис.4. Инвентарная обноска
2 - струна из стальной проволоки; 3 - отвес
3.5.3. Геодезист при
помощи теодолита переносит створы осей на верхнюю кромку обноски и
закрепляет их рисками. Разбивку мест нанесения рисок производят
способом створных засечек от осей X
и Y
разбивочной
сетки имеющейся в рабочих чертежах. За относительную отметку
0,000
принята отметка верха трубы соответствующая
абсолютной отметке имеющейся на генплане. Положение разбивочных
осей трубы фиксируется струнами из стальной проволоки,
натягиваемыми на обноске. Затем переносят их на поверхность
площадки с помощью отвесов, опускаемых с натянутых струн и эту
точку закрепляют металлическими штырями. Точность плановой разбивки
котлована должна быть в пределах 5 см. Закрепительные знаки
(колышки с отметками) сохраняются до сдачи трубы заказчику в
эксплуатацию. Поврежденные в процессе работ разбивочные точки
необходимо сразу восстановить.
Точность разбивочных
работ должна соответствовать требованиям СНиП 3.01.03-84 и СНиП 3.02.01-87 . Схема производства
геодезической разбивки котлована приведена на рис.5.
Рис.5. Схема производства геодезической разбивки трубы
3.6. Разработка
котлована
3.6.1. Разработку
котлована под тело трубы и оголовки производят одноковшовым
экскаватором ЕТ-16
(см. рис.6), специальной болотной
модификации, давление которого на грунт не превышает 20-25 кПа,
имеющего уширенный и удлиненный гусеничный ход. Обнаруженные
подземные выходы воды в котлован (ключи, родники и т.п.) заглушают
глиняной пробкой.
Рис.6. Экскаватор ЕТ-16
Зачистку и планировку дна
котлована до проектных отметок (на 5-10 см) производят вручную, под
рейку, с учетом проектного уклона и заданного строительного подъема
равного 1/50 высоты насыпи, непосредственно перед устройством
фундамента.
Разработанный
экскаватором грунт укладывается в отвал, с последующим удалением за
пределы строительной площадки. Уплотнение дна котлована производят
виброплитой LF-70
, до 0,95.
Перерыв между окончанием
разработки котлована и устройством фундамента под тело трубы, как
правило, не допускается.
При задержке устройства
фундамента необходимо котлован разрабатывать с недобором до
проектной отметки, а сам котлован покрывать теплоизолирующим
материалом. При использовании торфа (0,16-0,18 г/см) раскладку, планировку и уплотнение
производят вручную. Утепляющие блоки из газобетона, пенопласта и
т.д. укладывают автомобильным краном. Выполненные работы
предъявляют Заказчику для подписания
по устройству котлована, в соответствии с Приложением
3, РД-11-02-2006 .
3.7. Устройство
монолитной бетонной плиты фундамента под тело трубы
3.7.1. Под сборные
железобетонные звенья трубы необходимо возвести фундамент в виде
монолитной плиты из бетона кл. В20, W6, F150
толщиной
0,20 м по слою щебня М 800 фракции 20-40
мм
толщиной 0,10 м.
Щебень подвозят
фронтальным погрузчиком VOLVO L-45B
(емкость ковша 1,2-2,5
м), разравнивают вручную, уплотняют
виброплитой LF-70D
до не менее 0,95.
Выполненные работы
предъявляют Заказчику для подписания актов освидетельствования скрытых работ
по устройству "подушки", в соответствии с Приложением
3, РД-11-02-2006 .
3.7.2. Для устройства
монолитных бетонной плиты на готовой "подушке" устанавливают
сборно-разборную опалубку высотой 20 см. Разметку мест установки
опалубки производят способом створных засечек от осевых точек
трубы. Точки привязки закрепляют на обноске, расположенной вне зоны
работ. За относительную отметку 0,000
принята отметка
верха трубы, соответствующая абсолютной отметке обозначенной на
генеральном плане. Опалубку собирают из обрезного пиломатериала
хвойных пород VI с. толщиной 40-50 мм и брусков 40х40 (50х50) мм. С
внутренней стороны доски фиксируют на нужный размер распорками, а с
наружной кольями, забитыми в грунт вплотную к доскам, которые так
же, как доски воспринимают боковое давление бетонной смеси.
