МОСКОВСКИЙАВТОМОБИЛЬНО – ДОРОЖНЫЙКОЛЛЕДЖим. А.А. НИКОЛАЕВАРеферат
По предмету:
«Мосты и сооружения на автомобильныхдорогах»
Тема: «Строительство водопропускных железобетонных труб»
Студентагруппы 4211 ДСО________________________А. Лебедь
Преподаватель______________________________Г. М. Батарина
Москва2003год
Оглавление
Введение лист 3
/>
/> Общиеположения лист 4
/> Строительство ж/бтруб лист 6
/> Исполнительные работы лист8
/> Техникабезопасности лист 15
/> Список используемойлитературы лист 16
Введение
Водопропускные трубы — это искусственныесооружения, предназначенные для пропуска под насыпями дорог небольших постоянныхили периодических действующих водотоков. В отдельных случаях трубы используютсяв качестве путепроводов тоннельного типа, скотопрогонов и т. п.
При проектировании дороги особенно при небольшихвысотах часто
приходится выбирать одно из двух возможных сооружений- малый мост или трубу. Если технико-экономические показатели этих сооружений примерноодинаковы или отличаются незначительно, предпочтение отдаётся трубе, так как:
устройство трубы в насыпи не нарушаетнепрерывности земляного полотна и верхнего строения пути;
эксплуатационные расходы по содержанию трубызначительно меньше, чем малого моста;
при высоте засыпки над трубой более 2 м влияниевременной нагрузки на сооружение снижается, а затем по мере увеличения этой высоты
практически теряет своё значение.
Общие положения
Водопропускные трубы различают:
по материалу тела трубы – бетонные,железобетонные, металлические, полимерные;
по форме поперечного сечения – круглые,прямоугольные, овоидальные;
по числу очков в сечении – одно-, двух-,многоочковые;
по работе поперечного сечения – безнапорные(работающие неполным сечением на всём протяжении), напорные (работающие полнымсечением на всём протяжении), полунапорные (работающие у входного оголовкаполным сечением, а на остальной длине – неполным).
Отверстия труб на автомобильных дорогах следуетпринимать не менее:
1,0 м – при длине трубы не более 30 м;
0,75 м при длине трубы не более 15 м;
0,50 м на съездах при устройстве в пределах трубыбыстротока.
На внутрихозяйственных дорогах можно применятьтрубы с отверстиями размером 0,5 м при их длине не более 10 м.
Толщина засыпки над звеньями или плитами труб дониза дорожной
одежды принимается не менее 0,50 м.
Малые, средние автодорожные мосты иводопропускные трубы разрешается располагать на участках дорог с любым профилеми планом, принятым для данной категории дороги.
Трубы, как правило, устраиваются в безнапорномрежиме и, как исключение, в напорном и полунапорном режимах для пропускарасчётного расхода воды.
Нельзя строить трубы при наличии наледей,ледохода. На реках и ручьях, имеющих нерестилища рыб, трубы устраивают сразрешения инспекции рыбнадзора.
Возвышения бровки земляного полотна на подходах ктрубам над расчётным уровнем воды следует принимать не менее 0,50 м, а длятруб, работающих в напорном или полунапорном режиме,- не менее 1,0м.
Оголовки труб устраивают из портальной стенки идвух откосных крыльев, заглублённых в грунт ниже глубины промерзания на 0,25 ми
установленных на щебёночное основание толщиной 10 см.Естественный грунт ниже глубины промерзания заменяется песчано-гравийной
смесью.
Примечания.
1.Трубы подразделяют на 3 группы по несущейспособности:
первая (1) – при расчетной высоте засыпки грунтом2,0 м;
вторая (2) – 4,0 м;
третья (3) – 6,0 м.
Допускаетсядля конкретных условий строительства трубопровода применять трубы при другойрасчётной высоте засыпки грунтом.
