Железобетонные и бетонные экраны следует применять для труб, сооружаемых на мелкопесчаных основаниях. Глубина заложения железобетонных и бетонных экранов должна быть не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины сезонного промерзания с учетом местных условий.
Противофильтрационные экраны из цементно-грунтовой или глинощебеночной смесей применяют для труб, сооружаемых на глинистых грунтах. Эти экраны должны укладываться на ширину подушки, иметь длину вдоль оси трубы не менее 2 м и глубину не менее 0,7 глубины сезонного промерзания и не менее толщины подушки в средней части трубы.
При сооружении труб на основании из крупнопесчаных, скальных и крупнообломочных грунтов применяют цементно-грунтовые, глинощебеночные или бетонные экраны с глубиной заложения, равной толщине подушки.
4.14. Грунтовая призма вокруг гофрированных труб (рис. 4) на ширине не менее 4 м с каждой стороны трубы и высотой не менее 0,5 м над верхом конструкции должна быть отсыпана грунтами в соответствии с требованиями п. 2.6 настоящей Инструкции. Для пропуска тяжелых строительных машин толщина засыпки над верхом трубы должна быть увеличена согласно п. 5.82. Грунт засыпки следует отсыпать и тщательно уплотнять (коэффициент уплотнения не ниже 0,95) по технологии, изложенной в пп. 5.68-5.84.
Рис. 4. Конструкция грунтовой призмы металлических гофрированных труб:
1 - нулевой слой; 2 - подушка; 3 - откос насыпи при сооружении труб в прогале; 4 - грунтовая призма; 5 - требуемый уровень грунтовой призмы (засыпки) трубы; β - угол опирания трубы на грунтовое ложе, принимаемый равным в зависимости от способа укладки 90-120° (см. рис. 3)
4.15. Продольный профиль трубы следует устраивать со строительным подъемом в соответствии с указаниями пп. 3.6-3.8.
При укладке песчано-гравийной подготовки под трубу на сезонно-мерзлый грунт с глубиной промерзания 1 м и более следует увеличивать строительный подъем лотка в расчете на дополнительную осадку при оттаивании грунта основания;
осадка определяется на основании данных об относительном сжатии грунтов.
4.16. В многоочковых трубах расстояние в свету между звеньями назначается равным 1-1,2 м (для удобства отсыпки и уплотнения грунта до требуемой плотности). Количество рядом уложенных труб не ограничивается.
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ТРУБ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ И ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
4.17. Водопропускные трубы следует проектировать, соблюдая нормы и требования действующих нормативных документов: глав «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» и «Земляные сооружения» соответственно II и III частей СНиП, «Технических указаний по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты» (ВСН 61-61); «Указаний по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог» (ВСН 449-72) с учетом свойств грунтов слоя сезонного промерзания (оттаивания) и вечномерзлых грунтов при оттаивании и в соответствии с требованиями настоящей Инструкции.
4.18. Трубы следует проектировать с учетом степени относительного сжатия вечномерзлого грунта основания при оттаивании (табл. 1) и характеристик грунтов слоя сезонного промерзания (оттаивания).
4.19. Расчеты по прогнозу температурного режима в зоне теплового влияния трубы на периодически действующих водотоках рекомендуется выполнять в соответствии с приложением 13.
Результаты расчетов используются при проектировании оснований труб и фундаментов оголовков.
4.20. На вечномерзлых грунтах трубы разрешается применять, как правило, при грунтах I и в отдельных случаях при низкотемпературных грунтах II категории просадочности при условии, что суммарная величина осадки грунтов основания в оттаявшем состоянии может быть компенсирована величиной строительного подъема.
Таблица 1
|
Категория просадочности |
Тип основания, относительное сжатие грунта δ |
Виды грунтов основания |
|
I |
Слабосжимаемое (прочное) δ ≤ 0,05 |
Основания, сложенные скальными породами, крупнообломочными и песчаными грунтами, а также глинистыми грунтами твердой и полутвердой консистенции после оттаивания |
|
II |
Среднесжимаемое 0,05 ≤ δ ≤ 0,1 |
Основания, сложенные глинистыми грунтами тугопластичной и мягкопластичной консистенции, а также песчаными или крупнообломочными грунтами при наличии включений прослоев или линз льда |
|
III |
Сильносжимаемое (слабое) 0,1 ≤ δ ≤ 0,4 |
Основания, сложенные глинистыми грунтами текучепластичной и текучей консистенции, а также песчаными или крупнообломочными грунтами с включением прослоев или линз льда; мари с мощностью торфа до 1 м |
|
IV |
Просадочное δ >0,4 |
Участки с наличием подземного льда; мари с мощностью торфа более 1 м |
При этом конструкция трубы должна соответствовать обычным нормам с учетом требований пп. 4.5-4.10 настоящей Инструкции.
