Сопряжение моста с насыпью содержит пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи. Новым в предлагаемой полезной модели является то, что шкафная часть выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения. Технический результат полезной модели состоит в повышении долговечности конструкции сопряжения моста с насыпью подходов.

Полезная модель относится к области мостостроения и может быть использована при сооружении мостов малых пролетов.

Известно сопряжение моста с насыпью, содержащее пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи (Г.К.Евграфов. Мосты на железных дорогах. М., 1955, с.180, рис.243).

Недостатком технического решения являются значительные затраты железобетона, поскольку шкафная часть совмещена с опорной и выполнена большой длины по направлению продольной оси моста и соответствует горизонтальной проекции конуса насыпи.

Известно сопряжение моста с насыпью, содержащее пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи. Опора и шкафная часть выполнены совместно и являются маломассивными, требующими небольшого расхода материала. (Б.П.Назаренко. Железобетонные мосты. М., Высшая школа, 1970, рис.128, б).

Недостатком конструкции является то, что между шкафной частью и торцом пролетного строения предусмотрен зазор, что требует устройства в этом месте деформационного шва. Однако деформационный шов быстро выходит из строя и его лучше устраивать за пределами моста.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения долговечности конструкции сопряжения моста с насыпью подходов.

Для достижения указанного технического результата в конструкции сопряжения моста с насыпью, содержащей пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи, шкафная часть выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения.

Сущность полезной модели пояснена чертежами, где

на фиг.1 представлен разрез по продольной оси ребра пролетного строения (разрез А-А на фиг.2);

на фиг.2 представлен разрез по задней грани шкафной части (разрез Б-Б на фиг.1).

Сопряжение моста с насыпью содержит пролетное строение 1, полотно проезжей части, состоящее из железобетонной плиты 2 и асфальтобетона 3, опору, состоящую из лежня 4 и опорного бруса 5, шкафную часть 6 и подходную часть насыпи 7. Шкафная часть 6 выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения, например, с помощью анкеров 8. Железобетонная плита 2 полотна проезжей части продолжена за пределы моста и опирается на лежень 9, на который опирается и плита 10 проезжей части со стороны подходной части насыпи. Шкафная часть 6 имеет выемку в месте опирания на лежень 4.

Сопряжение моста с насыпью работает следующим образом. Нагрузка, воспринимаемая грунтом 7 от давления плит 2 и 10, передается на нижележащие грунты основания а горизонтальная составляющая

передается на шкафную часть 6. Последняя предохраняет торцевую часть пролетного строения от засыпки грунтом и обеспечивает возможность осмотра в процессе эксплуатации торцевой части пролетного строения, опорного бруса 5 и лежня 4.

Основным преимуществом предложенной конструкции является отсутствие зазора между шкафной частью и пролетным строением, что неизбежно потребовало бы устройства деформационного шва. Однако деформационный шов в пределах моста быстро разрушается. Устройство этого шва за пределами моста (как это показано на фиг.1) позволяет существенно упростить шов и сделать его более долговечным.

Эффективность данной конструкции достигается в мостах малых пролетов, когда мост и насыпь работают как единая геотехническая система. В этом случае отпадает необходимость в классических опорных частях, а температурные деформации воспринимаются упругостью системы «мост - насыпь».

Эффективность предложенного решения выражается в повышении долговечности системы.

Сопряжение моста с насыпью, содержащее пролетное строение, полотно проезжей части, опору, шкафную часть и подходную часть насыпи, отличающееся тем, что шкафная часть выполнена отдельно от опоры и жестко присоединена к торцу пролетного строения.

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.

