Инструкция по проектированию и строительству устоев автодорожных мостов и путепроводов, обсыпанных местными грунтами применительно к условиям молдавской сср. Методические рекомендации «Методические рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов

В последние 15-20 лет заметно возросли скорости движения на автомобильных дорогах, при этом обнаружилось, что наиболее резкие толчки автомобили испытывают на подходах к мостам и над водопропускными трубами, где, как правило, наблюдаются просадки покрытия.

По данным некоторых исследователей, неровности дороги и связанные с ними колебания автомобилей приводят к резкому снижению скорости движения производительности транспортных средств, а также к увеличению себестоимости перевозок. Учитывая, что в среднем на каждый километр дороги приходится мост или труба, значительную долю приведенного ущерба следует отнести за счет деформаций насыпи возле искусственных сооружений.

Просадки у мостов и над трубами небезопасны для транспорта, движущегося с большой скоростью. Поэтому при строительстве мостов и путепроводов на автомобильных дорогах особое внимание должно быть уделено сопряжениям их с насыпью.

В связи с этим Союздорнии последние годы проводил исследования по совершенствованию конструкций сопряжений мостов с насыпью с производством инструментальных обследований существующих сооружений.

Настоящие "Методические рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью" составлены на основе этих исследований, в них приводятся необходимые мероприятия по совершенствованию конструкций сопряжений мостов и путепроводов с насыпью и технология их строительства; причины деформаций дорожных покрытий возле мостов.

Необходимые условия проектирования и строительства сопряжений

1. Главнейшим условием устройства сопряжений моста с насыпью является обеспечение плавности въезда автомобилей с подходов на мост на весь период эксплуатации дороги.

Критерием обеспечения плавности покрытия у моста являются допустимые вертикальные ускорения, которые испытывает автомобиль при проходе неровности. Величины этих ускорений связываются с физиологией человека и с сохранностью перевозимых грузов. Так, при ускорении (0,2 ¸ 0,5) q , где (q - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек 2 ) работа в автомобиле невозможна; такое ускорение терпимо в течение одной минуты. Сохранность груза в кузове автомобиля обеспечивается при ускорении, не превышающем (0,6¸ 0,7) q.

При одной и той же неровности величина ускорения будет разной в зависимости от типа автомобиля (легковой, автобус, грузовой), степени его загрузки и скорости движения. Наибольшие ускорения (0,7¸ 1,0) q допускают для грузовых автомобилей, эксплуатируемых в тяжелых дорожных условиях.

2. Неровность характеризуют углами перелома профиля покрытия. В частности, при въезде на мост по наклонной переходной плите автомобиль испытывает толчки на двух переломах профиля: у начала переходной плиты (вогнутый угол перелома) и у конца ее - на устое (выпуклый угол перелома). При скорости движения легкового автомобиля 60 км/час вогнутый угол перелома допустим до 12 ‰; при скорости 100 км/час он не должен превышать 5 ‰.

* Причины деформаций дорожного покрытия возле мостов пояснены в приложении 1 .

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

а) обеспечить надлежащую плотность грунтов земляного полотна (коэффициент уплотнения грунтов при оптимальной влажности не должен быть менее 0,98-1,0);

б) устроить надежный отвод поверхностных вод с покрытия и из тела земляного полотна, что достигается применением дренирующей засыпки за опорами и в конусах, дренажных слоев под покрытием, устройством бортовых лотков и противофильтрационной защиты покрытия и обочин в пределах сопряжения;

в) выдержать земляное полотно до укладки покрытия не менее года, в течение которого произойдут основные осадки тела и основания насыпи;

г) уложить переходные плиты длиной, достаточной для перекрытия зоны образования местных просадок и для обеспечения плавного сопряжения проезжей части моста с дорожным покрытием.

4. Сопряжения проектируют в соответствии с "Проектом конструкций сопряжений мостов и путепроводов с насыпью", разработанным ГПИ "Союздорпроект" (рабочие чертежи, инв. № 20296-М) и утвержденным Минтрансстроем для опытного применения в 1971-1973 гг. Могут быть также использованы "Нормали сопряжений", разработанные Гипроавтотрансом Министерства строительства и эксплуатации автомобильных дорог РСФСР в 1969 г. (серия 3.503-16).

5. Для проектирования сопряжения необходимы следующие данные:

инженерно-геологический разрез грунтов, слагающих основание насыпи вблизи моста, с физико-механическими характеристиками их (в том числе компрессионные кривые), необходимыми для прогноза осадки основания;

высота насыпи, ширина ее поверху и заложение откосов;

физико-механические характеристики грунтов, применяемых для отсыпки насыпи (в том числе для дренирующей засыпки за опорами и конусов);

конструкция дорожной одежды.

6. Конечную осадку уплотненного земляного полотна принимают в зависимости от грунтов и высоты насыпи по табл. 1 (данные В.Д. Казарновского и Н.И. Вельмакиной), а конечную осадку основания насыпи рассчитывают по известным способам механики грунтов ("Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах", М., Оргтрансстрой, 1968).

Таблица 1

При расчетах осадок на второй год после отсыпки земляного полотна можно принимать осадку тела насыпи 50 %, а основания - 75 % от полной.

Конструкции сопряжений

7. В конструкцию сопряжений входит часть земляного полотна за береговой опорой моста (отсыпаемая из дренирующего грунта), заканчивающаяся объемлющим опору конусом. Дорожное покрытие в этом месте устраивают в виде переходных плит.

8. В зависимости от материала покрытия подходов применяют три типа переходных плит: при цементобетонном покрытии - поверхностные плиты (рис. 1, а), при асфальтобетонном - полузаглубленные и заглубленные (рис. 1, б, в).

9. Полузаглубленные плиты применяют при асфальтобетонных покрытиях, устраиваемых на жестком и полужестком основаниях. К жесткому относится цементобетонное основание; к полужесткому - основания из каменных материалов, укрепленных цементом, гранулированным доменным шлаком, молотым шлаком, золой уноса и др.

10. Заглубленные плиты укладывают при асфальтобетонных покрытиях, устраиваемых на нежестких основаниях: основания из битумоминеральных материалов, из слабых каменных материалов или щебня из шлака, обработанных жидким битумом, из каменных материалов или щебня из шлака с розливом битума или обработанных битумом методом пропитки.

11. Глубину укладки от поверхности покрытия до верха переходной плиты у опирания ее на шкафную стенку (а) и на конце плиты (б) принимают по табл. 2.

