Подпорные стены устанавливают для жд
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 07.09.2024
5.1.1. Подпорные стены служат для удержания в требуемом положении грунта или других сыпучих тел, если невозможно устраивать естественные откосы.
Нормы настоящего раздела следует соблюдать при проектировании отдельно стоящих подпорных стен, возводимых на естественном основании на территориях промышленных предприятий, городов и поселков, а также на подъездных и внутриплощадочных железных и автомобильных дорогах.
Примечание - Настоящий свод правил не распространяется на подпорные стены гидротехнических сооружений и магистральных дорог.
5.1.2. Подпорные стены следует, как правило, проектировать железобетонными тонкостенными уголкового профиля, в том числе с контрфорсами и анкерными тягами.
Стенки с анкерными тягами должны быть проверены на надежность анкеровки в грунте и достаточность этой анкеровки для восприятия усилия в анкерной тяге. Наличие тяг и контрофорсов препятствует прокладке коммуникаций, отрыву траншей вдоль фронта стенки и т.д.
Массивные подпорные стены допускается проектировать из бетона, бутобетона, бутовой кладки при специальном технико-экономическом обосновании.
Предварительные размеры подпорных стен уголкового профиля: полная ширина фундаментной плиты B = не менее 0,5H, где H - полная высота стенки; вынос фундаментной плиты за наружную грань лицевой плиты b = 0,2 - 0,3B, толщина лицевой плиты в месте заделки δ = 0,06 - 0,08H.
Заглубление фундамента стены ниже поверхности грунта с низовой стороны принимается в зависимости от высоты подпора, нагрузки и характеристики грунта не менее 0,6 м в нескальных и не менее 0,3 м в скальных грунтах. Требования по проектированию оснований и фундаментов приведены в [11].
При наличии кювета глубина заложения принимается со дна кювета.
5.1.3. В продольном направлении подошву подпорной стены следует принимать горизонтальной или с уклоном не более 0,02. При большем уклоне подошва выполняется ступенчатой.
В поперечном направлении подошва подпорной стены должна быть горизонтальной или с уклоном в сторону засыпки не более чем 0,125.
5.1.4. Расстояние между температурно-усадочными швами следует принимать не более 10 м в монолитных бутобетонных и бетонных подпорных стенах без конструктивного армирования, 20 м - в монолитных бетонных конструкциях при наличии конструктивного армирования, 25 - в монолитных и сборно-монолитных железобетонных конструкциях стен и 30 - в сборных железобетонных конструкциях.
Расстояние между температурно-усадочными швами допускается увеличивать при проверке конструкций расчетом.
5.1.5. Высота подпорных стен для грузовых рамп автомобильного транспорта со стороны подъезда автомобилей должна быть равной 1,2 м от уровня поверхности проезжей части дорог или погрузочно-разгрузочной площадки.
Высота подпорных стен для грузовых и пассажирских рамп железнодорожного транспорта от уровня головки рельсов должна быть равной 1,1 м для колеи 1520 мм и 0,75 м - для колеи 750 мм.
5.1.6. В местах, где возможно движение пешеходов, подпорные стены должны иметь ограждение высотой 1 м.
При расположении автодорог вдоль подпорной стены у нее следует предусматривать тротуар шириной не менее 0,75 м с бортовым камнем высотой не менее 0,4 м.
5.1.7. Минимальное расстояние от оси ближайшего железнодорожного пути до внутренней грани подпорной стены на прямых участках следует принимать не менее 2,5 м.
5.1.8. В выемках железнодорожного полотна минимальное расстояние от оси ближайшего железнодорожного пути до наружной грани подпорной стены на уровне подошвы шпал и выше на прямых участках должно быть не менее 3,1 м.
5.1.9. На кривых участках пути минимальные расстояния от оси ближайшего железнодорожного пути до подпорной стены необходимо увеличивать согласно таблице 2.
| Радиусы кривых, м | Увеличение расстояния, м |
| 1800 - 1200 | 0,1 |
| 1000 - 700 | 0,2 |
| 600 и менее | 0,3 |
5.1.10. Обратную засыпку пазух подпорных стен следует производить дренирующими грунтами (песчаными или крупнообломочными). Допускается использовать местные связные грунты - супеси и суглинки. Не допускается применять для обратных засыпок тяжелые и пластичные глины, а также грунты, содержащие органические и растворимые включения более 5 % по весу. Грунты засыпок должны быть уплотнены.
5.1.11. Поверхность подпорных стен, обращенная в сторону засыпки, должна быть защищена гидроизоляцией. Допускается использовать окрасочную гидроизоляцию битумными составами или мастиками по СП 71.13330.