2. Марка трубы состоит из буквенно-цифровыхгрупп, разделённых дефисом. Первая группа содержит обозначение типа трубы,
вторая – диаметр условного прохода в см и полезнуюдлину в дм, номер группы по несущей способности.
3. Трубы следует изготавливать по ГОСТ 26633 изтяжёлого бетона класса прочности на сжатие В 25.
4. Водонепроницаемость бетона труб должнасоответствовать W4.
5. Трубы ТБ, ТБП, ТС и ТСП поставляют потребителюв комплекте с резиновыми уплотняющими кольцами.
6. Трещины на поверхности труб не допускаются, заисключением усадочных шириной не более 0,050 мм.
Оголовки труб отверстием 0,50…0,75 м сооружают изпортальной стенки, заглублённой в грунт ниже глубины промерзания на 0,25 м.
Откосные крылья разрешается выполнять измонолитного бетона
марки В 15 без арматуры с опалубочными размерамисборных железобетонных блоков.
Длина трубы (Lтр) определяетсяпо формуле
Lтр = В+2(Н-d-c)*m,
где В – ширина земляного полотна, м;
Н – высота насыпи, м;
d – отверстие трубы, м;
с – толщина стенки, м;
m – коэффициент заложения откоса.
Строительство железобетонных труб
Подготовительные работы на базе предприятия(рекомендации).
1. Проверка элементов труб надопускаемые отклонения по ГОСТу
(длина звена – 0…10 мм, толщина стенок -5…+10 мм,остальные изме-
рения -+10 мм).
2. Удаление наплывов, набрызга бетонана сочленяемых частях звеньев.
3. Подбор всех элементов трубы помаркам согластно проектному решению.
4. Складирование элементов трубы водном месте.
Подготовительная работа на месте строительства
1. Выбор и подготовка площадкистроительства. Корчёвка кустарника
и планировка площадки бульдозером.
2. Приём и размещение оборудования, материала иконструкций.
3. Разбивка оси трубы и контура котлована.
Геодезические работы, выполняемые в процессе строительства,состоят из: разбивки сооружения в плане, включая главные оси и контурыкотлована; высотной разбивки; нивелировка продольного профиля лотка трубы.
Разбивкой в плане закрепляют на месте ясновидимые знаки, по которым можно точно установить местоположение трубы и еёэлементов; закрепляют обычно с помощью двух столбов, устанавливаемых попродольной оси трубы с учётом обеспечения их сохранности на все времяпостройки, и кольев, забиваемых по оси насыпи и в характерных точках. В
некоторых случаях на расстоянии 1,5-2 м от границкотлована устраивают обноски из горизонтально установленных досок, на которыхразмечают характерные точки фундамента. Доски прибивают к столбам, заглублённымв грунт. При разбивке сооружения в плане необходимо строго выдерживатьположение створа, расположенного по оси насыпи, и творчески подходить кразбивки продольной оси трубы. Если будут выявлены какие-либо неблагоприятныегрунтовые или другие факторы на месте расположения трубы, её нужно сместить вту или другую сторону. Все отступления от проекта согласовываются с заказчикоми проектной организацией.
Высотная разбивка заключается в определенииотметок поверхности в месте расположении трубы и глубины срезки грунта или,наоборот, его подсыпки под трубу. Земляные работы по рытью котлованов иустройству фундаментов выполняют под инструментальным контролем.
С помощью нивелира проверяют соответствие фактическихотметок дна котлована и верха подушки проектным. Аналогично контролируют высотноеположение фундамента, а затем и трубы. Продольный профиль труб нивелируют передих засыпкой и после отсыпки насыпи до проектных отметок. Необходимость, атакже периодичность и продолжительность дальнейших наблюдений устанавливают,руководствуясь нормативами.
Высотную разбивку и нивелирование производят спривязкой к реперу, расположенному вблизи трубы.
Схема разбивки трубы: Рис. 1
/>/>
Исполнительные работы
1.Рытьё котлована экскаватором и зачисткаего вручную. Укрепление (при необходимости) дна котлована каменными материаламипутём вдавливания средствами утопления.