Таблица 2

Рис.1. Конструкция сопряжения моста с насыпью:

а - при цементобетонном покрытии: б и в - при асфальтобетонном покрытии (б - полузаглубленная,. в - заглубленная плита); 1 - промежуточная плита; 2 - переходная плита; 3 - крупно- и среднезернистый песок; 4 - дренирующий грунт, 5 - гравийно-щебеночная подушка; 6-укрепленный грунт или асфальтобетон

12. Длину переходных плит назначают в зависимости от ожидаемых осадок тела и основания земляного полотна.

При недостаточности данных о физико-механических характеристиках грунтов длину плит принимают в зависимости от высоты насыпи и гидрогеологических условий ее основания по табл. 3.

Таблица 3

К малосжимаемым грунтам (см. табл. 3) относятся

пески влажные и насыщенные водой, супеси слабовлажные, суглинки твердопластичные и т.п.; к грунтам повышенной сжимаемости - супеси влажные, суглинки тугопластичные и т.п.

13. Наклон переходных плит (вогнутый угол перелома) после окончания осадок тела и основания насыпи не должен превышать величин, указанных в п. 1.

14. При слабых глинистых грунтах в основании насыпи проезжей части на участке переходных плит и прилегающей части подхода придается строительный подъем по треугольнику. Максимальная ордината строительного подъема располагается над концом переходной плиты (над лежнем) и принимается равной ориентировочно 0,7 % от высоты насыпи. Разгон строительного подъема в сторону от моста осуществляется на длине, равной двум высотам насыпи.

При устройстве поверхностных плит строительный подъем достигается повышенным положением лежня. При полузаглубленных и заглубленных плитах строительный подъем устраивается за счет разной толщины основания покрытия.

15. Переходные плиты устраивают либо сборными, либо сборно-монолитными (поверхностные плиты - только сборно-монолитными); с точки зрения водонепроницаемости покрытия и меньшего веса блоков предпочтительнее применение сборно-монолитных плит.

Наружным концом переходные плиты опираются на лежень - обязательный конструктивный элемент при сборных плитах, укладываемый на тщательно уплотненную гравийно-щебеночную подушку толщиной не менее 0,4 м. Сборные плиты объединяются между собой шпоночным швом с постановкой проволочной спирали. Сверху швы между плитами заполняют битумной мастикой.

16. Поверхности переходных плит, соприкасающиеся с землей, и лежень должны быть покрыты обмазочной гидроизоляцией.

17. 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 металлургический. Коэффициент фильтрации дренирующего грунта после уплотнения до коэффициента К = 0,98 должен быть не менее 2 - 3 м/сутки.

18. В пределах переходных плит дорожное покрытие должно быть водонепроницаемым (из двух слоев асфальтобетона общей толщиной не менее 7 см), устраиваемым в соответствии с «Рекомендациями по устройству асфальтобетонных покрытий повышенной водонепроницаемости на мостах» (Союздорнии, 1966).

19. При сборно-монолитных плитах поверхностного типа взамен укладки слоев асфальтобетона для изготовления верхней (монолитной) части плиты используют бетон повышенной плотности с воздухововлекающими, газообразующими или уплотняющими добавками, вводимыми с водой затворения согласно требованиям ВСН 85-68 .

20. Поверхностные воды с покрытия должны быть отведены за пределы сопряжений продольными лотками и сброшены по поперечным лоткам, устраиваемым на откосе насыпи. Для этого насыпь возле мостов на протяжении 20 м уширяют по 0,75 м с каждой стороны.

21. Обочины земляного полотна в пределах переходных плит плюс 4 м укрепляют асфальтобетоном или грунтом, обработанным вяжущим.

22. Объемы работ на устройство одного сопряжения для габарита моста Г-9 при разных типах покрытия и длине переходных плит 4 и 6 м (проект Союздорпроекта 1970 г.) приведены в табл. 4.

Таблица 4

Технология работ

23. Строительство береговых опор мостов и путепроводов должно опережать возведение земляного полотна, устройство которого производится без разрыва потока линейных земляных работ. Это требование распространяется и на крупные мосты с длительными сроками производства работ.

24. При свайно-эстакадной конструкции моста рекомендуется предварительно (до забивки свай) отсыпать часть насыпи из дренирующего грунта. Это позволит сократить разрыв между сроком окончания сооружения земляного полотна подходов и сроком строительства моста. Размеры призмы из дренирующего грунта поверху должны быть достаточными для обеспечения фронта работ уплотняющих машин и установки копра.

25. Сопряжения строят в четыре этапа:

а) При свайных опорах (рис. 2) отсыпают призму из дренирующего грунта с послойным уплотнением до коэффициента 0,98-1,0 м и забивают в нее сваи береговой опоры. При высоте насыпи до 3 м высота призмы принимается на 2 м меньше, т.е. Н нас - 2 м, а при высоте насыпи 4 - 6 м высота призмы на 3 м меньше, т.е. Н нас - 3 м.

При высоте насыпи более 6 м высота призмы определяется наличием копрового оборудования - возможностью погружения концов свай на глубину не менее 4 м ниже подошвы призмы.

б) При стоечных опорах (рис. 2, б) и опорах других конструкций возводится фундамент и основная часть стоечной опоры.

II этап. Земляное полотно подходов на всю высоту возводят сразу же после сооружения береговых опор. Вблизи моста земляное полотно и конуса отсыпают из дренирующего грунта с послойным его уплотнением малогабаритными механизмами, в удалении (2 м и более) - местным грунтом, уплотняемым тяжелыми машинами.

Рис. 2. Схемы технологической последовательности работ при устройстве сопряжений:

а - при свайных береговых опорах моста; б - при стоечных опорах;

1-стреловый кран с копровым оборудованием; 2-дренируюшнй грунт; 3-переходная плита; 4-подушка под лежень; 5-временное щебеночное покрытие; 6-зона уплотнения малогабаритными механизмами; 7-то же тяжелыми уплотняющими машинами

Одновременно отсыпают и уплотняют гравийно-щебеночную подушку под лежень переходных плит. Осуществляют систематический контроль за уплотнением, отбором проб и определением влажности и плотности грунта вблизи моста, на конусе и в 50 м от моста и регистрируют в "Журнале контроля уплотнения".

После возведения земляного полотна на всю высоту дальнейшую последовательность работ в III и IV этапах принимают в зависимости от типа покрытия (типа переходных плит).