№ п/п	Грунты	Нормативное значение горизонтального давления е Н в уровне естественной поверхности грунта (тс/м 2 )
	Плотные пески, гравий, галька, суглинки и глины полутвердой	0,35 γ Н n 1 Н
	Пески и супеси средней плотности, тугопластичные суглинки и глины	0,50 γ Н n 1 Н
	Пески и супеси, рыхлые пылеватые пески, м ягкопластичные глины и суглинки	0,65 γ Н n 1 Н
	Суглинки, глины и илы текучепластичные и текучей консистенции	0,75 γ Н n 1 Н

Значение коэффициента п 1
Ширина насыпи поверху, м	Высота насыпи, и

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

Глубина заложения подошвы фундамента в м	Коэффициент α 2 при высоте Н 2 в м
	0,04	0,05	0,06
	0,03	0,01	0,05
	0,02	0,03	0,04
	0,01	0,02	0,03
		0,01	0,02
			0,01

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

	Грунта	Сейсмичность района в баллах
	1. Скальные грунты всех видов, кроме выветрелых
	2. Крупнообломочные грунта при глубине уровня грунтовых вод h ≥ 15 м
	3. Скальные грунты выветрелые и крупнообломочные грунты при глубине уровня грунтовых вод 6 ≤ h ≤ 10 м
	4 Песчаные и г линистые грунты при h ≥ 8 м
	5. Скальные грунты выветрелые и крупнообломочные грунты при глубине уровня грунтовых вод h ≤8 м
	6. Песчаные и глинистые грунты при h ≤ 4 м

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)

Сооружение	Расчетная сейсмичность сооружения при сейсмичности площадка строительства в бандах
1. Большие мосты на автомобильных дорогах общей сети I и II категорий, скоростных городских дорогах и магистральных улицах общегородского значения
2. Большие мосты на автомобильных дорогах общей сети III , IV категории и магистральных улицах районного значения, а также средние мосты на автомобильных дорогах общей сети I и II категории, скоростных городских дорогах и магистральных улицах общегородского значения
3. Средние мосты на автомобильных дорогах общей сети III , IV категории, магистральных улицах районного значения и на дорогах промышленных предприятий, малые мосты на дорогах всех категорий

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

Расчетная сейсмичность сооружений в баллах	Значения коэффициентов
	т с		m ci
	Песчаные грунты плотные и средней плотности маловлажные и средней влажности	Глинистые грунты твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции	Песчаные грунты плотные и средней плотности		Глинистые грунты консистенции
			маловлажные и средней влажности	водонасыщенные	твердой, полутвердой и тугопластичной	мягкопластичной	текучепластичной
	0,91	0,95	0.95	0,90	0,95	0,85	0,75
	0,85	Q .9 Q	0,85	0,80	0,90	0,80	0,70
	0,75	0,85	0,75	0,70	0,85	0,70	0,60

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

Грунты насыпи	Осадка насыпи, %, при ее высоте, м
	до 6	6 ÷12	12 ÷ 24
Глины	0,6 ÷ 0,8	1,0 ÷ 1,3	1,9 ÷ 2,2
Суглинки
Супеси

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

Вид грунтов	Несейсмический район			Район с сейсмичностью 7 баллов и выше
	Наибольшая крутизна откосов при высоте насыпи (в м)до
			В нижней части (до 6 м)		В верхней части (высотой до 6 м)	В нижней части (до 6 м)
Глинистые грунты, песок мелкий и пылеватый	1:1,5	1:1,5	1:1,75	1:1,75	1:1,75	1: 2