Котлованы под фундаменты водопропускных труб,разрабатывают в большинстве случаев без крепления (ограждения). Только в водонасыщенныхгрунтах при значительном притоке воды и невозможности обеспечить устойчивостьстенок котлована грунт разрабатывают под защитой крепления. Применяют такжекрепления котлованов при постройке труб в непосредственной близости от эксплуатируемыхсооружений, обеспечивая тем самым их устойчивость.
Очертание котлованов и технология их разработкизависят от конструкции трубы и её фундамента, от вида и состояния грунтов основания.
Крутизну откосов котлованов назначают с учётомглубины котлована и характеристик разрабатываемого грунта.
Расстояние между вертикальной стенкой котлована ибоковой поверхностью фундамента применяют не менее 0,7 м, если предусмотренонанесение гидроизоляции на конструкцию или выполнение других работ, связанныхс пребыванием людей в котловане. Когда такие работы не предусмотрены, этавеличина может быть уменьшена до 0,1 м. При безопалубочном бетонированиифундаментов размеры котлована принимают равным размерам фундамента. При разработкекотлованов с откосами расстояние между подошвой откоса и фундаментом должно составлятьне менее 0,3 м. Во всех случаях размеры котлована увязывают с возможностямиземлеройных средств.
Во всех случаях при рытье котлованов принимаютмеры по предотвращению заполнения их поверхностными или грунтовыми водами. Для
этого по контуру котлована отсыпают грунтовые валики.Сооружая трубу на постоянном водотоке, устраивают запруды или отводят русло всторону с помощью канав.
Проникшую в котлован воду удаляют, либо устраиваяв его низовой части выпуск в водоотводную канаву, что обычно оказывается возможнымпри постройке косогорных труб, либо обеспечивая механизированный водоотлив.Для водоотлива в низовой части котлована делают ограждаемый приямок, изкоторого насосом откачивают воду. Приямок располагают за пределами контурафундамента, обеспечивая удаление воды во время фундаментных работ вплоть дозасыпки пазух. По мере углубления котлована ограждения приямка опускают.Нескальные грунты разрабатывают землеройными машинами без нарушения естественногосложения грунта в основании с недобором 0,1-0,2 м. Окончательно подчищаюткотлован непосредственно перед устройством фундамента.
В настоящее время из многообразной землеройнойтехники при строительстве водопропускных труб на железных и автомобильных дорогахнаибольшее распространение получили бульдозеры и экскаваторы.
Разработка котлованов бульдозером наиболеецелесообразна при заложении фундамента тела трубы и оголовка на одной отметкеили при небольшой их разнице.
Для неограждаемых котлованов применяютэкскаваторы, оборудованные обратной лопатой, или драглайны. Достоинством этихмеханизмов является возможность разработки грунта при разной глубинекотлована, что обеспечивает устройство котлована под средней частью трубы иоголовками, подошва фундамента которых закладывается на большей глубине. Дляразработки ограждаемых котлованов целесообразно применять грейферы.
Во всех случаях разрабатываемый грунт укладываютза пределы котлована на расстоянии, обеспечивающем устойчивость его стенок илиограждения. Отвалы грунта не должны создавать затруднений для выполненияпоследующих строительных и монтажных работ, а также для пропуска воды.
2. Устройство фундаментов.
Различают мелкообломочные и крупноблочныефундаменты.
При монтаже фундаментов из сборных элементов, впервую очередь, укладывают блоки фундаментов оголовков до уровня подошвыфундамента тела трубы. Затем до того же уровня заполняют пазухи фундаментовоголовков. С трёх сторон их засыпают местным грунтом, в местах сопряженияфундаментов разной глубины заложения – песчано-гравийной или песчано-щебёночнойсмесью, которую послойно уплотняют и заливают цементным раствором. Затем кладкуфундаментов оголовков ведут одновременно с посекционным монтажом фундаментатела трубы. Порядок монтажа принимают последовательным – от выходного оголовкак входному. Многорядную кладку выполняют с перевязкой швов.