а) Цементобетонное покрытие - поверхностные плиты. В пределах плит плюс 8 м устраивают временное покрытие из щебня или каменной мелочи, эксплуатируя его в течение года.

б) Асфальтобетонное покрытие - полузаглубленные и заглубленные плиты. Роют траншеи под опорный лежень и котлован под переходные плиты. Укладывают лежень; втрамбовывают в котлован 5-см слой щебня и укладывают переходные плиты. В пределах переходных плит плюс 10 м устраивают временное покрытие из щебня или каменной мелочи, эксплуатируя его в течение года.

а) Цементобетонное покрытие - поверхностные плиты. Удаляют верхний загрязненный слой временного покрытия; при необходимости досыпают основание дорожной одежды до проектной отметки и уплотняют его до К = 0,98¸ 1,0. Роют траншеи под опорный лежень и котлован под переходные плиты. Укладывают лежень; втрамбовывают в котлован 5-см слой щебня, укладывают переходные и промежуточные плиты и постоянное цементобетонное покрытие. Устраивают водоотводные лотки и укрепляют обочины.

б) Асфальтобетонное покрытие - полузаглубленные и заглубленные плиты. Удаляют верхний загрязненный слой временного покрытия; досыпают основание дорожного покрытия до проектной отметки и уплотняют его до К = 0,98¸ 1,0. Укладывают постоянное асфальтобетонное покрытие. Устраивают водоотводные лотки и укрепляют обочины.

Составляют акт на скрытые работы по устройству сопряжений (приложение 2).

26. Строительство береговых опор в прогалах земляного полотна допускается как исключение при надлежащем технико-экономическом обосновании такого решения. При этом размеры прогала в насыпи для обеспечения равномерной осадки основания земляного полотна на подходах к мосту должны быть достаточно большими - не менее двух высот насыпи в каждую сторону от моста. Грунт для засыпки прогала (за пределами дренирующей засыпки) должен быть однородным с грунтом прилегающей насыпи.

27. Грунт дренирующей засыпки и конусов уплотняют при оптимальной влажности послойно до коэффициента уплотнения 0,98¸ 1,0. Толщину слоев принимают в зависимости от используемых механизмов (см. табл. 22 ВСН 97-63). При ручном уплотнении толщина слоев должна быть не более 10-15 см.

При наличии водоемов вблизи трассы целесообразно грунт дренирующей засыпки и конусов перед уплотнением поливать водой, увеличивая влажность грунта против оптимальной на 20 %. При этом можно несколько увеличить толщину уплотняемых слоев.

Систематически контролировать уплотнение путем отбора проб и определения плотности и влажности грунта. Плотность грунта определяют методом кольца с режущим краем, а влажность - методом высушивания до постоянного веса.

Плотность и влажность грунтов с каждой стороны моста определяют на каждом метре высоты отсыпанной насыпи в трех местах: 1) на расстоянии 2-3 м от береговой опоры; 2) на конусе и 3) на расстоянии 50 м от моста. В последнем случае плотность и влажность определяют по двум пробам, взятым на горизонте, примерно равным половине высоты насыпи, и на 0,7 м от ее верха.

28. При устройстве щебеночной подушки под лежень переходных плит и щебеночного основания под плиты особое внимание следует обратить на тщательное уплотнение щебня. Нижний слой щебня толщиной 6 см должен быть втрамбован в грунт. Контроль качества уплотнения щебеночных оснований осуществляют в соответствии с указаниями § 6,6 - 6,9 СНиП III-Д.5-62.

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

Полузаглубленные и заглубленные переходные плиты укладывают в один год с возведением земляного полотна, а покрытие в пределах плит - через год. В случае постройки моста в прогале насыпи, возводимой на грунтах повышенной сжимаемости, полузаглубленные и заглубленные плиты укладывают через год после засыпки прогала.

При возведении насыпей на сжимаемых грунтах и необходимости открыть движение до истечения годовой выдержки земляного полотна с разрешения инстанции, утвердившей проект, допускается:

устройство гравийного или щебеночного покрытия на подходах к мосту (на длине не менее двух высот насыпи) с укладкой переходных плит после досыпки и доуплотнения верхней части насыпи через год;

временная укладка переходных плит поверхностного типа с последующей 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 предусмотрены средства на окончание работ по устройству сопряжения моста (путепровода) с насыпью.

30. Отдельные этапы устройства сопряжения моста с насыпью регистрируют в журнале работ. После окончания работ по устройству сопряжений составляют акт на скрытые работы (см. приложение 2), в котором указывают плотность грунтов земляного полотна, тип и конструкцию переходных плит (поверхностные, заглубленные, полузаглубленные, сборные, сборно-монолитные плиты), длину плит и соответствие выполненных работ проекту.

К акту прикладывают выписку из журнала контроля уплотнения грунта и нивелировочные профили в пределах длин переходных плит плюс 10 м (с каждой стороны моста), в отметках, увязанных с репером строительства.

Нивелировочные профили прокладывают по оси каждой из полос движения; отметки (в мм) берут на каждом метре длины профиля.

Конструкция сопряжения моста с насыпью должна быть показана на исполнительном чертеже общего вида моста (путепровода).

После сдачи моста в эксплуатацию строительные, эксплуатационные и проектные организации в течение 3 лет и более ведут наблюдения за состоянием конструкций сопряжений. Материалы наблюдений и предложения по совершенствованию конструкций для обобщения направляются в Союздорнии.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

ПРИЧИНЫ ДЕФОРМАЦИЙ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ ВОЗЛЕ МОСТОВ

Земляное полотно автомобильных дорог испытывает деформации, возникающие вследствие уплотнения (консолидации) грунтов как самого тела насыпи, так и ее основания. Этот вид деформаций, проявляющихся на всем протяжении дороги, принято называть общими осадками земляного полотна.

Кроме деформаций консолидации под действием колесной нагрузки, при определенных условиях в верхней части насыпи возле мостов образуются местные просадки (рис. 1).

Рис. 1. Деформация насыпи возле моста: ΔН = Δ h H + Δ h 0 ;

обычно Δ h 0 > Δ h H ,

где ΔН - полная осадка насыпи;

Δ h H и Δ h 0 - осадка тела и основания насыпи;

Δ h М - местная просадка насыпи возле моста

Общие осадки земляного полотна зависят от рода грунтов, слагающих и подстилающих насыпь, высоты насыпи, дорожно-климатической зоны, степени уплотнения грунтов насыпи, интенсивности обращающихся нагрузок и срока эксплуатации дороги. Местные просадки земляного полотна зависят от тех же факторов и, кроме того, от формы продольного профиля и типа покрытия дороги, от типа береговых опор и крутизны откосов конусов * .