4.21. Расчетная величина осадки и строительного подъема определяется согласно
п. 7 приложения 11 и п. 4.25 настоящей Инструкции.
4.22. При грунтах высокотемпературных1 II категории просадочности и высоко- и низкотемпературных грунтах III и IV категорий просадочности следует разрабатывать индивидуальные проекты труб с учетом величины расчетной осадки и обоснованием принятых решений технико-экономическими расчетами.
1 Грунты, имеющие температуру на глубине нулевых амплитуд (глубина, на которой температура вечномерзлого грунта в течение года остается постоянной) минус 1°С и выше, относятся к высокотемпературным, ниже минус 1°С - к низкотемпературным.
При этом на железных дорогах строительство труб допускается только по согласованию с МПС.
4.23. Если требуется устройство подушки под трубу, то конструкция ее должна соответствовать схемам, приведенным на рис. 3. Толщину подушки под трубой следует принимать равной 0,3D, но не менее 0,7 м.
При песчаных грунтах (кроме пылеватых) основания специальная подушка не устраивается.
4.24. Проектировать трубы следует, как правило, исходя из условия наименьшего нарушения естественного состояния мерзлых грунтов.
Во всех случаях, когда это возможно, металлические гофрированные трубы должны укладываться в тело насыпи без устройства котлованов в мерзлых грунтах.
Следует, как правило, избегать устройства приемных колодцев, глубоких бетонных, железобетонных и других экранов, различных врезок в мерзлые грунты.
Трубы на косогорах при наличии вечномерзлых грунтов следует устраивать по 3-й схеме (см. п. 4.8).
4.25. Строительный подъем назначают, определяя его ординату под осью насыпи по формуле
∆ = 1,25Sр - 0,25iL,
где 1,25 - коэффициент запаса, учитывающий возможную более значительную осадку оттаивающих грунтов; Sр - расчетная осадка; I - уклон трубы; L - длина трубы.
,
где S1; S2; S3 - осадки соответственно на входе, в средней части и на выходе.
Сопряжение лотка трубы с руслом проектируют с учетом осадок концевых участков.
4.26. При необходимости замены слабого грунта в основании глубина заменяемого грунта определяется расчетом (с учетом требований пп. 4.10 и 4.23). Замену следует производить дренирующим грунтом. Если крупность частиц дренирующего грунта удовлетворяет требованиям п. 2.5 настоящей Инструкции, то труба укладывается непосредственно на грунт засыпки.
4.27. Грунтовая призма вокруг труб, расположенных на вечномерзлых и пучинистых грунтах, устраивается по обычным нормам согласно п. 4.14 настоящей Инструкции.
4.28. Оголовки, как правило, следует применять бесфундаментных типов с выступающим из тела насыпи торцом трубы, срезанным вертикально или параллельно откосу насыпи. При необходимости увеличения водопропускной способности сооружения рекомендуется использовать многоочковые трубы, трубы большего диаметра или оголовки, приводя необходимые технико-экономические обоснования.
В случае применения оголовков с фундаментами, в том числе на пучинистых грунтах, подошву фундаментов следует закладывать на глубину согласно требованиям пп. 9.6 и 9.7 главы «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» II части СНиП.
4.29. Противофильтрационные экраны при всех грунтах основания следует применять из глинощебеночной или цементно-грунтовой смеси глубиной, равной толщине подушки.
4.30. В качестве дополнительного мероприятия по повышению прочности и устойчивости основания трубы и прилегающих участков насыпи в районах с высокотемпературными вечномерзлыми грунтами рекомендуется устраивать на откосах насыпи каменную наброску толщиной 1-1,5 м на длине четырех диаметров трубы в каждую сторону от оси трубы (для "многоочковых труб - от оси крайнего очка) на высоту не менее 1 м над верхом трубы.