3.7.3. На уплотненную
щебеночную "подушку" устанавливают деревянные "маячки" высотой 30
мм и на них, для придания прочности монолитному фундаменту,
укладывают сетки из арматурной стали А-III, марки 35ГС диаметром 12
мм, с шагом ячейки 100х100 мм. Сетки укладывают с нахлестом не
менее 25-30 арматуры. Соединение сеток осуществляют
перевязкой стыка в трех местах (посередине и по концам) вязальной,
стальной проволокой диаметром 0,8...1,0 мм с помощью специальных
крючков.
Подачу арматурных сеток в
зону производства работ осуществляют автомобильным краном.
Установка вручную допускается лишь при массе арматурных элементов
до 20 кг.
3.7.4. Процесс укладки
бетонной смеси состоит из рабочих операций, связанных с подачей её
в опалубку и уплотнения. До начала укладки бетонной смеси в
опалубку необходимо проверить:
-
элементы крепления опалубки;
-
качество очистки опалубки от мусора и грязи;
-
качество очистки арматуры от налета ржавчины;
-
выноску осей сооружения (краской) на арматурный каркас;
-
рейками или паклей заделать крупные щели опалубки;
-
внутренние поверхности опалубки покрыть полиэтиленовой пленкой для
уменьшения силы сцепления бетона с досками;
-
предъявить готовую опалубку и установленную арматурную сетку с
выпусками Заказчику для освидетельствования и подписания Акта на скрытые работы по устройству
опалубки и установки арматурного каркаса, в соответствии с Приложением
3, РД-11-02-2006 .
3.7.5. На объект бетонную
смесь доставляют автобетоносмесителями СБ-049А
(4,0
м) и выгружают в поворотные бадьи, емкостью
0,8 м расположенные в радиусе действия крана,
после чего автокраном устанавливают бадью в вертикальное положение,
транспортируют к месту укладки и разгружают в опалубку.
3.7.6. При укладке
бетонной смеси необходимо соблюдать основные правила:
-
добавление воды при укладке бетонной смеси не допускается;
-
отделившуюся из смеси холодную воду необходимо удалять;
-
высота свободного сбрасывания бетонной смеси не должна превышать
1,0 м.
Во время укладки бетонной
смеси необходимо предусмотреть защиту изготавливаемой конструкции
от атмосферных осадков полиэтиленовой пленкой.
Распалубливание
забетонированной конструкции и её нагружение звеньями трубы
допускается при достижении бетоном прочности, равной не менее 75%
проектной.
3.8. Устройство
монолитного оголовка
3.8.1. Операции по
устройству оголовков из монолитного бетона выполняют в следующем
порядке:
-
разрабатывается котлован под портальную стенку и откосные
крылья;
-
устанавливают опалубку портальной стенки с подгонкой щитов и их
закреплением;
-
устанавливают опалубку левого откосного крыла с выверкой по отвесу
и закреплением;
-
устанавливают опалубку правого откосного крыла;
-
принимают бетонную смесь из бадьи, поданной автокраном;
-
укладывают бетонную смесь в опалубку и уплотняют ее вибратором;
-
заглаживают открытую поверхность свежеуложенной смеси;
-
производят уход за бетоном.
3.8.2. Разработку
котлована под оголовки производят одноковшовым экскаватором
ЕТ-16
. Зачистку и планировку дна котлована до проектных отметок
(на 5-10 см) производят вручную. Разработанный экскаватором грунт
укладывается в отвал, с последующим удалением за пределы
строительной площадки. Уплотнение дна котлована производят
виброплитой LF-70
, до 0,95. В котлован под оголовок засыпают
щебень проектным слоем с учетом коэффициента запаса на уплотнение
равного 1,25, разравнивают и уплотняют виброплитой.
3.9. Установка
разборно-переставной опалубки под оголовки
3.9.1. Опалубка служит
для придания требуемых формы, геометрических размеров и положения в
пространстве возводимых оголовков (портальной стенки и откосных
крыльев) путем укладки бетонной смеси в ограниченный опалубкой
объем.
3.9.3. Опалубочные щиты,
изготавливают из обрезного пиломатериала толщиной 50 мм шириной 100
мм и деревянных брусков 50х50 мм. Соприкасающиеся с бетоном лицевые
части щитов обшивают водостойкой, бакелитовой, слоеной фанерой
толщиной 16 мм (ФБС-16), закрепляемой к щитам самонарезающимися
винтами.