В величинах общих осадок земляного полотна превалирующее место занимают осадки основания насыпи. При существующих требованиях к плотности грунтов насыпи осадки ее основания могут превосходить осадки тела более чем в 3 раза. Так, насыпь высотой до 6 м, сложенная из суглинистых грунтов, уплотненных до К = 1,0, даст осадку около 0,5 % от высоты насыпи, в то время как ее основание, сложенное из твердопластичных суглинков, даст осадку 1,5-2 % от высоты насыпи.

Местные просадки земляного полотна возле мостов меньше общих осадок. В их возникновении, помимо срока эксплуатации дороги, существенную роль играет водно-тепловой режим земляного полотна. На длительно эксплуатирующихся дорогах (10-15 лет), когда деформации консолидации грунтов закончены, величины местных просадок составляют от 0,3 % в IV дорожно-климатической зоне до 1 % от Н нас во II зоне. Форма местных просадок близка к синусоиде, а длина их колеблется от 0,5 до 2,0 от Н нас.

На вогнутом профиле дороги, когда сток воды с покрытия направлен к мосту, местные просадки больше, чем на выпуклом. Это свидетельствует о необходимости обязательного водоотвода с покрытия и с обочин дороги возле моста.

* Журавлев М.М. Сопряжение моста с насыпью. - "Автомобильные дороги", 1968, № 11.

Местные просадки зависят от типа береговых опор моста, они больше при массивных устоях с обратными стенками или при устоях со сплошными заборными стенками. Это объясняется нарушением дренирования воды из тела насыпи в сторону отверстия моста, которое создает такие опоры.

Менее устойчивые конуса, с крутым заложением откосов, также увеличивают местные просадки.

Формирование общих и местных деформаций земляного полотна возле мостов связано со временем.

Общие осадки тела и основания земляного полотна происходят неравномерно, они более интенсивны в первые месяцы после возведения насыпи, затем интенсивность их падает. При наиболее часто употребляемых в дорожном строительстве грунтах (пылеватые супеси и суглинки) общие осадки в первый год после возведения насыпи достигают 70-80 % от полной величины осадки. На 2-й год осадка насыпи и основания составляет примерно 15-20 %, а оставшиеся 5-10 % приходятся на 3-5-й год эксплуатации дороги.

На слабых глинистых основаниях, насыщенных водой, осадки насыпи могут растянуться на значительно больший срок, иногда исчисляемый десятилетиями.

В противоположность общим осадкам земляного полотна местные просадки возникают периодически (обычно весной), что объясняется максимальной влажностью оттаивающего грунтового основания покрытия в этот период года.

В результате общих и местных деформаций насыпи, если не принимать необходимых мер, дорожное покрытие возле мостов разрушается, образуя просадки и неровности.

Эксплуатационные организации ликвидируют просадки укладкой дополнительных слоев асфальтобетона. На следующий год или через год просадки возобновляются. По мере ремонта покрытия асфальтобетон погружается в тело земляного полотна. На некоторых длительно эксплуатирующихся дорогах общая толщина асфальтобетона возле мостов достигла 50-100 см (рис. 2) * .

Рис. 2. Местная просадка насыпи возле одного из мостов на дороге Москва-Симферополь:

1-асфальтобетон (за срок эксплуатации 17 лет толщина слоя достигла 50 см); 2-буровые скважины

До настоящего времени сопряжения мостов и путепроводов с насыпью устраивали либо с применением коротких (1,5-2,0 м) переходных плит, либо без переходных плит - с устройством клинообразного утолщения щебеночного основания покрытия. Плиты такой длины недостаточны для перекрытия активной зоны образования местных просадок, а клинообразные утолщения основания покрытия быстро деформируются, образуя перед мостом порожек.

* Журавлев М.М. Исследование причин расстройства сопряжений автодорожных мостов с насыпями. - Сб. "Труды Союздорнии", вып. 42, М., 1970.

Во многих случаях подходы к мостам отсыпаются из местных недренирующих грунтов без надлежащего их уплотнения. Часто нарушается технологическая последовательность строительных работ: земляное полотно возводится с опережением строительства моста, т.е. мост строится в прогале насыпи. Такая последовательность работ вызывает возле моста неравномерные осадки основания земляного полотна.

Грубейшим нарушением технологии работ является устройство переходных плит и покрытия на подходах к мостам сразу после отсыпки насыпи (или засыпки прогала), когда деформации консолидации грунтов наиболее интенсивны. В результате этого переходные плиты своим наружным концом резко опускаются и теряют свое назначение.

Бортовые лотки на обочинах земляного полотна при вогнутом профиле дороги устраиваются лишь в редких случаях. При отсутствии таких лотков поверхностные воды устремляются по покрытию к мосту, увлажняют земляное полотно, размывают его откосы и конуса, чем нарушается устойчивость насыпи возле моста.

Таким образом, почти единственной мерой предупреждения просадок покрытия возле мостов до настоящего времени являлось применение переходных плит длиной 1,5 - 2 м и в последнее время Г-образных плит длиной 3 м X . Последний тип плит, помимо недостаточной длины, дает также значительные раскрытия деформационного шва на береговой опоре.

Отмеченные недостатки конструктивных решений и технологии работ приводят к деформации узла сопряжения моста с насыпью. В особенности деформации покрытия велики у мостов, сопряжения которых выполнены без переходных плит, с устройством лишь щебеночного клина. Например, на подготовленной в 1968 г. к сдаче дороге Тамбов-Первомайский из-за больших деформаций покрытия возле мостов пришлось выставить предупреждающие знаки о неровностях на дороге, а затем производить реконструкцию узлов сопряжений путем укладки переходных плит.

X Исключение составляет применение переходных плит длиной 5,0 м на шести мостах второй очереди строительства Московской кольцевой дороги (1961 г.), что по сравнению с плитами длиной 2 м значительно повысило ровность покрытия.

Приложение 2

на скрытые работы по устройству сопряжений с насыпью моста через реку_____________на км _______пк ________ дороги ______________________

«___»______19 ____ г Поселок___________________________________________________

Мы, нижеподписавшиеся, представители ________________________________ составили настоящий акт в том, что «____»__________с.г. произведено освидетельствование и испытание грунтов земляного полотна на подходах к мосту, в результате установлено следующее:

1. Насыпь подхода со стороны _________________отсыпана в ___________ (месяц) ___________19 ____ г. из грунтов ______________________________. Возле береговых опор часть насыпи отсыпана ____________ 19 ____г. из дренирующего грунта ________________________________(наименование грунта) с коэффициентом фильтрации ______________________ м/сут.