Технологический процесс по устройству монолитныхфундаментов включает изготовление и установку опалубки, доставку готовойбетонной смеси или её приготовление на месте, укладку смеси, уход за бетоном,удаление опалубки, засыпку пазух. Достаточно простые очертания фундаментовпозволяют изготавливать опалубку в виде инвентарных щитов, используемых на рядеобъектов. Поверхность щитов должна быть гладкой. Перед бетонированием еёрекомендуется промазать солидолом, что облегчит отделение щитов от бетонной конструкции.
Для загрузки бетонной смеси в опалубку секцийприменяют инвентарные лотки или бадьи, загружаемые на месте или доставляемые сбетоносмесительных узлов. Содержимое бадьи выгружают непосредственно в секции.Уплотняют бетон глубинными или поверхностными вибраторами.
Сборно-монолитные фундаменты сооружают в такойпоследовательности: на подготовленное основание или подушку устанавливают опалубкув швах между секциями; пространство между сборными элементами и опалубкой вшвах заполняют бетонной смесью. Требования к производству бетонных работ в этомслучае такие же, как и при устройстве монолитных фундаментов.
Оборудование и механизмы для устройствафундамента выбирают с учётом всего технологического процесса по сооружениютрубы. Примерный перечень основного оборудования включает: краны, растворосмесители,бетоносмесители, вибраторы, электротрамбовки, сварочные агрегаты, передвижныеэлектростанции.
Повышение эффективности устройства труб можетбыть достигнуто чёткой организацией процесса изготовления, доставки конструкцийи
монтажа труб на некотором участке по единомукомплексному графику.
Необходимое условие этого – наличие хороших подъездови развитой базы строительства. Фундаменты, а также тело трубы и оголовки в этомслучае монтируют «с колёс», снимая кранами элементы с транспортных средств иукладывая их в конструкцию.
Устройство свайных фундаментов распространено в районахсо слабыми грунтами. Погружают сваи преимущественно сваесборными агрегатами,включающими копровое оборудование на базе трактора, автомобильного крана илиэкскаватора и дизель-молот.
3. Монтаж сборных железобетонныхтруб.
К монтажу сборных оголовков и тела трубыприступают после устройства фундаментов и засыпки пазух.
Сборные трубы монтируют с помощью самоходныхкранов, грузоподъёмность которых определяют, исходя из массы блоков тела трубы,оголовков и фундамента с учётом возможного вылета стрелы крана.
Порядок монтажа определяют в зависимости отконструкции оголовочной части трубы и местных условий.
Перед началом монтажа звенья, блоки оголовков ифундамента очищают от грязи, а зимой от снега и льда.
Звенья и блоки с плоской поверхностью нижнейграни устанавливают на цементном растворе подвижностью 6-8 см по конусу СтройЦНИИЛа.Цилиндрические звенья на плоскую поверхность фундамента устанавливают надеревянных подкладках, соблюдая требуемый зазор между звеном и фундаментом.Затем под звено подбивают бетонную смесь, обеспечивая полный контакт звена навсей его длине. Раствор подливают с одной стороны, контролируя его появление сдругой. Затем восполняют недостающее количество раствора с противоположнойстороны звена, обеспечивая при этом полное заполнение и выравнивания шва.Раствор используют подвижностью 11-13 см.
Заполнением вертикальных и горизонтальных швовобеспечивают сплошность и монолитность конструкции трубы на участках междудеформационными швами.
Швы в стыках звеньев или секций труб разрешаютсяконопатить с обеих сторон пропитанной битумом паклей. С внутренней стороны швыдолжны быть на глубину 3 см заделаны цементным раствором.
При монтаже следят за соблюдением проектныхзазоров между блоками и звеньями в пределах каждой секции с тем, чтобывыдерживать размеры секций и не допускать перекрытия деформационных швов.
4.Устройство гидроизоляции труб.