4.31. В местах с местными понижениями (углублениями), заполненными водой и находящимися в непосредственной близости от зоны проектируемой трубы, необходимо предусматривать заполнение понижений местным глинистым грунтом, оформляя его в виде бермы высотой 0,2-0,3 м над уровнем естественной поверхности с поперечным уклоном от верха отсыпки 0,02-0,04 в сторону русла водотока.
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ
4.32. Конструкция трубы должна состоять из отдельных элементов - гофрированных листов, изогнутых по заданному радиусу и образующих между собой при соединении продольные (вдоль оси трубы) и поперечные (кольцевые) стыки.
4.33. Для труб с отверстием до 3 м следует применять волнистые листы толщиной 1,5-2,5 мм с гофром 130×32,5 мм. Для труб, строящихся на железных дорогах, минимальную толщину стенки следует принимать 2 мм, а для труб, применяемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С и с вечной мерзлотой, - 2,5 мм.
Допускается по согласованию с заводами-изготовителями гофрированного листа и труб применение гофрированных листов других профилей, если они обеспечивают технологичность холодной прокатки (гофрирования) листа в заводских условиях, плотное соединение листов внахлестку и достаточную жесткость листа, гарантирующую требуемую прочность и устойчивость гибкой конструкции трубы, находящейся в упругой среде.
4.34. При проектировании труб следует учитывать допуски в размерах гофрированного листа по длине и ширине, высоте и длине волны, а также допуски заводского изготовления элементов (на кривизну, диаметр отверстий, расстояния между ними и др.).
Отклонения действительных размеров изготовленных элементов конструкций от проектных не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
|
Размеры |
Допускаемые отклонения, мм |
|
Длина гофрированного листа |
±2 |
|
Расстояния между центрами образованных по шаблону со втулками отверстий: |
|
|
Смежных |
±0,7 |
|
крайних в ряду |
±1 |
|
Диаметры отверстий: |
|
|
до 17 мм |
+1; -0 |
|
более 17 мм |
+1,5; -0 |
|
Просвет при подгибке между изделием и шаблоном |
3 |
|
Радиус гибки элементов (просвет между шаблоном длиной по дуге 1,5 м и поверхностью свальцованного листа): |
|
|
в средней части |
2 |
|
по концевым участкам |
6 |
4.35. Основным типом соединения стандартных элементов между собой для труб диаметром 1,5 м и более является стык внахлестку на болтах.
Допускается применение стыков других типов, обеспечивающих равнопрочность с основной конструкцией и технологичность производства монтажных работ.
Для труб диаметром 1-1,5 м на автомобильных дорогах конструкция продольных стыков должна обеспечивать возможность постановки болтов на наружной поверхности трубы (например, фланцевые стыки).
4.36. Конструкция труб должна обеспечивать возможность их укрупненной сборки и последующего объединения отдельных секций из таких же элементов, которые применяются для секций.
4.37. При проектировании труб полезную длину (расстояние между центрами крайних отверстий поперечного стыка) стандартного элемента следует назначать с учетом необходимости обеспечения надежного совпадения отверстий элементов в поперечном стыке и максимально возможного размера элемента.
Номинальные размеры круглых отверстий в продольных стыках должны быть на 3 мм, а в поперечных стыках - на 5 мм больше номинального диаметра болтов.
Отверстия под болты поперечных стыков целесообразно делать овальной формы, вытянутой вдоль длинной кромки листа.
При отверстиях поперечных стыков овальной формы длина элемента может быть увеличена по согласованию в установленном порядке с заводом-изготовителем труб.
В гофрированном элементе с заданной кривизной гребни крайних волн должны быть расположены на его внутренней поверхности.
Поперечные стыки следует назначать конструктивно с однорядным расположением болтов и постоянным расстоянием (шагом) между отверстиями под болты.
4.38. Отверстия под болты продольных стыков следует располагать в один ряд или в два ряда в шахматном порядке (в каждом ряду по одному на всех гребнях или всех впадинах волн). Расстояние от оси первого ряда отверстий до кромки листа должно составлять 45 мм, от оси второго ряда - 115 мм.
Продольные стыки смежных звеньев следует располагать со взаимной сдвижкой на один-четыре шага, принятых для болтов поперечных стыков, и постоянной для каждой отдельной трубы.
4.39. Болты для продольных и поперечных стыков должны быть класса 4.6 и класса 5.6 согласно требованиям главы «Стальные конструкции» II части СНиП. Для труб, применяемых в районах с расчетной минимальной температурой наружного воздуха ниже минус 40°С, болты следует назначать класса 8.8.