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 относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве мостов, путепроводов и эстакад на автомобильных дорогах, в том числе в сложных инженерно-геологических условиях. Сопряжение моста с насыпью содержит устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки. Сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20:1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки расположен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в обеспечении эксплуатационной надежности и расширении возможностей использования при одновременном снижении материалоемкости. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано при строительстве мостов, путепроводов и эстакад на автомобильных дорогах, в том числе в сложных инженерно-геологических условиях. Известен устой моста (см. а.с. N 1339186, кл. E 01 D 19/00, опубл. 1987 г.) . Устой моста предназначен для сооружения основания на слабых грунтах и представляет собой объединенное в единую конструкцию устройство с совмещенными функциями восприятия вертикальной и горизонтальной нагрузок соответственно от пролетного строения и от бокового давления грунта насыпи, которое выполнено в виде армогрунтовой подпорной стенки из чередующихся прослоек геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта. На верхней прослойке подпорной стенки установлен диванный блок, на который опирается пролетное строение. На шкафной стенке диванного блока расположен один конец переходной плиты, другой конец которой опирается на щебеночную подушку и расположен на подходной насыпи. Для уменьшения осадок подпорной стенки и их выравнивания в условиях слабых грунтов основания в используется мембрана из геотекстильного материала. Однако, наличия такой мембраны недостаточно и устой имеет ограниченное применение, поскольку в сложных инженерно-геологических условиях для пролетов мостов, длина которых более 24 метров, а также при устройстве узла сопряжения моста с высокими насыпями на слабых грунтах наблюдаются различные дислокация устоя и промежуточных опор из-за их различной деформативности. За прототип выбрано сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки (см. а.с. N 727734, кл. МКИ E 01 D 7/00,1978 г.) . Подпорная стенка для восприятия горизонтальной нагрузки от давления грунта насыпи выполнена в виде железобетонной уголковой конструкции. Это устройство устраняет влияние неравномерности дислокаций устоя и промежуточных опор. Однако устройство материалоемко и дорого по стоимости. Кроме того, устройство не может обеспечить надежной работы при больших высотах насыпи и слабых грунтах основания под ней, и для увеличения устойчивости под уголковой подпорной стенкой потребуется устройство мощного фундамента, что приведет к дополнительном расходам и ограничит область использования конструкции. Кроме того , не могут быть использованы при устройстве сопряжения моста с насыпью на геомассивах, склонных к оползневым явлениям, т.е. имеющих пониженный коэффициент устойчивости. Задачей предложенного технического решения является обеспечение эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью и расширение возможностей его использования при одновременном снижении материалоемкости и стоимости. Указанная задача решена за счет того, что предложено сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки, согласно изобретению, сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала, с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20:1 армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки устроен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. Кроме того, задача может быть решена за счет того, что объемные георешетки под гравий упругого основания представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. Кроме того, в предложенном сопряжении моста с насыпью торцы чередующихся прослоек подпорной стенки могут быть выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем, например дорнитом. Кроме того, в предложенном сопряжении моста с насыпью фундамент опор может содержать дополнительные наклонные сваи. Кроме того, сопряжение может быть снабжено открылками ростверка свайного фундамента опор, которые расположены под углом относительно оси моста, составляющим 45 - 90 o . Технический результат, получаемый при использовании указанной совокупности признаков, заключается в обеспечении эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью для мостов, с требуемой длиной пролетов и требуемой высотой насыпи на слабых грунтах оснований путем увеличения коэффициента устойчивости и уменьшения и выравнивания осадок основания. На фиг. 1 приведен разрез А-А конструкции предложенного сопряжения моста с насыпью вдоль оси моста. На фиг. 2 приведен поперечный разрез Б-Б опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения. На фиг. 3 раскрыт в увеличенном масштабе узел В, показан разрез конструкции торцов армогрунтовой подпорной стенки с фронтальной стороны. На фиг. 4 приведен разрез Г-Г конструкции предложенного сопряжения моста с насыпью поперек оси моста На фиг. 5 показана конструкция предложенного сопряжения моста с насыпью в плане, показано сечение Е-Е. Предложенное сопряжение моста с насыпью содержит устройство для восприятия вертикальной нагрузки 1 от