Поясн. записка Балаян RTF (1052711), страница 11
Текст из файла (страница 11)
4. Средняя температура теплого периода – плюс 11,9оС;
5. Наличие и мощность вечномерзлого грунта – район относится к районам распространения ВМГ, мощность: 50-100 м;
6. Глубина сезонного оттаивания грунта: 3,5 м;
7. Тип поперечного сечения трубы - круглое;
8. Материал элементов трубы : звеньев- железобетон;
9. Отверстие ( диаметр ) трубы- 1,5 м.;
10. Высота насыпи в зоне трубы: Нн=6,7 м.;
11. Тип насыпи в зоне трубы – двухпутная;
12. Грунт насыпи в зоне трубы – супесь;
13. Виды грунтов основания трубы:
верхнего – песок, h1=2,3 м.;
подстилающего – галечник;
14. Наличие наледеобразования – да;
15. Глубина залегания водоупора – Нв=4,0 м.;
16. Глубина залегания уровня грунтовых вод - hв=1,15 м.;
17. Уклон склона – i=0,0055‰;
18. Уклон лотка трубы – iт=0,031‰.;
19. Отметки:
дневной поверхности грунта – отм. ДПГ=84.600;
расчетного уровня воды – отм. РУВ=84.900;
20. Временная нагрузка: С-14;
21. Климат – суровый.
4.1.2. Определение отметок элементов трубы
1) Отметка бровки земляного полотна
отм.БЗП=отм.ДПГ+ Нн , (5.1)
где отм. ДПГ – отметка дневной поверхности грунта, м;
Нн – высота насыпи в зоне трубы, м;
отм. БЗП = 84,600 + 6,7 = 91,300 м.
2) Отметка подошвы рельса
отм.ПР=отм.БЗП+ hb , (5.2)
где hb– толщина балласта, hb =0,55м.
отм. ПР = 91,300 + 0,55 = 91,850 м.
3) Отметка верха звена трубы
отм.ВТр=отм.ДПГ+ hт , (5.3)
где hт– высота трубы, hт =1,82 м.
отм. ВТр = 84,600 + 1,82 = 86,420 м.
4.1.3. Выбор типа и конструкции фундамента элементов трубы
1. Обоснование.
Учитывая наличие вечно-мерзлого грунта; среднегодовая температура ниже 0оС; морозное пучение грунта основания; наледеобразования, Тында относится к зоне сурового климата.
2. Характеристика грунта основания.
Верхний слой – песок,
Подстилающий слой – галечник.
3. Уровень грунтовых вод: УГВ=отм.ДПГ–hв (5.4)
УГВ=84,600-1,15=83,450
4. Фундамент на буроопускных столбах.
4.1.4. Глубина заложения фундамента
Глубину заложения фундаментов элементов труб определяют в зависимости от расчетной глубины сезонного оттаивания грунта, определяемой по формулам:
; (5.5)
Нормативную глубину сезонного оттаивания грунта определяют по формуле
, (5.6)
где – наибольшая глубина сезонного оттаивания в годовом периоде;
– коэффициенты принимаемые в зависимости от суммарной влажности грунта ;
– расчетная температура поверхности грунта в летний период, определяемая как
; (5.7)
;
– температура начала замерзания грунта;
– расчетная продолжительность летнего периода, определяемая по формуле:
; (5.8)
;
– средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, С, и продолжительность этого периода, ч;
– средняя температура воздуха за период положительных температур, С, и продолжительность этого периода, равная 4368ч.
Результаты расчета по формулам (5.5) – (5.8):
Глубину заложения фундаментов средних секций одноочковых труб отверстием до 2 м допускается назначать без учета глубины промерзания грунта hф.зс = 1,00 ( 0,50 ) м. Принимаем для дальнейшего проектирования hф.зс = 1,50 м;
По причине того, что подстилающие грунты выполнены из прочных несжимаемых пород (галечник), а верхние слои - из более слабых (песок), выбираем фундаменты глубокого заложения на столбах.
4.2. Расчёт водопропускной трубы
4.2.1. Определение мощности наледи
Среднюю мощность наледи грунтовых вод определяют по формуле:
, (5.9)
где – коэффициент сопротивления подземного контура грунтовой перемычки, определяемый по формуле:
, (5.10)
где – глубина максимального промерзания на конец морозного периода на стесненном участке, которую под фундаментом труб определяют как
HMn=hпр+0,5, (5.11)
где hпр – глубина заложения фундамента, м;
– глубина залегания водоупора, м;
– глубина залегания уровня грунтовых вод, м;
– количество выпадающих в течение зимы осадков,
= 0,1 м;
– уклон склона лога в зоне проектируемой трубы, ‰.
Максимальную мощность грунтовой наледи определяют как
или
(5.12)
Подставим значения в формулы (4.49 – 4.52)
HMn = 3,5 + 0,4 = 3,9 м.;
= 0,88 + 3(3,9 –3,5)/(4,0 – 3,5) = 3,28;
Hn = 3,28 √0,0055(4,0– 1,15) + 1,09*0,1 = 0,796 м;
Hn max = 1,5*0,796 = 1,194 м.;
Hn max = 2,25*0,796 = 1,791 м.