Уплотнение грунтов производилось слоями по ____ см ________________ (наименование механизма) __________________________________.

Коэффициент уплотнения не менее: в расстоянии 2-3 м от береговой опоры ____________; на конусе______________ в расстоянии 50 м от моста ______________ (см. прилагаемую выписку из журнала контроля уплотнения).

2. Насыпь подхода со стороны ________________________________________________

(аналогичный текст, как в п. 1)________________________________________________

Уплотнение щебеночной подушки под лежень и щебеночного основания под переходные плиты осуществлялось _______________________________________(наименование механизма).

На основании произведенного освидетельствования считать полотно подходов к мосту подготовленным для укладки переходных плит.

3. Переходные плиты длиной _______ м поверхностного, полузаглубленного, заглубленного типа (ненужное зачеркнуть), уложены _________________19 __ г.

______________________________________________________________________________

(отразить установку штырей, заделку швов и омоноличивание элементов).

Приложения: 1. Выписка из журнала контроля уплотнения грунта на _______листах.

2. Нивелировочные профили сопряжений на _________ листах.

Приложение 3

При устройстве рекомендуемых типов сопряжений снизится себестоимость перевозок грузов за счет повышения скоростей на подходах к мостам. Годовой выигрыш себестоимости перевозок на один мост ΔЭ 1 , можно определить, используя формулу В.Ф. Бабкова *

где коэффициент K б - отношение скорости на участке снижения к средней скорости автомобиля (V m =50 км/час) принят равным 0,6;

N - средняя интенсивность движения, равная 2000 авт/сутки;

L - длина подходов к мосту, равная 0,3 км;

r - стоимость пробега 1 автомобиля, принятая 0,20 руб/км (при средней грузоподъемности, средних значениях коэффициентов использования грузоподъемности и пробега автомобилей γβq = 2,9 и себестоимости перевозок - 5,3 коп/ткм);

Т раб.= количество рабочих дней автомобиля в году, равное 275.

В связи с ускорением доставки грузов будет получен эффект в сфере народного хозяйства. Этот эффект можно оценить по формуле

Принципы реконструкции дорог. - * Автомобильные дороги", 1969, № 11.

где 0,6 - коэффициент, учитывающий долю товарных грузов и грузов краткосрочного хранения (по А.Б. Меерсону);

Ц - средняя цена 1 т грузовой массы, равная 420 руб;

Q г - годовое количество грузов- Q г =N γβqT раб - подсчитано при ранее принятых значениях;

V m = 50 км/час;

V 0 = 25 км/час;

L = 0,3 км;

Е н - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Кроме перечисленного выше, эксплуатационные организации снизят расходы на ежегодный ремонт покрытия возле мостов ΔЭ 3 , которые, по данным обследования Союздорнии, на 1 мост составляют 90 руб/год.

С другой стороны, применение новых сопряжений по сравнению со старыми типами (плиты длиной 2 м) вызовет удорожание строительства (см. таблицу).

Коэффициент эффективности капиталовложений при устройстве рекомендуемых типов сопряжений определяют при возрастании грузооборота на дороге по прямолинейной зависимости Э t = Э 0 (1 + at ) , в которой параметр a = 0,13 принят по статистическим данным; t -рассматриваемый отрезок времени, годы. Расчетный год определения затрат:

где года < Т н = 8,3 года

Приведенные данные свидетельствуют об эффективности применения новых конструкций сопряжения мостов и путепроводов с насыпью.

5.70 Земляное полотно на протяжении 10 м от задней грани устоев у больших железнодорожных мостов должно быть уширено на 0,5 м с каждой стороны, у автодорожных и городских мостов - иметь ширину не менее расстояния между перилами плюс 0,5 м с каждой стороны. Переход от увеличенной ширины к нормальной следует делать плавным и осуществлять на длине 15-25 м.

В местах примыкания насыпи к устоям железнодорожных мостов следует предусматривать меры для удержания балластной призмы от осыпания.

5.71 В сопряжении автодорожных и городских мостов с насыпью следует предусматривать укладку железобетонных переходных плит, опираемых одним концом на шкафную стенку устоя, а другим - на лежень.

Переходные плиты укладывают на полную ширину сооружения. В пределах ширины тротуаров укладывают плиты укороченной длины.

Длину плит следует принимать в зависимости от высоты насыпи и ожидаемых осадок грунта под лежнем плиты в диапазоне от 4 до 8 м.

На мостах с устоями, опирающимися непосредственно на насыпь (диванного типа), длину переходных плит следует назначать, учитывая необходимость соблюдения принятого профиля проезда при возможной разности осадок опорных площадок плиты, и принимать не менее 2 м.

Щебеночная подушка под лежнем плиты должна опираться на дренирующий грунт или на грунт насыпи ниже глубины промерзания. Щебеночная подушка должна быть отделена от грунта насыпи разделительным материалом, хорошо фильтрующим и не подверженным быстрому заиливанию. При слабых грунтах в основании насыпи лежни переходных плит и устоев диванного типа следует укладывать на армогрунтовое основание.

Щебеночную подушку устраивают из фракционного щебня по способу заклинки. Нижний слой толщиной 50 мм втрамбовывают в грунт.

Поверхности переходных плит и лежня должны иметь гидроизоляцию преимущественно обмазочного типа.

Переходные плиты следует выполнять, как правило, сборно-монолитными из бетона класса В30, маркой по водонепроницаемости W6 с морозостойкостью, соответствующей району строительства.

Покрытие проезжей части в пределах переходных плит следует выполнять одновременно с устройством покрытия на мостовом сооружении.