пролетного строения 2, выполненное в виде установленных на фундаменте 3 опор 4 с оголовком 5, несущим пролетное строение 2, и переходную плиту 6, один конец которой расположен на шкафной стенке 7 оголовка 5, а другой конец - на щебеночной подушке 8, подпорную стенку 9 для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи 10, установленную с зазором 11 с фронтальной стороны 12 относительно опор 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1. Устройство снабжено упругим основанием 13, на котором расположена подпорная стенка 9, выполненным в виде двух поясов 14,15 (нижнего и верхнего) объемных георешеток 16, заполненных уплотненным гравием 17, между которыми расположен слой уплотненного дренирующего грунта 18, заключенный в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала 19 и образующий по краям анкерные валики 20 из гравия, а нижний пояс объемной георешетки 14 расположен на слое уплотненного гравия 21, подпорная стенка 9 выполнена с откосом 22 с фронтальной стороны 12, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала 23 и уплотненного дренирующего грунта 24. В нижней части зазора 11 между фронтальной стороной 12 подпорной стенки 9 и опорами 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1 устроен дренаж 25 из гравия, а фундамент 3 опор 4 содержит сваи 26, объединенные ростверком 27. Объемные георешетки 16 под гравий упругого основания 13 представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. Торцы 28 чередующихся прослоек подпорной стенки 9 выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм 29 из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем 30, например дорнитом. Фундамент 3 опор 4 может содержать дополнительные наклонные сваи 31. Сопряжение моста с насыпью может быть снабжено открылками 32 ростверка 27 свайного фундамента 3 опор 4, при этом открылки 32 расположены под углом относительно оси моста, соответствующим 45 - 90 o . Устройство работает следующим образом. Сооружение сопряжения моста с насыпью осуществляется в следующей последовательности. Сначала возводится устройство для восприятия вертикальной нагрузки 1 от пролетного строения 2, устанавливается фундамент 3 опор 4 - сваи 26, объединенные ростверком 27, устраивается опора 4 с оголовком 5 и шкафной стенкой 7. Затем отсыпается и уплотняется виброкатками слой уплотненного гравия 21 толщиной 20 см, на который укладывается нижний пояс 14 объемных георешеток 16, ячейки которых заполняются уплотненным гравием 17. После этого на нижний пояс объемных георешеток 14 с уплотненным гравием 17 расстилаются перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала 19, которые по краям образуют анкерные валики 20 из гравия, обернутого геотехническим материалом 19. Затем отсыпается и уплотняется виброкатками слой дренирующего грунта 18, на который укладывается верхний ряд объемных георешетов 15, ячейки которого заполняются уплотненным гравием 17. Таким образом формируется упругое основание 13, на котором располагается подпорная стенка 9, которая выполнена армогрунтовой. Упругое основание 13 существенно уменьшает неравномерность осадок концевого участка подходной насыпи, чем и достигается долговременная сохранность дорожного покрытия и обеспечивается требуемая эксплуатационная надежность сопряжения моста с насыпью. Подпорную стенку 9 располагают на упругом основании 13 - укладывают чередующиеся прослойки геотекстильного материала 23 и уплотненного дренирующего грунта 24. С фронтальной стороны 12 подпорная стенка 9 выполнен с откосом, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, а торцы 28 прослоек выполнены в виде дренажных призм 29 из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем 30, например дорнитом. Этим достигается предотвращение суффозии грунта. После возведения подпорной стенки 9 на ее верхней прослойке укладывается щебеночная подушка 8, на которую укладываются переходные плиты 6, опирающиеся одним концом на шкафную стенку 7 оголовка 5. В нижней части зазора 11 между фронтальной стороной 12 армогрунтовой подпорной стенки 9 и опорами 4 устройства для восприятия вертикальной нагрузки 1 устроен дренаж 25 из гравия. Длина чередующихся прослоек и их количество подбираются таким образом, чтобы обеспечить требуемый коэффициент устойчивости геомассива с насыпью. Если сопряжение моста с насыпью располагают на геомассиве, который после пригрузки его весом насыпи имеет коэффициент устойчивости K уст > 1,0, но меньше значения, требуемого действующими нормами, т.е. K уст < K тр, то увеличением длины прослоек или увеличением их количества можно обеспечить требуемый коэффициент устойчивости геомассива с насыпью. Для увеличения устойчивости можно также установить дополнительно наклонные сваи 31 или ввести открылки 32, расположенные под углом относительно оси моста, соответствующим 45-90 o . Технико-экономический эффект заключается в обеспечении эксплуатационной надежности предложенного сопряжения моста с насыпью при одновременном снижении стоимости и материалоемкости при строительстве в сложных инженерно-геологических условиях, в увеличении длины пролетов мостов до необходимых размеров, в увеличении высоты насыпей на слабых грунтах основания под ними, в увеличении коэффициента устойчивости и в выравнивании осадок основания.