3.9.4. Для бетонирования
оголовков применяется разборно-переставная опалубка.
Разборно-переставную опалубку собирают из готовых элементов -
щитов. Сборку опалубочных щитов производят на монтажной площадке в
определенной последовательности:
-
щиты укладывают рабочей поверхностью вниз, в местах установки
монтажных и рабочих креплений кладут деревянные рейки;
-
выверяют габаритные размеры щитов, по их контуру прибивают
деревянные бруски-ограничители;
-
щиты соединяют между собой деревянными накладками;
-
в деревянных рейках в местах пропуска стяжек просверливают
отверстия диаметром 18-20 мм;
-
поверх щитов раскладывают деревянные схватки;
-
схватки со щитами соединяют гвоздями или скобами;
-
поверх схваток перпендикулярно им укладывают связи жесткости, для
чего используют те же схватки;
-
к нижним ярусам схваток или связям жесткости прикрепляют подкосы,
обеспечивающие устойчивость панелей в вертикальном положении.
3.9.5. Установка щитов
опалубки в проектное положение производится по рискам, нанесенным
на щебеночную подготовку согласно разбивочных осей закрепленных на
обноске, с одновременной выверкой вертикальности щитов по
разбивочным осям теодолитами.
Место установки опалубки
очищают от щепы, мусора, снега, льда. При установке щитов нужно
следить за плотностью их примыкания друг к другу. При монтаже
опалубки необходимо обеспечить ее устойчивость с помощью стоек,
опирая их на прочное основание и раскрепляя расшивинами.
Для отвода небольших стоков воды и их пропуска под дорогой используются водопропускные трубы. Их использование более целесообразно, нежели сооружение моста.
Общее понятие
Для пропуска воды с верхней части на нижнюю используются водопропускные сооружения. К ним относятся водопропускные трубы, мосты, водоотводы. Последние используются для пропуска под дорожным полотном различных каналов.
Водопропускные трубы используются в тех случаях, когда необходимо пропустить под дорогой небольшие водоотводы (ручьи, слив воды после дождя или таяния снега и так далее). Пропуск воды посредством труб может осуществляться постоянно или периодически. Через такие сооружения иногда организуют проход скота или проезд транспорта.
Устройство водопропускных труб не требует сужения проезжей части и изменения типа покрытия дороги. Над конструкцией устраивается засыпка. Толщина слоя насыпанного грунта снижает давление на сооружение от автомобилей и смягчает их влияние.
Использование труб для пропуска воды имеет свои преимущества:
- проходит без повреждения земляного полотна.
- обходится дешевле, чем строительство моста.
- При толщине слоя засыпки более 2 м влияние на сооружение временных нагрузок от проезжающего транспорта сводится к минимуму.
Размеры труб
Диаметр водопропускной трубы зависит от ее длины:
- Если длина трубы не превышает 2-3 м и высота насыпи менее 7,5 м, то отверстие трубы выбирают равное 100-150 см.
- Для насыпи до 1,5 м диаметр должен составлять 75 см.
- Трубы в пределах съездов имеют 50 см в диаметре.
Классификация
Водопропускные трубы классифицируются по нескольким параметрам.
В зависимости от материала, из которого они изготовлены:
- Бетонные.
- Полимерные (из полимербетона, поливинилхлорида и полиэтилена).
- Железобетонные.
- Каменные.
- Металлические.
- Стеклопластиковые.
Выделяют несколько разновидностей труб в зависимости от формы поперечного сечения:
- Круглые.
- Арочные.
- Эллиптические.
- Прямоугольные.
- Трапецеидальные.
- Овоидальные.
- Треугольные.
По принципу работы сечения:
- Безнапорные.
- Напорные.
- Полунапорные.
В поперечном сечении труб может быть одно, два или несколько очков.
Основные элементы трубы и их установка
Водопропускные трубы состоят из нескольких элементов:
- Входной оголовок.
- Звенья трубы.
- Выходной оголовок.
Благодаря наличию оголовков в трубе не образуются водовороты, завихрения, вода вытекает медленнее. Их наличие не дает вытекающей воде размывать насыпь и подмывать фундамент.
Различаются несколько видов оголовков:
- Портальные, которые сооружаются в виде перпендикулярной трубе Это самая простая конструкция, но она имеет свои недостатки. Она не обеспечивают плавность протекания воды. Поэтому ее применение рекомендуется в случаях с небольшим количеством воды, протекающей на незначительной скорости. Портальные оголовки используются для труб с диаметром 50-75 см.