Основным типом изоляции бетонных и железобетонныхтруб в настоящее время служит битумная мастика.
Покрытия устраивают неармированными (обмазочными)и армированным (оклеечными). Для труб неармированная гидроизоляция состоит издвух слоёв битумной мастики толщиной 1,5-3 мм каждый по слою грунтовки,армированная – из слоёв армирующего материала между тремя слоями битумноймастики также по слою грунтовки.
Поверхности железобетонных элементов труб –звеньев, плит перекрытия, насадок и других, соприкасающихся с грунтом, как правило,защищают армированной гидроизоляцией.
Последовательность работ по устройствугидроизоляции на битумной основе следующая: подготовка поверхности; устройство(нанесение или наклейка) гидроизоляции; устройство защитного слоя.
При подготовке поверхности конструкции очищают отгрязи, просушивают, а в необходимых случаях и выравнивание её цементнымраствором. Нанесение подготовительного слоя из цементного раствора требуется вместах образования внутренних углов, например, на перекрытии трубы передкордонным камнем, для устройства сливов в многоочковых трубах и в другихслучаях.
Первая технологическая операция устройствасобственно гидроизоляции – нанесение на изолируемую поверхность битумного лака.Лак наносят в качестве грунтовки с целью заполнения мелких трещин и пор,
а также для улучшения сцепления основного компонентагидроизоляции – битумной мастики – с бетонной поверхностью. Рекомендуется наноситьбитумный лак напылением, используя установки, состоящие из ёмкости ираспыляющей пневмофорсунки. Существует и немеханизированный способ устройствагрунтовки с помощью кистей.
Неармированную гидроизоляцию устраивают послевысыхания грунтовки, но не ранее чем через 24 часа после её нанесения. Горячуюмастику наносят слоями толщиной 1,5-3 мм, второй слой – после остыванияпервого. Для нанесения мастики применяют ручной инструмент — шпатели и др.Повышение качества работ и снижение трудозатрат достигают, используямеханизированный способ, преимущественно пневмораспыление.
Армированную гидроизоляцию устраивают в такойпоследовательности. Вначале наносят на загрунтованную поверхность первый слойгорячей битумной мастики и наклеивают первый слой армирующего рулонногоматериала; повторяют эти операции для следующего слоя. Затем
последний слой армирующего материала покрываютотделочным слоем мастики толщиной 1,5-3 мм, выравнивая его после остыванияручным электрокатком и дополняя мастикой места, где её оказывалосьнедостаточно. Отдельные полотнища армирующего материала стыкуют внахлёстку сперекрытием стыков на 10 см. Стыки первого и второго слоёв не должнырасполагаться друг над другом. Стыки каждого следующего слоя сдвигают не менеечем на 30 см относительно стыков ранее уложенного слоя. Рулонные материалынаклеивают, не допуская образования пузырей и добиваясь плотного прилеганияматериала по всей поверхности. Для разглаживания изоляции применяютэлектроутюги, электрокатки.
Защитный слой устраивают для предотвращениямеханических повреждений гидроизоляции во время засыпки трубы и в последующийпериод, с учётом того, что сохранность гидроизоляции в процессе многолетнейэксплуатации – одно из важнейших факторов нормальной работы трубы.
5. Обратная засыпка грунта.
Железобетонные водопропускные трубы засыпаютгрунтом после выполнения всех работ по их сооружению и оформления соответствующегоакта приёмки.
Для засыпки труб пригоден тот же грунт, изкоторого возведена насыпь.
Возведение насыпей над железобетонными трубамисостоит из двух стадий:
заполнение грунтом пазух между стенками котлованаи фундамента;
засыпка трубы на высоту звена.
Грунт укладывают одновременно с обеих сторон трубына один одинаковую высоту и уплотняют послойно специальной грунтоуплотняющеймашиной виброударного действия для работы в стеснённых условиях, а при еёотсутствии – пневмокатками. Грунтовую призму отсыпают наклонными от трубыслоями (с уклоном не круче 1: 5), толщину которых назначают всоответствии с действующими нормативами.