Формула изобретения

1. Сопряжение моста с насыпью, содержащее устройство для восприятия вертикальной нагрузки от пролетного строения, выполненное в виде установленных на фундаменте опор с оголовком, несущим пролетное строение, и переходную плиту, один конец которой расположен на шкафной стенке оголовка, а другой конец - на щебеночной подушке, подпорную стенку для восприятия горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта насыпи, установленную с зазором с фронтальной стороны относительно опор устройства для восприятия вертикальной нагрузки, отличающееся тем, что сопряжение снабжено упругим основанием, на котором расположена подпорная стенка, причем упругое основание выполнено в виде двух поясов объемных георешеток, заполненных уплотненным гравием, и расположенного между поясами слоя уплотненного дренирующего грунта, заключенного в перекрещивающиеся вдоль и поперек ряды геотекстильного материала, с образованием по краям анкерных валиков из гравия, а нижний пояс объемных георешеток расположен на слое уплотненного гравия, при этом подпорная стенка выполнена с откосом с фронтальной стороны, угол наклона которого по отношению к вертикали соответствует отношению 20: 1, армогрунтовой в виде чередующихся прослоек из геотекстильного материала и уплотненного дренирующего грунта, а в нижней части зазора между фронтальной стороной подпорной стенки и опорами устройства для восприятия вертикальной нагрузки устроен дренаж из гравия, причем фундамент опор содержит сваи, объединенные ростверком. 2. Сопряжение моста с насыпью по п.1, отличающееся тем, что объемные георешетки под гравий упругого основания представляют собой сложенные гармошкой ячейки из полиэтиленовых пластин, раскрывающиеся перед засыпкой гравием. 3. Сопряжение моста с насыпью по п.1 или 2, отличающееся тем, что торцы чередующихся прослоек подпорной стенки выполнены с фронтальной стороны в виде дренажных призм из уплотненного гравия, обернутых дренирующим геотекстилем, например дорнитом. 4. Сопряжение моста с насыпью по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что фундамент опор содержит дополнительные наклонные сваи. 5. Сопряжение моста с насыпью по пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено открылками свайного фундамента опор, которые расположены под углом относительно оси моста 45 - 90 o .

РИСУНКИ

,

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

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

« Методические рекомендации по проектированию и строительству сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью » составлены на основе исследований причин деформаций земляного полотна и покрытия около мостов. Исследования, выполненные Союздорнии выявили необходимость комплексного подхода к проектированию и строительству мостов с насыпью (мост - земляное полотно - покрытие). Союздорнии предложены новые конструкции сопряжений (проекты и нормали которых в 196 9 - 1970 гг. были разработаны Союздорпроектом и Гипроавтотрансом) и организовано строительство опытных объектов. Наблюдения за состоянием сопряжений в процессе эксплуатации показали существенное улучшение эксплуатационных качеств покрытий около мостов и подтвердили целесообразность принятых технологических и конструктивных решений. Настоящие « Методические рекомендации » дополняют ранее изданные « Методические рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью » (Союздорнии. М., 1971) с учетом опыта дорожно-мостовых проектных и строительных организаций. В « Методических рекомендациях » рассмотрены наиболее часто применяемые конструктивные и технологические решения сопряжений в условиях естественных (неукрепленных) грунтов, требующих устройства переходных плит. Устройство сопряжений с применением за мостовыми опорами и в конусах укрепленных грунтов в данной работе не рассматривается. « Методические рекомендации » составил канд. техн. наук М. М. Журавлев с использованием материалов исследований инж. В. Д. Квасова. Замечания и пожелания просьба присылать по адресу: 143900 г. Балашиха -6 Московской обл., Союздорнии.