При расположении подпорных стен вне здания следует предусматривать устройство со стороны подпора грунта пристенного дренажа из камня, щебня или гравия с продольным уклоном 0,04. В подпорной стене через 3 - 6 м должны быть предусмотрены отверстия для выпуска воды из дренажа.
5.1.12. На косогорных участках для отвода атмосферных вод за гранью стены со стороны грунта должен быть устроен водоотводной кювет.
5.1.13. Подпорные стены следует рассчитывать на нагрузки от активного давления грунта засыпки с учетом временных нагрузок, которые приводятся к эквивалентной высоте засыпки, включая нагрузки от подвижного состава железных дорог и автомобильного транспорта.
5.1.14. Давление грунта для подпорных стен следует определять согласно обязательному приложению В.
Активное давление грунта для уголковых подпорных стен следует определять исходя из условия образования за стеной клиновидной симметричной (а при короткой задней консоли - несимметричной) призмы обрушения. В этом случае давление грунта принимается действующим на наклонную плоскость, проведенную под углом θ0 к вертикали. Вес грунта в контуре abcd прибавляется к весу стены (рисунок 1).
Расчет уголковых подпорных стен производится так же, как и массивных, принимая e = θ0 и δ = j.
При короткой задней консоли, когда плоскость призмы обрушения пересекает заднюю грань стены, давление грунта допускается принимать на условную наклонную плоскость, проведенную через точки a и c, если расстояние от верха стены до пересечения с плоскостью обрушения не превышает 0,25h, где h - высота стены (от поверхности грунта до подошвы).
Когда плоскость обрушения пересекает стену ниже 0,25h, давление грунта следует определять раздельно для вертикального участка и наклонной грани призмы обрушения.
а - массивных; б - уголкового профиля
Рисунок 1 - Расчетные схемы подпорных стен
5.1.15. Наибольшее значение активного давления грунта при наличии на горизонтальной поверхности засыпки равномерно распределенной нагрузки q следует определять при расположении этой нагрузки в пределах всей призмы обрушения, если нагрузка не имеет фиксированного положения.
5.1.16. При расчете подпорных стен по предельным состояниям первой группы (по несущей способности) следует выполнять расчеты:
устойчивости положения стены против сдвига, опрокидывания и поворота;
устойчивости грунта основания под подошвой подпорных стен (для нескальных грунтов);
прочности скального основания;
прочности элементов конструкции и узлов соединений (для сборных подпорных стен, для анкерных и распорных элементов).
При расчете по предельным состояниям второй группы (по пригодности к эксплуатации) необходимо производить проверки:
основания на допустимые деформации;
железобетонных элементов на допустимые величины раскрытия трещин.
При необходимости проводится проверка фильтрационной устойчивости основания.
5.1.17. Расчет устойчивости положения стены против сдвига следует производить по подошве стены (плоский сдвиг) и по ломаным поверхностям скольжения (глубинный сдвиг) из условия
где Fsa - сдвигающая сила, равная сумме проекций всех сдвигающих сил на горизонтальную плоскость:
(2)
gc - коэффициент условий работы, принимаемый: для песков, кроме пылеватых, gc = 1; для песков пылеватых, а также пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии gc = 0,9; для пылевато-глинистых грунтов в нестабилизированном состоянии gc = 0,85;
для скальных грунтов:
невыветрелых и слабовыветрелых gc = 1;
выветрелых gc = 0,9;
сильновыветрелых gc = 0,8;
gn - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый 1,2;
1,15 и 1,1 соответственно для зданий и сооружений I, II и III классов, устанавливаемых в соответствии с [15];
Fsr - удерживающая сила, равная сумме проекций всех удерживающих сил на горизонтальную плоскость:
(3)
здесь Fv - сумма проекций всех сил на вертикальную плоскость;
j1 и c1 - соответственно угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта основания, определяемые по приложению В;
b - угол наклона поверхности скольжения к горизонту;
A - площадь подошвы стены;
Ehr - пассивное сопротивление грунта.
Пассивный отпор грунта следует учитывать до глубины пересечения вертикальной плоскости, проведенной через переднюю грань подошвы, с предполагаемой плоскостью скольжения.
Расчет устойчивости подпорной стены против сдвига должен выполняться для трех значений угла b: b = 0 - плоский сдвиг, b = 0,5j1 и b = j1 - глубинный сдвиг.
При сдвиге по подошве стены (b = 0) расчетные характеристики грунта j1 и с1в формуле (3) принимаются не более 30° для j1 и не более 5 кПа (0,5 тс/м 2 ) для с1, а коэффициент пассивного сопротивления грунта λhr =1
5.1.18. Устойчивость подпорной стены против сдвига по скальному грунту следует проверять из условия (1), где Fsr определяется по формуле
здесь Fv, Еhr - обозначение то же, что в формуле (3);
f - коэффициент трения подошвы по скальному грунту, принимаемый по результатам испытаний, но не более 0,65.