- Раструбные. Кроме стенки, они имеют два открылка, образующих раструб. Окрылки располагаются под углом 30 градусов к трубе. Благодаря этому поток воды постепенно сужается.
- Воротниковые, у которых крайний элемент срезается под тем же углом, что и насыпь. По контуру устанавливается защитный воротник.
- Обтекаемые в сечении постепенно сужаются, что создает хорошие условия для протекания воды.
Давление на грунт распределяется равномерно за счет фундамента, на который укладывается труба. Это также препятствует сдвигу отдельных элементов сооружения.
Существуют следующие виды фундамента:
- Без фундамента (естественное основание).
- Грунтовая подушка, созданная искусственно.
- Из монолитного бетона.
- Из отдельных железобетонных элементов.
Выбор типа фундамента зависит от диаметра трубы, высоты насыпи и геологических условий.
Водопропускная труба располагается строго перпендикулярно оси дороги. Это дает минимальную длину трубы. В отдельных случаях рекомендуется устанавливать сооружение в том направлении, в котором протекает поток. Это снижает вероятность возникновения водоворотов. В таких случаях допускается строительство водопропускных труб в других направлениях.
Оголовки водопропускных труб. Оголовки выполняют двоякую роль: во-первых, они служат для обеспечения сопряжения тела трубы с насыпью, а во-вторых - для создания благоприятных условий протекания воды. Оголовки труб могут быть портальными, раструбными, воротниковыми и обтекаемыми (рис. 16).
Наиболее широкое распространение в настоящее время получили портальные и раструбные оголовки. Портальные оголовки (рис 16, а )
более просты в изготовлении, но не обеспечивают плавного протекания воды, вследствие чего их применяют при малых расходах и небольших скоростях течения для труб с отверстием 0,5 - 0,75 м.
Раструбные оголовки (рис. 16, б ), состоящие из портальной стенки и двух открылков, развернутых в плане относительно продольной оси трубы под углом 20-30°, обеспечивают более благоприятные условия протекания воды и широко применяются как в безнапорных, так и в напорных трубах. Для того чтобы более полно использовать поперечное сечение трубы при пропуске водного потока, у входного оголовка иногда устраивают конические (в круглых трубах) или повышенные (в прямоугольных трубах) звенья.
У воротникового оголовка (рис. 16, в ) крайнее звено трубы срезано по полости откоса и окаймлено поясом-воротником.
Обтекаемый оголовок (рис. 16, г ) имеет форму усеченного конуса или пирамиды. Этот оголовок обеспечивает наиболее благоприятные условия протекания воды, но сложен в изготовлении.
Рис. 16. Типы оголовков водопропускных труб:
а - портальный; б - раструбный; в - воротниковый; г - обтекаемый
В практике дорожного строительства находят применение трубы без оголовков. Принципиальная возможность такого конструктивного решения может быть аргументирована следующими соображениями. Расчеты показывают, что пропускная способность безоголовочных труб при безнапорном режиме по сравнению с трубами, имеющими раструбные оголовки без конического звена, меньше лишь на 6 - 9 %. Это подтверждается также гидравлическими данными типового проекта круглых гофрированных труб, которые, как известно, не имеют оголовков.
Еcли же принять во внимание точность определения расчетных расходов, которая, по данным профессоров А.В. Огниевского и Л.Л. Соколовского, составляет 30 - 50 %, то можно считать, что по пропускной способности трубы без оголовков мало отличаются от типовых труб, имеющих специальные оголовки. В случае применения безоголовочных труб из длинномерных звеньев, о чем речь будет идти дальше, их роль как подпорного элемента автоматически исключается, так как концевые звенья защемляются насыпью.
Русло водотока у входного и выходного оголовков, а также откосы насыпи около трубы укрепляют от возможного размыва каменной отмосткой, сборными слабо армированными железобетонными плитами, устраивают покрытие из цементобетона или асфальтобетона по слою щебеночной (гравийной) подготовки.