1 . Общие положения

1.1 . Сопряжение моста с насыпью должно обеспечивать плавность съезда и въезда автомобиля на мост на весь период эксплуатации дороги. Плавность проезда по сопряжению определяется допустимыми вертикальными ускорениями, 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) g (где g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м / с 2) работа в автомобиле невозможна; такое ускорение терпимо примерно в течение одной минуты. Сохранность груза в кузове автомобиля обеспечивается при ускорении, не превышающем (0,6 ¸ 0,7) g . При одной и той же неровности величина ускорения различна в зависимости от типа автомобиля (легковой, автобус, грузовой), степени его загрузки и скорости движения. Наибольшие ускорения (0,7 ¸ 1,0) g допускаются для грузовых автомобилей, эксплуатируемых в тяжелых дорожных условиях. Расчеты показывают, что при установлении допустимой неровности покрытия определяющим типом автомобиля является легковой, наибольшее вертикальное ускорение которого принято 2,9 м / с 2 (0,3 g). 1.2 . Неровность характеризуют углами перелома профиля покрытия. При въезде на мост по наклонной переходной плите автомобиль испытывает толчки на двух переломах профиля: у начала переходной плиты (вогнутый угол перелома) и у ее конца - на устое (выпуклый угол перелома). Наибольшие углы перелома профиля принимают: 6 % - для дорог I - II категорий; 9 % - для дорог III категории и 12 % - для дорог IV - V категорий. 1.3 . Для плавного въезда автомобиля на мост при устройстве сопряжения его с насыпью необходимо: а) обеспечить надлежащую плотность грунтов зем ляного 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 дренирующей засыпки за опорами и в конусах, дренажных слоев под покрытием с устройством бортовых лотков и противофильтрационной защиты покрытия и обочин в пределах сопряжения; в) выдержать земляное полотно до устройства постоянного покрытия не менее года, в течение которого происходят 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. 1.4 . Сопряжения проектируют в соответствии с « Проектом конструкций сопряжений мостов и путепроводов с насыпью », разработанным ГПИ « Союздорпроект » (рабочие чертежи, инв. № 20296- М) и утвержденным Минтрансстроем в 1971 г. Могут быть также использованы « Нормали сопряжений », разработанные Гипроавтотрансом Министерства строительства и эксплуатации автомобильных дорог РСФСР в 1969 г. (серия 3.503-16). Рекомендуется пользоваться проектом Союздорпроекта 1970 г., имеющим более полные данные об условиях применения переходных плит и о технологии строительных работ. 1.5 . Для проектирования сопряжения необходимы следующие данные: инженерно - геологический разрез основания насыпи вблизи моста с физико - механическими характеристиками грунтов (с компрессионными кривыми), необходимыми для прогноза осадки основания; высота насыпи, ширина ее поверху и заложение откосов; физико - механические характеристики грунтов, применяемых для насыпи (в том числе для дренирующей засыпки за опорами и конусов); конструкция дорожной одежды. 1.6 . Высоту насыпи около моста принимают исходя из гидравлических и конструктивных условий с соблюдением требований СНиП II - Д.5-72 о достаточном возвышении низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых или поверхностных вод с 10 %- ной вероятностью превышения или над поверхностью земли при необеспеченном стоке. 1.7 . Конечную осадку тела уплотненного земляного полотна принимают в зависимости от вида грунта и высоты насыпи по табл. 1 (данные В. Д. Казарновского и Н. И. Вельмакиной).

Таблица 1

Конечную осадку основания насыпи для грунтов, уплотняющихся под весом насыпи, рассчитывают в соответствии с « Методическими указаниями по проектированию земляного полотна на слабых грунтах » (М., Оргтрансстрой, 1968). Для грунтов, не уплотняющихся под весом насыпи, осадку основания можно рассчитывать по упрощенному способу инж. В.Д. Квасова (приложение 1). Через год после отсыпки земляного полотна осадку тела насыпи можно принимать 50 %, а основания - 75 % от полной. 1.8 . Длину переходных плит назначают исходя из допустимых углов перелома профиля (п. 1.2) при опуска нии конца переходной плиты на величину суммарной осадки тела насыпи и ее основания, оставшейся по истечении года после отсыпки. Расчетную суммарную осадку можно снизить при учете осадки фундамента устоя, возводимого на естественном основании из грунтов повышенной сжимаемости с условным сопротивлением до 3 кгс / см 2 . Для естественных оснований из малосжимаемых грунтов и для свайных оснований осадку фундамента устоев можно не учитывать.

2 . Конструкции сопряжений

2.1 . 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 из переходных плит. 2.2 . В зависимости от типа покрытия, устраиваемого на подходах к мосту, применяют три типа переходных плит: при цементобетонном покрытии - поверхностные плиты (рис. 1 , а), при асфальтобетонном - полузаглубленные и заглубленные (рис. 1 , б, в). 2.3 . Полузаглубленные плиты применяют при асфальтобетонных покрытиях, устраиваемых на жестком и полужестком основаниях. К жесткому относится цементо - бетонное основание, к полужесткому - основание из каменных материалов, укрепленных цементом, гранулированным доменным шлаком, молотым шлаком, золой уноса и др. 2.4 . Заглубленные плиты укладывают при асфальтобетонных покрытиях, устраиваемых на нежестких основаниях из каменных материалов различной прочности, а также шлакового щебня, обработанных органическими вяжущими в установке или на месте производства работ.