5.1.19. Расчет устойчивости грунта основания под подошвой стены следует производить из условия
где gc, gn - обозначения те же, что в формуле (1);
Nu - вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания, определяемая согласно СП 22.13330.
5.1.20. При определении расчетных усилий (изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил) в элементах подпорной стены уголкового профиля интенсивность горизонтального давления грунта ph с учетом временной нагрузки, расположенной на поверхности в пределах призмы обрушения, должна приниматься действующей непосредственно на заднюю поверхность стены, а интенсивность вертикального давления pv от веса грунта и временной нагрузки, расположенной непосредственно над подошвой фундамента подпорной стены, - действующей только на нее.
5.1.21. Расчет основания по деформациям следует производить на нормативное давление грунта в соответствии с СП 22.13330.
Эпюру напряжений следует принимать, как правило, трапециевидной. Допускается треугольная эпюра напряжений при условии, что площадь сжатой зоны должна быть не менее 75 % общей площади подошвы фундамента подпорной стены.
Подпорные стены предназначены поддерживать грунт, находящийся позади стены (насыпь или откос выемки, иногда отделенный от стены клином насыпного грунта). Обычно массивные подпорные стены сооружают из камня, бетона или железобетона.
Разрушение подпорных стен может произойти в результате опрокидывания, сдвига, раздавливания. При проектировании в зависимости от местных грунтовых условий необходимо предусмотреть соответствующие меры, обеспечивающие прочность и устойчивость стены.
Земляная засыпка.
Устойчивость подпорной стены в значительной степени зависит от качества выполнения работ по засыпке. Однако этому вопросу обычно уделяют слишком мало внимания или совершенно пренебрегают им.
Наилучшим методом является засыпка стены слоями с небольшим уклоном от стены и уплотнением каждого
слоя. Засыпку с уклоном от стены надо соблюдать независимо от способа и последовательности ведения работ.
Для уплотнения засыпки подпорных стен и устоев применяют различные методы. Обычно при больших объемах работ грунт доставляют скреперами или самосвалами, а вблизи от сооружения разравнивают бульдозерами, создающими значительное уплотнение. При меньших объемах широко применяют легкие пневматические трамбовки, создающие достаточное уплотнение. Эти трамбовки, обслуживаемые одним рабочим, по своей конструкции весьма долговечны.
Клеточная (ряжевая) конструкция.
Подпорные стены клеточной (ряжевой) конструкции часто применяют взамен каменных или бетонных. Основы проектирования стен ряжевой конструкции во многом совпадают с принятыми для массивных стен. Существенное различие имеется в способах устройства фундаментов: массивные стены опираются на капитальные фундаменты, а ряжевые — непосредственно на грунт. Поэтому их применение должно ограничиваться соответствующими грунтовыми условиями (наличием прочных, устойчивых грунтов и отсутствием стоячей воды). Наибольшую высоту ряжевых стен принимают равной приблизительно 5 м. При большей высоте их применение становится невыгодным из-за значительного возрастания необходимой ширины стены. Лицевой поверхности ряжевой стены придают откос, равный обычно 1 : 6; для массивных стен эту величину принимают в 1 : 24.
Клетки (ряжи) из заготовленных элементов.
Элементы для сооружения клеток (ряжей) изготовляют из пропитанного леса, металла (рис. 1) и железобетона. Конструкции из готовых элементов применяют в следующих случаях: для уширения железнодорожного полотна в стесненных земельных условиях; в качестве откосных крыльев устоев мостов; для развития существующих откосных крыльев устоев и т. д.: в качестве набережных и подпорных стен для защиты берегов потоков; в качестве подпорных стен для повышения устойчивости насыпей; для защиты береговой линии частных владений от действия волн; при работах по подъемке пути; в качестве подпорных стен при расположении соседних путей в различных уровнях.
Для деревянных ряжей изготовляют пропитанные элементы двух типов: «тычки», располагаемые перпендикулярно боковой поверхности стены и проходящие в насыпь, и пересекающиеся с ними «ложки», укладываемые вдоль стены. До пропитки во всех брусьях делают пазы и просверливают отверстия, в которые при укладке забивают металлические штыри.
Металлические элементы представляют собой «тычки» и «ложки» корытного сечения. По обоим концам каждого «ложка» устраивают выступы, которые входят в соответствующие им гнезда в «ложках». Каждый «тычок» соединяют по концам болтами с нижележащим «ложком».
Существуют сборные железобетонные элементы подпорных стен, образующие после сборки прямоугольные ячейки. При заполнении этих ячеек стена приобретает свойства массивной «Ложки» обычно имеют прямолинейную форму и квадратное сечение; «тычки» — прямоугольное сечение и Т-образные уширения по концам для перевязки с «ложками».