Фундаменты труб. Типовыми проектами рекомендуются два типа водопропускных труб: бесфундаментные и фундаментные. Выбор типа фундамента для труб зависит прежде всего от инженерно-геологических условий, а также от отверстия трубы. В бесфундаментных трубах звенья опираются на естественное грунтовое основание (рис. 17,а) либо на специальную грунтовую подушку из щебеночно-песчаной или гравийно-песчаной смеси (рис. 17,б). Трубы этого типа применяют при крупнообломочных и плотных песчаных грунтах (не пылеватых), а также при твердых и полутвердых глинистых грунтах.
При грунтах всех наименований, имеющих условное расчетное сопротивление не ниже давления под подошвой фундамента от действующих внешних нагрузок, звенья труб непосредственно опираются на специальные жесткие фундаменты из сборных железобетонных элементов или из монолитного бетона (рис. 17, в , г ). Эти фундаменты применяют также при скальном основании.
При проектировании водопропускных труб в сложных инженерно-геологических условиях заключение о необходимости устройства специальных фундаментов и выбор конструктивного решения
Рис. 17. Типы фундаментов труб:
а - естественное грунтовое основание; б - искусственная грунтовая подушка; в - фундамент из сборных железобетонных элементов; г - фундамент из монолитного бетона
должны быть сделаны для каждого конкретного случая отдельно. Так, при слабых или неустойчивых грунтах (биогенных, текуче - пластичных глинистых, многолетнемерзлых) часто прибегают к применению свайных фундаментов.
3. Прикладные вопросы механики грунтов
Сборные железобетонные трубы в зависимости от поперечного сечения подразделяют на круглые цилиндрические, круглые с плоской пятой основания, прямоугольные и овоидальные (рис. 7.4).
Водопропускные трубы круглого сечения применяют при высоте насыпи преимущественно не более 8 м. Круглые звенья труб под железнодорожными насыпями опираются на фундаменты мелкого или глубокого заложения, сборные, сборно-монолитные или монолитные. Конструкция фундамента трубы зависит от несущей способности грунта основания.г - овоидальноее;нования; сборных железобетонных труб: а - круглое ания, прямоугольные и овоидальные, рис. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
При опирании круглого цилиндрического звена на плоский фундамент находит применение лекальный блок (рис. 7.5).
Арматурный каркас круглых звеньев состоит из двух рядов (наружного и внутреннего) рабочей спиральной арматуры, поперечной арматуры – хомутов, а также распределительной продольной арматуры (рис. 7.6).
Рис. 7.6. Схема арматурного каркаса трубы круглого сечения для звена длиной 1 м: а – поперечный разрез; б – вид 1-1 и фасад; в – спираль; d k – диаметр каркаса; d H k , d B k – диаметр расположения наружной и внутренней спиралей
Арматурный каркас состоит из одинакового количества спиралей, располагаемых по наружному и внутреннему контурам звена, которое определяется расчетом. Проектным институтом Ленгипротрансмост разработаны следующие типовые проекты железобетонных труб круглого сечения:
№ГС 3.501.1-144 – круглые железобетонные водопропускные трубы для железных и автомобильных дорог;
№ГС 3.501.1-144. Выпуск 0-1. Инв. № 1313/2 – круглые железобетонные водопропускные трубы с плоским опиранием для железных дорог в обычных климатических условиях.
З
Рис. 7.7. Схема
армирования круглого звена с плоским
основанием: а
– поперечный разрез;
б
– вид вдоль оси трубы; d
кв
,
d
кн
– диаметры внутреннего и наружного
каркасов
Звенья круглых труб с плоским основанием имеют более экономичное армирование, схема которого, согласно разработкам Ленгипротрансмост, представлена на рис. 7.7.
Конструкцию входного и выходного оголовков железобетонной трубы круглого сечения из условия унификации принимают одинаковой. Оголовки состоят из откосных стенок (крыльев), располагаемых под углом к оси трубы, и портальных стенок (рис. 7.8).
Арматурный каркас откосных крыльев выполняют из сеток (рис. 7.9).
Рис. 7.8. Конструкция оголовка круглой трубы: а – фасад; б – разрез по оси трубы; в – план (насыпь не показана); 1 – коническое звено; 2 – портальная стенка, 3 – откосная стенка; 4 – лекальный блок; 5 – фундамент
Рис. 7.9. Конструкция арматурного каркаса откосных крыльев оголовка круглой трубы: а – фасад; б – план
Откосные стенки оголовков устанавливаются на железобетонные плиты, уложенные на щебеночную или гравийно-песчаную подготовку. Между откосными крыльями располагают бетонный лоток на гравийно-песчаной подготовке (см. рис. 7.8).