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

2.7 . При слабых глинистых грунтах в основании насыпи на подходах к мосту проезжей части придается строительный подъем по треугольнику. Максимальная ордината строительного подъема располагается над концом переходной плиты, опирающимся на лежень, и принимается равной ориентировочно 0,7 % высоты насыпи. Разгон строительного подъема в сторону от моста осуществляется на длине, равной двум высотам насыпи. При устройстве поверхностных плит строительный подъем достигается положением лежня, а для полузаглубленных и заглубленных плит - за счет разной толщины основания покрытия. Строительный подъем целесообразнее устраивать при цементобетонном или асфальтобетонном покрытии, на бетонном основании. 2.8 . Переходные плиты применяют либо сборные, либо сборно - монолитные (поверхностные плиты - только сборно-монолитные); для улучшения водонепроницаемости покрытия и уменьшения массы блоков целесообразнее применять сборно - монолитные плиты. 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 объединяют между собой шпоночным швом с установкой проволочной спирали и заполнением бетоном. Сверху швы между плитами заполняют битумной мастикой.

Таблица 3

Высота насыпи, м	Длина переходных плит, м, при грунтах основания насыпи, для категорий дорог
	малосжимаемых			повышенной сжимаемости

Примечани я: 1. Длина переходных плит рассчитана при величинах осадок на второй год после отсыпки насыпи. Осадка тела насыпи принята 0,15; 0,20 и 0,28 % Н нас (соответственно для Н нас = 4; 6; 8 м), основания насыпи - 0,6 % Н нас (малосжимаемые грунты) и 1,0 % Н нас (грунты повышенной сжимаемости). Допускаемые углы перелома профиля соответствуют п. 1.2. 2 . К малосжимаемым грунтам относятся скальные, крупнообломочные и песчаные грунты, твердые и полутвердые супеси, суглинки и глины с коэффициентом консистенции менее 0,25; к грунтам повышенной сжимаемости - супеси, суглинки и глины с коэффициентом консистенции более 0,25. 2.9 . Поверхности переходных плит и лежня, соприкасающиеся с землей, должны быть покрыты обмазочной гидроизоляцией. 2.10 . Часть насыпи за устоями и конусы отсыпают из дренирующего грунта, сопряжение которого с грунтом тела насыпи не должно быть круче 1:1,25 с максимальным размером по низу насыпи при опорах сплошного типа (массивные устои, устои с заборной стенкой и др.) 2,0 м, а при устоях сквозного типа 1,5 м. 2.11 . Сопряжение моста с насыпью следует конструировать так, чтобы гравийно - песчаная подушка под лежнем переходной плиты всей своей шириной опиралась на дренирующий грунт (рис. 2 , а), либо на насыпь ниже глубины промерзания (рис. 2 , б, в). 2.12 . В районах недостаточного увлажнения, где средняя многолетняя сумма осадков (период наблюдений не менее 20 лет) за сентябрь и октябрь не превышает 50 мм, а также для песчаных насыпей подушка под лежень может опираться выше глубины промерзания (рис. 2 , г).

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

2.19 . Технико - экономическая эффективность применения рекомендуемых типов сопряжений мостов и путепроводов с насыпью характеризуется экономией приведенной стоимости на мост в среднем 2,8 тыс. руб. за счет снижения себестоимости перевозок и эксплуатационных затрат, а также экономии материала береговых опор. Коэффициент эффективности и срок окупаемости сопряжений превосходят нормативные значения, что свидетельствует о высоких технико - экономических показателях этих конструкций.