Максимальная мощность наледи в зоне проектируемой трубы будет возрастать от 1,194 м до 1,791 м. Учитывая, что диаметр трубы составляет 1,5 м, то труба будет забиваться наледью, следовательно, необходимо устройство противоналедных мероприятий.
При проектировании и сооружении водопропускных труб в условиях возможного образования наледей предусматривают специальные мероприятия. Наледи оказывают опасное влияние на трубы. Они могут заполнить отверстие льдом и создать угрозу движению поездов при выходе наледных вод на полотно дороги. Особую опасность представляет развитие наледных процессов в совокупности с воздействием таких явлений, как деградация вечномерзлых грунтов, пучение грунтов основания, расстройство деформационных швов между секциями, обводнение откосов насыпи в зоне трубы.
Наледи грунтовых вод рыхлой толщи питаются грунтовыми водами поверхностных водоносных горизонтов: верховодкой, надмерзлотными или межмерзлотными водами, циркулирующими по слоям талика среди вечномерзлых грунтов, водами выветрелого щебенисто-трещиноватого слоя скальных пород, подмерзлотных вод, проникающих по трещинам и разломам вечномерзлого грунта. Они подразделяются на наледи грунтовых вод с водоупором из немерзлых пород и с водоупором из мерзлых пород.
Наледи грунтовых вод возникают от излияния и замерзания воды при вскрытии или местном перемерзании верхних водоносных слоев.
В зависимости от характера борьбы с наледями противоналедные мероприятия подразделяются на пассивные, которые ослабляют наледное воздействие, но не оказывают влияние на факторы наледеобразования, и активные, ликвидирующие наледеобразовательные процессы и устраняющие их воздействие на сооружения.
К пассивным противоналедным устройствам относятся постоянные и временные дощатые, из инвентарных конструкций, шпальные, а также железобетонные заборы, устраиваемые в непосредственной близости от трубы, задерживающие валы из снега, льда или грунта; устройство временных лотков для пропуска наледных вод. Чаще всего они служат как временные мероприятия в начальный период эксплуатации труб.
К активным противоналедным сооружениям относятся спрямление и регулирование стока водотока при отсутствии или глубоком залегании вечной мерзлоты, устройство защитных дамб, отвод воды, образующей наледь, устройство постоянных земляных валов с заборами, мерзлотных поясов, мерзлотно-водонепроницаемых экранов в сочетании с удерживающими противоналедными конструкциями.
При проектировании и строительстве водопропускных труб применяются заграждающие противоналедные мероприятия и устройства.
К числу долговечных противоналедных сооружений относятся железобетонные заборы, которые состоят из свай-стоек с противопучинными устройствами заанкеривающего типа и щитов в виде тонкостенных железобетонных плит (рис.4.1). Сборные плиты выполняются сечением 40,5 м, которые вставляются в пазы столбов или навешиваются специальными креплениями. В панелях над руслом водотока заполнение заборов весной разбирается. Постоянные противоналедные сооружения способствуют активизации процесса наледеобразования и удержанию наледи в некотором отдалении от водопропускной трубы.
В целях эффективности удерживающие противоналедные конструкции сочетаются с устройствами, обеспечивающими концентрацию наледных процессов выше по течению от места расположения трубы.
-
б
а
б
Рис.5.1 – Схема противоналедного железобетонного забора:
а – вид вдоль оси трубы;
б – поперечное сечение забора;
1 – свая - стойка;
2 – тонкостенные железобетонные плиты;
3 – наледь;
4 – горизонтальный противофильтрационный экран
4.3. Технологическая карта на сооружение железобетонной водопропускной трубы круглого поперечного сечения отверстием 1,5 м
1. Технико-экономические показатели:
1.1. Отверстие звеньев трубы: 1,5 м:
1.2. Количество монтируемых звеньев: 24 шт;
1.3. Объем сборного железобетона: 28,56 м3
1.4. Объем монолитного бетона: 30,3 м3
1.5. Объем разработки грунта котлована: 169,07 м3
1.6. Площадь изоляционных работ: 68,4 м2
1.7. Трудоемкость на весь объем работ: 196,55 ч-дн
1.8. Трудоемкость на 1 п.м. трубы: 6,66 ч-дн
1.9. Коэффициент индустриализации:1
2. Характеристика объекта:
2.1. Грунты на участке: песок;
2.1. Глубина котлована
под оголовками и концевыми звеньями: 3,5 м;
под средними секциями: 1,5 м;
2.3. Крутизна откосов: 1:0,5
2.4. Характеристика элементов трубы
звенья из сборного железобетона: бетон класса В30;
арматура класса А-II;
оголовки из сборного железобетона: бетон класса В30;
арматура класса А-II;
фундаменты: из монолитного железобетона: бетон класса В30;
арматура класса А-II;
буроопускные столбы: бетон класса В30:
арматура класса А-II;
вид гидроизоляции: обмазочная.
4.4. Организация и технология строительства
4.4.1. Подготовительный период
При сооружении водопропускных труб решаются вопросы, связанные с расположением их на местности. Для этого используется план участка дороги, на котором наносятся ось трубы и схема расположения высотного репера (рис. 4.4).
Рисунок 4.2 – Схема разбивки трубы:
1 – выносные метки (колья, столбы);
2 – точка пересечения осей трубы и насыпи;