С
Рис. 7.10. Схема
секции железобетонной трубы прямоугольного
сечения: а
– поперечный
разрез; б
–
разрез вдоль оси трубы
В типовом проектировании предусмотрено увеличение повышенных звеньев на 0,5 м по сравнению с нормальными. Разработаны следующие типовые проекты сборных железобетонных труб прямоугольного сечения:
№ГС 3.501-177.93 – железобетонные прямоугольные водопропускные трубы для железных и автомобильных дорог (АО Трансмост, 1994);
№ГС 3.501-177.93. Выпуск 0-2 – прямоугольные трубы для железных дорог в умеренных и суровых климатических условиях (АО Трансмост, 1994);
№ГС 3.501-107. Инв. №1130/1,2 – прямоугольные бетонные водопропускные трубы для железных и автомобильных дорог.
Арматурный каркас звена прямоугольной трубы включает в себя сетки, состоящие из рабочей и распределительной арматуры, располагаемые по наружному и внутреннему контурам с учетом обеспечения защитного слоя бетона, которые объединяют с помощью хомутов (рис. 7.11).
Рис. 7.11. Схема арматурного каркаса прямоугольного звена: а – поперечный разрез; б – вид вдоль оси трубы
В средней части типовых конструкций труб длина секций составляет 2,01 и 3,02 м. Звенья опираются на фундамент по слою цементного раствора. Фундаменты секций могут быть монолитными, сборными железобетонными или из бетонных блоков, мелкого или глубокого заложения. Между секциями устраивают деформационный шов толщиной 3 см.
В железобетонных трубах прямоугольного сечения применяют раструбные оголовки с откосными крыльями, расположенными под углом не менее 20 о (рис. 7.12).
На железных дорогах, строящихся в районах с суровыми климатическими условиями, наибольшее распространение получили прямоугольные железобетонные и бетонные водопропускные трубы. В настоящее время разработаны типовые проекты прямоугольных труб для суровых климатических условий:
№ГС 3.501.1-177.93. Выпуск 0–3. Трубы для железных и автомобильных дорог в особо суровых климатических условиях. (АО Трансмост, 1994 г.);
№ГС 3.501-65. Инв.№ 1016 . Водопропускные трубы для железных и автомобильных дорог при расчетной температуре минус 40 о С и ниже, глубоком сезонном промерзании и наледях. Прямоугольные бетонные трубы. (Ленгипротрансмост, 1976 г.).
Рис. 7.12. Конструкция выходного оголовка прямоугольной трубы: а – фасад; б – разрез по оси трубы; в – план (насыпь не показана)
Звенья железобетонных труб прямоугольного сечения применяют отверстием от 1,5 до 6,0 м. Они опираются на сборно-монолитные фундаменты, состоящие из сборных железобетонных блоков Г- или Т-образной формы (рис. 7.13, 7.14) и монолитного бетона, а также фудаменты глубокого заложения на сваях и столбах (рис. 7.15, 7.16).
Рис. 7.13. Прямоугольная железобетонная труба с фундаментами Г-образной и Т-образной форм: а – поперечное сечение секции; б – фасад оголовка
Рис. 7.15. Прямоугольная железобетонная труба с фундаментами на сваях и столбах: а – оголовок; б, в – поперечное сечение секций
Рис. 7.16. Общий вид прямоугольной железобетонной трубы с фундаментами на сваях
Конструкции бетонных прямоугольных труб применяют отверстием от 1,5 до 6,0 м, которые обеспечивают водопропускную способность до 150 м 3 /с. Средние секции труб имеют длину 3–4 м. Конструкции таких труб состоят из железобетонных плит перекрытия, бетонных блоков стен, насадок, лотка и фундамента (рис. 7.16, 7.17). Трубы отверстием 1,5–3,0 м имеют сплошные фундаменты, а остальные – раздельные на естественном основании, монолитные, сборные, а также глубокого заложения на сваях или столбах. Лотки бетонируют на песчаной подготовке. Трубы имеют раструбные оголовки с повышенным входным и нормальным выходным звеньями.
Типовые бетонные водопропускные трубы имеют аналогичные фундаменты, что и железобетонные (рис. 7.17, 7.18).