5.72 При сопряжении конструкций мостов с насыпями подходов необходимо выполнять условия:

а) после осадки насыпи и конуса примыкающая к насыпи часть устоя должна входить в конус на величину (считая от вершины конуса насыпи на уровне бровки полотна до грани, сопрягаемой с насыпью конструкции) не менее 0,75 м при высоте насыпи до 6 м и не менее 1,00 м при высоте насыпи свыше 6 м;

б) откосы конусов должны проходить ниже подферменной площадки (в плоскости шкафной стенки) или верха боковых стенок, ограждающих шкафную часть, не менее чем на 0,50 м - для железнодорожных и на 0,40 м - для автодорожных и городских мостов. Низ конуса насыпи у необсыпных устоев не должен выходить за переднюю грань устоя. В обсыпных устоях мостов линия пересечения поверхности конуса с передней гранью устоя должна быть расположена выше уровня воды расчетного паводка (без подпора и наката волн) не менее чем на 0,50 м;

в) откосы конусов необсыпных устоев должны иметь уклоны на высоте первых 6 м, считая сверху вниз от бровки насыпи, - не круче 1:1,25, на высоте следующих 6 м - не круче 1:1,50, при высоте насыпи выше 12 м - не менее 1:1,75 в пределах всего конуса или до более пологой его части. Крутизну откосов конусов насыпей следует определять расчетом устойчивости конуса (с проверкой основания);

г) откосы конусов обсыпных устоев должны иметь уклоны не круче 1:1,5.

Для устройства более крутых откосов допускается применять армогрунтовые системы или устои с раздельными функциями.

Устойчивость концевых участков насыпей и конусов с захватом основания следует проверять по круглоцилиндрическим или иным (обусловленным геологическим строением склона) поверхностям скольжения.

При расположении опор на потенциально оползневых склонах должны быть приняты конструктивно-технологические мероприятия, исключающие активизацию оползневого процесса.

Для сейсмических районов уклоны откосов конусов следует назначать в соответствии с требованиями СП 14.13330 .

5.73 Крайний ряд стоек или свай устоев деревянных мостов должен входить в насыпь не менее чем на 0,50 м, считая от оси стойки до бровки конуса, при этом концы прогонов должны быть защищены от соприкосновения с грунтом.

5.74 Отсыпку конусов, а также насыпей за устоями мостовых сооружений на длину поверху - не менее высоты насыпи за устоем плюс 2,0 м и понизу (в уровне естественной поверхности грунта) - не менее 2,0 м следует предусматривать из песчаного или другого дренирующего грунта с коэффициентом фильтрации (после уплотнения) не менее 2 м/сут. Дренирующую засыпку необходимо уплотнять до коэффициента уплотнения не менее 0,98.

В особых условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение песков с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут при обеспечении с помощью конструктивных и технологических мероприятий (в том числе с применением укрепляющих и армирующих материалов и сеток) требуемой надежности и долговечности устоев, конусов и насыпей за устоями.

При сопряжении мостов с подходами разрешается также применение армогрунтовых конструкций без конусов.

5.75 Откосы конусов у мостов и путепроводов должны быть укреплены на всю высоту. Типы укреплений откосов и подошв конусов и насыпей в пределах подтопления на подходах к мостам и у труб, а также откосов регуляционных сооружений следует назначать в зависимости от их крутизны, условий ледохода, воздействия волн и течения воды при скоростях, отвечающих максимальным расходам во время паводков: наибольших - для мостов на железных дорогах общей сети и расчетных - для остальных мостов. Отметки верха укреплений должны быть выше уровней воды, отвечающих указанным выше паводкам, с учетом подпора и наката волны на насыпь:

у больших и средних мостов - не менее 0,50 м;

у малых мостов и труб - не менее 0,25 м.

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
( СОЮЗДОРНИИ )

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
СОПРЯЖЕНИЙ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ
И ПУТЕПРОВОДОВ С НАСЫПЬЮ

Москва 1975

Рассматриваются необходимые условия проектирования сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью, даются указания по их конструкции и технологии строительства. Настоящие « Методические рекомендации » дополняют изданные в 1971 г. « Методические рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью » с учетом накопившегося опыта дорожно - мостовых проектных и строительных организаций по устройству сопряжений мостов и путепроводов с насыпью. Табл. 5, рис. 7.

Предисловие

1 . Общие положения

Таблица 1

2 . Конструкции сопряжений

Рис. 1 . Конструкции сопряжения моста с насыпью для цементобетонных покрытий (а) и для асфальтобетонных - полузаглубленные плиты (б), заглубленные (в):

1 - промежуточная плита; 2 - переходная плита; 3 - крупно- и среднезернистый песок; 4 - дренирующий грунт; 5 - гравийно - щебеночная подушка; 8 - укрепленный грунт или асфальтобетон

2.5 . Расстояние от поверхности покрытия до верха переходной плиты у опирания ее на шкафную стенку (а) и на конце плиты (б) принимают по табл. 2 . Во избежание расстройства деформационного шва переходная плита со стороны устоя должна опираться не на верх шкафной стенки, а на ее прилив (см. рис. 1). 2.6 . Длину переходных плит назначают в зависимости от ожидаемых осадок тела и основания насыпи. При недостатке данных о физико - механических характеристиках грунтов в основании насыпи длину переходных плит принимают ориентировочно по табл. 3 .

Таблица 2

Таблица 3

Рис. 2 . Схема общей компоновки узла сопряжения моста с насыпью:

1 - дренирующий грунт; 2 - грунт насыпи; h пром - глубина промерзания грунта

В этих районах для предварительно уплотненных насыпей, имеющих высоту более 3 - 4 м, допускается снижение объема дренирующей засыпки (рис. 3). При этом толщина дренирующей засыпки от верха покрытия для III дорожно - климатической зоны H ¢ = 2/3 ´ H нас £ 4 м и для IV - V зон H ¢ = 2/3 ´ H нас £ 3 м. Снижение объема дренирующей засыпки необходимо учитывать при расчете береговых опор на горизонтальное давление грунта насыпи. 2.13 . 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 %), металлургический шлак. Коэффициент фильтрации дренирующего грунта после уплотнения до величины 0,98 должен быть не менее 2 - 3 м / сутки.