Движение грунтоуплотняющих машин по каждому слоюгрунта вдоль трубы следует начинать с удалённых от неё участков и с каждымпоследующим проходом приближаться к стенкам трубы. Уплотнение грунтанепосредственно у трубы допускается, если с противоположной стороны уже отсыпанслой грунта на таком же уровне по всей длине трубы. Особое внимание нужноуделять уплотнению грунта у стенок трубы. При этом ручную электротрамбовку надорасполагать на расстоянии не менее 5 см от стенки. Над средней частью трубы(над звеньями) не допускается переуплотнение грунта во избежание перегрузкиконструкции.
При значительной высоте насыпи (более10 м) надтрубой целесообразно оставлять зону пониженной (менее 0,95 от максимальной)плотности, разравнивая грунт этой зоны бульдозером без уплотнения.
Если в процессе строительства машины, которыепередвигаются над засыпанной конструкцией или близко от неё, тяжелее чем временныенагрузки, для которых была запроектирована труба, необходимо предусматриватьдополнительную засыпку во избежании разрушения трубы.
Степень уплотнения грунта в пределах призмызасыпки оценивают коэффициентом К, который определяет собой отношение достигнутойплотности к максимальной стандартной, определяемой по методу стандартногоуплотнения. Последнюю приводят в проекте производства работ на основании данныхинженерно-геологических изысканий. В соответствии с требованиями действующейинструкции коэффициент уплотнения обеспечивают не ниже 0,95.
Оперативный контроль плотности в полевых условияхведут плотномером-влагомером Н. П. Ковалёва.
Необходимо отметить, что в процессе засыпки трубынельзя допускать отклонений от К=0,95 в меньшую сторону, так как снижение плотностигрунта существенно уменьшает его модуль деформации, а следовательно, и несущуюспособность трубы.
Техника безопасности
Все вновь поступающие рабочие допускаются кработе по заключению медицинской комиссии и только после прохождения вводного(общего) инструктажа по технике безопасности и инструктажа по техникебезопасности непосредственно на рабочем месте.
Кроме этого, рабочие в течение трёхмесячногосрока со дня поступления должны пройти обучение безопасным методам работы по 6-10- часовой программе.
По окончании обучения необходимо провестиэкзамены в постоянно действующих комиссиях и составить акт, который нужно хранитьв личном деле рабочего.
Строительную площадку следует оборудоватьпостоянными или временными санитарно-бытовыми устройствами: уборными, умывальными,раздевалками, сушилками для одежды, помещениями для приёма пищи, душевыми,медпунктами или аптечкой. Рабочие должны быть снабжены питьевой водой.
Администрация строительства обязана снабжатьрабочих спецодеждой, спецобувью и индивидуальными защитными средствами всоответствии с характером работ согласно действующим нормам.
На строительных мастеров возлагается в пределахпорученных им участков работ:
осуществление правильного и безопасного ведениястроительно-монтажных работ с применением строительных машин, механизмов,механизированного инструмента и оборудования;
контроль за состоянием лесов и подмостей,защитных приспособлений, креплений котлованов, траншей и др.;
проверка чистоты и порядка на рабочих местах, впроходах и на подъездных путях, обеспечение освещённости рабочих мест, проверкаправильной эксплуатации подкрановых и подкопровых путей;
инструктаж рабочих по технике безопасности нарабочих местах в процессе производства работ;
контроль за применением и правильнымиспользованием рабочими спецодежды и индивидуальных защитных средств, засоблюдением норм переноски тяжестей, за обеспечением рабочих мест предупредительныминадписями и плакатами.
Список используемой литературы
Строительство автомобильныхдорог (пособие длямастеров и производителей работ дорожных организаций) В. Г. Попов.
Водопропускные трубы под насыпями О. А.Янковского.
Мосты и сооружения на автомобильных дорогах М.Е.Гибшман,
И. Е. Дедух.