Рис. 7.17. Прямоугольные бетонные трубы: а, б – поперечное сечение секции и оголовка; в – с фундаментами Г-образной и Т-образной форм
При типовом проектировании водопропускных труб прямоугольного сечения фундаменты из железобетонных блоков Г-образного и Т-образного сечений предусмотрены для глубины промерзания грунта основания, равной 2,3 и 4 м.
В суровых климатических условиях при наличии в основании талых и слабых грунтов крайние секции и открылки оголовков предпочитают устанавливать на свайных фундаментах (см. рис. 7.16). Применение свайных фундаментов повышает жесткость основания и предохраняет трубы от растяжек. При слабых грунтах основания целесообразно применять в крайних секциях и открылках оголовков фундаменты с наклонными сваями.
При сооружении водопропускных труб на вечномерзлых грунтах обеспечивают сохранение естественного режима основания, не нарушая природные условия. В этом случае предпочтение отдают трубам с фундаментами на буроопускных столбах диаметром 0,6–0,8 м (см. рис. 7.15,в ).
Рис. 7.19. Конструкция оголовка бетонной трубы овоидального сечения: а – поперечное сечение; б – фасад; 1 – разрез открылка; 2 – общий вид
Конструкции бетонных и железобетонных труб овоидального сечения применяются отверстием от 1,0 до 3,0 м (рис. 7.19, 7.20). Железобетонные звенья овоидальных труб имеют арматуру в виде замкнутых спиралей (рис. 7.21).Данный вид арматурного каркаса обеспечивает надежную работу конструкции с учетом полного спектра нагрузок. Все сечения звеньев овоидальных труб работают как внецентренно сжатые элементы.
Применение бетонных овоидальных труб позволяет сократить трудоемкость заводского изготовления и расход арматурной стали. Их применяют при высоте насыпи до 20 м.
Железобетонные трубы овоидального сечения являются более эффективными сооружениями при сравнении с круглыми конструкциями по расходу арматуры в среднем до 40–45 %.
Водопропускные трубы, применяемые при строительстве дорог, имеют в своем составе звенья, из которых они формируются, а также два оголовка, выходной и входной. Причем именно они являются самой важной частью трубы, потому что они определяют ее гидравлические свойства и удерживают откосы насыпи на концах.
Производство
В производстве оголовков водопропускных труб руководствуются ГОСТом о водопропускных трубах. Отдельно изготовляются портальные стенки и откосные крылья, которые потом будут заглубляться в грунт. Требования к бетону соблюдаются такие же, как и в целом при производстве остальных частей труб (звеньев и т.д)
Технические характеристики
Характеристики оголовков определяются их длиной, высотой и шириной, которые могут варьироваться в зависимости от вида. Различается и тип проницаемости используемого бетона: нормальная или повышенная.
Классификация
Кроме подразделения на входные и выходные, оголовки водопропускных труб разделяются также на четыре типа:
- портальные − самые простые по конструкции, выглядят как подпорная стенка, поддерживающая насыпь.
- воротниковые − это срезанное крайнее звено, окаймленное воротником.
- раструбные − выглядят как портальная стенка, с двумя открылками, расходящимися в разные стороны, обладают лучшими техническими характеристиками.
- обтекаемые — сложны в изготовлении, однако обладают отличными техническими показателями, выглядят, как усеченная пирамида.
Применение
Существует четыре вида оголовков водопропускных труб, и применяться они будут в зависимости от того, какие скорости течения имеет проходящий через трубу поток:
- низкие скорости − применяются портальные и воротниковые оголовки водопропускных труб. Они не гарантируют плавного протекания потока, однако и расходы будут небольшими.
- средние скорости в безнапорных и напорных трубах − применяются раструбные оголовки.
- высокие скорости, предполагаемые паводки − обтекаемые оголовки, которые гарантируют плавное и равномерное течение.
Преимущества
Благодаря качественно изготовленным оголовкам при строительстве можно регулировать силу потока, делать его более плавным и уменьшать разрушительную силу воды. Оголовки водопропускных труб, выполненные согласно ГОСТу, соответствуют высоким характеристикам и гарантируют прочность, надежность и долговечность сооружения в целом.
Сделайте заказ железобетонных конструкций на нашем сайте или позвоните по телефонам, указанным в Контактах. Наши менеджеры проведут для вас подробную консультацию, помогут с выбором. Сориентируют по ассортименту, ценам и условиям доставки.