Рис. 3 . Схема устройства дренирующей засыпки на мостах в районах недостаточной влажности:

1 - переходная плита; 2 - дренирующий грунт; 3 - грунт насыпи

2.14 . Дорожное покрытие и обочины земляного полотна на протяжении длины переходных плит плюс 4 м должны быть водонепроницаемыми, что обеспечивается: а) для асфальтобетонного покрытия - укладкой двух слоев асфальтобетона общей толщиной 7 см (« Рекомендации по устройству асфальтобетонных покрытий повышенной водонепроницаемости на мостах ». Союздорнии, М., 1966); б) для цементобетонного покрытия - изготовлением верхней (монолитной) части плиты из бетона повышенной плотности с воздухововлекающими, газообразующими или уплотняющими добавками, вводимыми с водой затворения, согласно ВСН 85-68 ; в) для обочин - укладкой асфальтобетона или грунта, обработанного вяжущим. В районах недостаточного увлажнения (п. 2.12) обочины не укрепляют. 2.15 . При расположении моста на вогнутой кривой или при уклоне дорожного покрытия в сторону моста поверхностные воды с покрытия должны отводиться за пределы сопряжения продольными лотками и сбрасываться поперечными лотками, устраиваемыми на откосе насыпи (рис. 4). Для этого насыпь около моста на длине переходных плит плюс 10 м уширяют на 0,75 м с каждой стороны. 2.16 . При расположении моста или путепровода на выпуклом профиле поверхностную воду также следует отводить продольными лотками за пределы сопряжений и сбрасывать поперечными лотками по откосу насыпи. Количество поперечных лотков во всех случаях определяется расчетом и исходя из местных условий.

Рис. 4 . Пример устройства водоотвода в узле сопряжения (план):

1 - переходные плиты; 2 - укрепленная обочина; 3 - водоотводный и водосбросный лотки; 4 - лестничный сход; 5 - колесоотбойное ограждение; 6 - бетонный бордюр; 7 - решетчатые укрепления конуса

2.17 . Неподтапливаемые конусы и откосы, а также подтапливаемые (в случаях облегченного гидравлического режима) можно укреплять, помимо сплошных конструкций, решетчатыми из сборных элементов с заполнением ячеек различными материалами в соответствии с « Техническими указаниями по применению сборных решетчатых конструкций для укреплений конусов и откосов земляного полотна » ВСН 181-74 (М., Оргтрансстрой, 1974). На городских путепроводах и неподтапливаемых конусах мостов для заполнения ячеек решетчатых конструкций рекомендуется применять цветной щебень в сочетании с засевом специально подобранных трав. 2.18 . Объем работ на устройство одного сопряжения для габарита моста Г -9 (проект Союздорпроекта, 1970) приведен в табл. 4 .

Таблица 4

3 . Технология строительства

Рис. 5 . Схемы технологической последовательности при устройстве сопряжений:

а - при свайных береговых опорах; б - при опорах на фундаментах; 1 - дренирующий грунт; 2 - свая; 3 - стреловый кран с копровым оборудованием; 4 - граница приближения тяжелых уплотняющих машин; 5 - зона уплотнения малогабаритными механизмами; 6 - подушка под лежень переходных плит; 7 - временное щебеночное покрытие; 8 - переходная плита; 9 - срезаемый слой дренирующего грунта