3 . Технология строительства

3.1 . Для обеспечения строительства земляного полотна по всей трассе без разрывов и во избежание неравномерных осадок основания насыпи на подходах к мосту необходимо: а) сооружать береговые опоры моста или путепровода с опережением возведения насыпи на подходах; б) уплотнять насыпь на подходах к мосту одновременно с устройством дренирующей засыпки за опорами и конусов. Строительство береговых опор в разрывах земляного полотна допускается при надлежащем технико - экономическом обосновании. При этом размеры разрыва должны быть не менее 2 - 3 высот насыпи в каждую сторону от моста. Грунт для засыпки разрыва (за пределами дренирующей засыпки) должен быть однороден грунту прилегающей насыпи. 3.2 . Строительство сопряжения является частью комплекса по возведению береговых опор моста с насыпью и включает следующие работы: а) подготовительные работы: в необходимых случаях в соответствии с проектом производят усиление грунтов основания механизированным уплотнением, заменяют слабые грунты, устраивают вертикальные песчаные дрены или дренажные прорези (п. 3.10); б) возведение береговых опор; в) отсыпку участков земляного полотна на подходах к мосту с одновременной отсыпкой дренирующего грунта за опорами и конусов; устройство гравийно - щебеночных подушек под лежень и дренажных слоев под переходными плитами; г) монтаж сборных или устройство сборно - монолитных оголовков опор и конструкций сопряжений; д) установку береговых пролетных строений; омоноличивание швов; устройство изоляции и деформационных шво в; е) укладку покрытия на подходах к мосту и на его береговых пролетах; ж) устройство поверхностного водоотвода возле моста и лестничных сходов; з) срезку конусов до их проектного очертания, укрепление конусов и обочин земляного полотна возле моста. В зависимости от типа береговых опор (козловые или стоечные на свайном или естественном основаниях; свайные козлового или вертикального типа) последовательность строительных работ может меняться. 3.3 . Применение свайных опор позволяет лучше уплотнить грунты насыпи и конусов и сократить разрыв между сроком окончания сооружения земляного полотна и сроком строительства моста за счет отсыпки нижней части насыпи из дренирующего грунта до забивки свай. 3.4 . Сопряжения строят в четыре этапа х) : х) Подробнее см. « Технологические карты на обратную засыпку, разравнивание и уплотнение грунта в сопряжении земляного полотна автомобильных дорог с мостами и путепроводами », разработанные в 1975 г. ЦНИИОМТП Госстроя СССР. I этап. При свайных опорах (рис. 5 , а) отсыпают призму из дренирующего грунта с послойным уплотнением до коэффициента 0,98 - 1,0 и забивают с нее сваи береговой опоры. При высоте насыпи Н на с = 3 м высоту призмы принимают равной (Н на с = 2 м); при Н на с = 4 ¸ 6 м высота призмы - (Н на с = 3 м). При высоте насыпи более 6 м высота призмы определяется наличием копрового оборудования для погружения свай на глубину не менее 4 м ниже подошвы призмы.

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

Технические характеристики	Электротрамбовки		Виброплиты
Масса, кг
Мощность двигателя, кВт
Размеры плит, мм
Глубина уплотнения, см
Производительность, м 3 / ч
То же, м 2 / ч

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 представлена на исполнительном чертеже общего вида моста (путепровода). 3.18 . После сдачи моста в эксплуатацию строительные, эксплуатационные и проектные организации в течение трех лет и более ведут наблюдения за состоянием сопряжений. Материалы наблюдений и предложения по совершенствованию конструкций сопряжений для обобщения направляются в Союздорнии.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Упрощенный способ определения осадки грунтового основания насыпи

При грунтах, не уплотняющихся под массой насыпи, осадка основания насыпи S определяется по формуле

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

АКТ на скрытые работы по устройству сопряжений с насыпью моста через реку _______ на км __________ пк __________ дороги ______________. Поселок ___________________ «____» ________________ 19__ г. 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) _________________ 1 9 __ г. из грунтов _________________. Возле береговых опор часть насыпи отсыпана ___________ 19__ г. из дренирующего грунта ____________ (наименование грунта) с коэффициентом фильтрации ______________ м / сутки. Уплотнение грунтов производилось слоями по _____ см (наименование механизма) _____________. Коэффициент уплотнения не менее: на расстоянии 2 - 3 м от береговой опоры _______; на конусе ___________; на 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, заглубленного, полузаглубленного типа (ненужное зачеркнуть), уложены _____________ 19___ г. __________________________________________________________________________ (отразить установку штырей, устройство строительного подъема и др.) Приложени я: 1 . Выписка из журнала контроля уплотнения грунта на ________ листах. 2. Нивелировочные профили сопряжений на __________ листах.