При стоечных и козловых опорах на свайном или естественном основании (рис. 5, б) возводят фундамент и основную часть тела опоры; устанавливают пролетные строения. II этап. Возводят земляное полотно подхода к мосту на всю высоту сразу же после сооружения береговых опор. Вблизи моста земляное полотно и конусы отсыпают из дренирующего грунта и послойно уплотняют малогабаритными механизмами (п. 3.16); на расстоянии 2 м и более от моста грунт уплотняют тяжелыми машинами. Целесообразно отсыпать конус несколько больших размеров, чем проектное очертание (п. 3.11). Одновременно отсыпают и уплотняют гравийно - щебеночную подушку под лежень переходных плит. Необходимо выполнять систематический контроль за уплотнением. После возведения земляного полотна на всю высоту дальнейшая последовательность работ зависит от типа покрытия (типа переходных плит). III этап. 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. При асфальтобетонном покрытии с полузаглубленными и заглубленными плитами роют траншеи под лежни и котлованы под переходные плиты. В траншеи укладывают лежень; в котлованы втрамбовывают щебень слоем 5 см и после устройства щебеночной подушки укладывают переходные плиты; устраивают временное покрытие (на длине переходных плит плюс 10 м) из щебня или каменной мелочи, которое эксплуатируется в течение года. IV этап. При цементобетонном покрытии с поверхностными плитами удаляют верхний загрязненный слой временного покрытия; при необходимости досыпают основание дорожной одежды и уплотняют его до 0,98 - 1,0. Роют траншеи под лежни и котлованы под переходные плиты. В траншеи укладывают лежень; в кот лованы втрамбовывают щебень слоем 5 см и после устройства щебеночной подушки укладывают переходные и промежуточные усиленные дорожные плиты, затем устраивают постоянное покрытие с водоотводными лотками. Срезают конусы до проектного очертания и устраивают укрепление их и обочин. При асфальтобетонном покрытии с полузаглубленными и заглубленными плитами удаляют верхний загрязненный слой временного покрытия; при необходимости досыпают основание дорожного покрытия до проектной отметки и уплотняют его по 0,98 - 1,0. Укладывают постоянное покрытие с водоотводными лотками. Срезают конусы до проектного очертания и устраивают укрепление их и обочин. 3.5 . Дренирующий грунт засыпки за опорами и отсыпки конусов уплотняют при оптимальной влажности послойно до коэффициента уплотнения 0,98 - 1,0. Толщину слоев принимают в зависимости от используемых механизмов (табл. 22 ВСН 97-63). При ручном уплотнении толщина слоев должна быть не более 10 - 15 см. При наличии водоемов вблизи трассы целесообразно дренирующий грунт засыпки и конусов перед уплотнением поливать водой, увеличивая влажность грунта против оптимальной на 20 %. При этом можно несколько увеличить толщину уплотняемых слоев. 3.6 . Необходимо систематически контролировать уплотнение отбором проб и определением плотности и влажности грунта. Плотность грунта определяют методом кольца с режущим краем, а влажность - методом высушивания до постоянной массы. Плотность и влажность грунтов с каждой стороны моста определяют на каждом метре высоты отсыпанной насыпи в трех местах: на расстоянии 2 - 3 м от береговой опоры на конусе и на расстоянии 50 м от моста. В последнем случае плотность и влажность определяют по двум пробам, взятым примерно на половине высоты насыпи и на расстоянии 0,7 м от ее верха. 3.7 . 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. Контроль качества уплотнения щебеночного основания осуществляют в соответствии с указаниями СНиП III - Д.5-72. 3.8 . Поверхностные переходные плиты укладывают одновременно с устройством покрытия, т. е. через год после возведения земляного полотна. Полузаглубленные и заглубленные переходные плиты укладывают в один год с возведением земляного полотна, а покрытие в пределах плит - через год. При строительстве моста в разрыве насыпи, возводимой на грунтах повышенной сжимаемости, полузаглубленные и заглубленные плиты укладывают через год после засыпки разрыва. 3. 9. При возведении насыпей на сжимаемых грунтах и при необходимости открыть движение транспортных средств до истечения годовой выдержки земляного полотна допускают: а) устройство гравийного или щебеночного покрытия на подходах к мосту (на длине не менее двух высот насыпи) с укладкой переходных плит (после досыпки и доуплотнения верхней части насыпи) через год; б) временная укладка переходных плит поверхностного типа с последующей 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 предусмотрены средства на окончание работ по устройству сопряжения моста (путепровода) с насыпью. 3.10 . Для ускорения срока осадки (консолидации) основания насыпи могут быть применены специальные технологические (временная пригрузка насыпи слоем грунта) или конструктивные (применение вертикальных дрен или дренажных прорезей, частичная или полная замена грунта основания, уположение откосов насыпи, пригрузка ее бермами и др.) мероприятия х) . х) См. « Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах» ; « Методические рекомендации по применению временной пригрузки взамен выторфовывания при сооружении земляного полотна на торфяных болотах » (Союздорнии. М., 1974); « Методические рекомендации по проектированию и технологии сооружения вертикальных песчаных дрен и песчаных свай при возведении земляного полотна на слабых грунтах » (Союздорнии. М., 1974). Во всех случаях выбор того или иного технологического или конструктивного решения должен быть обоснован технико - экономическим сравнением. 3.11 . Метод временной пригрузки насыпи состоит в том, что насыпь возводят на большую высоту, чем требуется по проекту. Затем по достижении заданной величины консолидации тела и основания насыпи излишек грунта снимается и используется на соседнем участке. Эффективен метод пригрузки при устройстве конусов земляного полотна, где не всегда можно обеспечить необходимое уплотнение грунтов. Для этого конусы 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. 3.12 . При применении метода временной пригрузки в некоторых случаях возникает опасность нарушения устойчивости насыпи. В таких случаях метод пригрузки целесообразно сочетать с методом предварительной консолидации, заключающимся в том, что возведение насыпи производят по ступенчатой эпюре, увеличивая высоту насыпи через определенные (обычно 0,5 - 1,5 месяца) промежутки времени. При этом в зависимости от величины безопасной нагрузки, устанавливаемой расчетом, выбирают медленный или быстрый режим отсыпки. 3.13 . Специальные конструктивные меры применяют при толщах слабых грунтов более 3 - 4 м. При толще слабых грунтов до 4 м, когда грунты способны выдержать вертикальные стенки, применяют дренажные прорези, заполняемые песком с коэффициентом фильтрации не менее 3 м / сутки. При толще слабых грунтов более 4 м устраивают вертикальные дрены диаметром 0,2 - 0,5 м, заполняемые таким же песком. Дрены, рассчитанные на нагрузки, могут выполнять и функции песчаных свай. 3.14 . Ускорения сроков консолидации и упрочнения грунтов основания насыпи иногда можно достичь мелиорацией - отводом грунтовых вод в пониженные места (метод предварительного осушения). Этот метод применяют и как самостоятельный, и в сочетании с другими методами ускорения консолидации и повышения устойчивости основания насыпи. 3.15 . Эффективно возводить насыпи гидронамывом, так как намывные грунты не требуют дополнительного уплотнения и характеризуются высокой несущей способностью и большим коэффициентом фильтрации. 3.16 . Для уплотнения дренирующего грунта и щебеночных оснований при устройстве сопряжений мостов и путепроводов с насыпью применяют механизмы ударного, вибрационного и виброударного действия. Для уплотнения связных и несвязных грунтов в стесненных местах рекомендуется применять серийно изготовляемые ручные электротрамбовки ИЭ Даугавпилского завода « Электроинструмент » (табл. 5). Кроме того, для уплотнения несвязных грунтов, а также гравия и щебня рекомендуется применять импортные (ГДР) самопередвигающиеся виброплиты марок SV Р и BSD (см. табл. 5). 3.17 . Отдельные этапы устройства сопряжения моста с насыпью регистрируют в журнале работ. После окончания работ по устройству сопряжений составляют акт на скрытые работы (приложение 2), в котором указывают плотность грунтов земляного полотна, тип и конструкцию переходных плит (поверхностные, заглубленные, полузаглубленные, сборные, сборно - монолитные), их длину, строительный подъем и соответствие выполненных работ проекту.

Таблица 5

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Упрощенный способ определения осадки грунтового основания насыпи

Где A - параметр, кгс / см, зависящий от геометрических характеристик насыпи (высоты H нас и средней ширины - 2 b ) и объемной массы грунта g ; определяется по рис. 1; Е ср - средневзвешенный модуль деформации грунтов основания в пределах активной зоны, кгс / см 2 , определяемый по формуле

Где Е 1 , Е 2 , ..., Е n - модули деформаций слоев грунта, определяемые компрессионным испытанием отобранных проб грунта; h 1 , h 2 , ..., h n - толщина однородных слоев грунта, см, в пределах активной зоны Н а , определяемой по рис. 2. Пример. Насыпь высотой Н н ас = 3,8 м имеет ширину поверху В = 10 м и откосы 1:1,5. Объемная масса грунтов насыпи g = 1,65 т / м 3 . Основание насыпи до глубины 2,6 м сложено суглинком твердопластичным (Е = 60 кгс / см 2), подстилаемым до глубины 7,3 м супесью пластичной (Е = 90 кгс / см 2). Ниже этих грунтов залегают твердопластичные суглинки (Е = 110 кгс / см 2).

Рис. 1 . Зависимость параметра А (относительной осадки основания) от геометрических характеристик насыпи:

а - при объемной массе грунтов основания g =1,5 т / м 3 ; б - то же при g =2 т / м 3 ; Н нас - высота насыпи; 2в - средняя ширина насыпи

Рис. 2 . Мощность активной зоны Н а в основании насыпи в зависимости от ее геометрических характеристик

Определяем геометрическую характеристику

По рис. 2, интерполируя значениями Н нас = 3 м и Н нас = 4 м, получаем для Н нас = 3,8 м мощность активной зоны Н а = 10,7 м. Интерполируя значения высот насыпи (Н на с = 3 и 4 м) и объемные массы грунтов (g = 1,5 и 2,0 т / м 3), для Н на с = 3,8 м и g =1,65 т / м 3 по рис. 1 находим параметр А = 482 кгс / см. По данным о геологическом строении грунтов в пределах активной зоны основания насыпи определяем

Осадка основания насыпи

Приложение 2

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 .

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