Ряжевые стены укладываются без зазоров и с зазорами.
Дренаж в подпорных стенах.
Наиболее частой причиной повреждения подпорных стен служит вода, появляющаяся за стеной или в основании. Стены в выемках более подвержены повреждениям, чем в насыпях.
Рис. 1 Ряжевая подпорная стена из металлических элементов между двумя путями на кривой
Для предотвращения застоя воды за стеной обычно устраивают водоотводные отверстия через основание и тело стены. Однако в ряде случаев необходимы дополнительные меры, например устройство дренажных труб для сбора воды к водоотводным отверстиям или другим выпускам. Иногда у основания устраивают дренаж для понижения уровня воды у выемки.
Шпунтовые стены.
Шпунтовые стены состоят из ряда деревянных, металлических или железобетонных досок, забитых вплотную одна к другой.
Металлический и железобетонный шпунт появился после деревянного.
Деревянные шпунтовые стены, находящиеся под водой, могут служить длительное время, будучи оставлены в качестве части сооружения; в случае необходимости их иногда можно извлечь. Однако относительно тонкие шпунтины легко раскалываются и размочаливаются при соприкосновении с камнями и другими твердыми телами, встречающимися в грунте во время забивки.
Металлический шпунт под ударами молота легче проникает в грунт и менее подвержен повреждениям, чем деревянный. Конструкция его в последнее время постоянно улучшалась для повышения прочности.
Металлические шпунтины могут быть оставлены в качестве постоянной части подводного сооружения или же извлечены для неоднократного повторного использования.
Достаточно выдержанные перед употреблением в дело железобетонные шпунтины не подвергаются изменениям в воде и на воздухе, если нет особо неблагоприятных условий. Эго свойство делает их особенно пригодными там, где шпунтовые стены должны служить частью постоянного сооружения. Повторно использовать их вследствие хрупкости очень затруднительно. Для временного употребления лучше деревянные и металлические шпунтины.
Из шпунтовых рядов можно образовать одиночные или двойные стены. В последнем случае промежуток заполняют грунтом для повышения водонепроницаемости и увеличения устойчивости стены.
Подпорные стены предназначены поддерживать от обрушения находящийся за ними грунт. В подходной полувыемке к тоннелю (см. рис. 192) подпорные стены защищают путь от обвала крутых откосов грунта. В другом случае (см. рис. 14) стены удерживают от обрушения земляное полотно, возведенное на косогоре.
Роль подпорных стен выполняют и некоторые части искусственных сооружений. Так, устои мостов, являясь опорами пролетных строений, поддерживают от обрушения и насыпь подходов в пределах ширины устоя. На остальной части ширины насыпи грунт удерживается конусами. При отсутствии конусов потребовались бы подпорные стены, как в устое с откосными крыльями (см. рис. 127,5). Поддерживая откосы насыпи со стороны реки, откосные крылья вместе с тем защищают грунт от подмыва. Подобно этому подпорные стены по берегам рек и морей предохраняют берег от размыва (рис. 196).
2. Конструкция подпорных стен и их эксплуатация
Удерживая грунт от обрушения, подпорные стены должны иметь достаточные размеры и массу, чтобы устоять на месте. В противном случае грунт может сдвинуть стену, если сила трения по подошве фундамента, определяемая массой стены и коэффициентом трения, окажется меньше давления грунта. Легкая стена с узким фундаментом может быть опрокинута грунтом вокруг нижнего наружного ребра фундамента. Ширина фундамента может обусловливаться и давлением на грунт.
Подпорные стены прежних конструкций возведены чаще всего из каменной, бетонной и бутобетонной кладки. Передняя грань при необходимости облицована прочным камнем, нередко чистой тески, например, в морских стенах, подвергающихся большому механическому истиранию действием волны.
По форме поперечного вертикального сечения массивные подпорные стены различны, хотя для каждой из них характерно утолщение книзу. Различия конструктивных форм определяются назначением стены и местными условиями. На рис. 197, а приведена стена, ограждающая насыпь в городе. Здесь для лучшего вида и прохода по тротуару предпочтительна вертикальная лицевая грань стены.
Другая стена расположена у основания высокого косогора (рис. 197,6). Здесь при большом давлении целесообразнее наклонная стена. Наклон в сторону поддерживаемого откоса увеличивает сопротивление стены опрокидыванию и поэтому сокращает расход материалов.
Для увеличения сопротивления сдвигу нередко и подошву фундамента закладывают с уклоном в сторону, противоположную сдвигу.
При слабых грунтах в основании устойчивость против осадок и сдвига обеспечивается возведением стен на свайных фундаментах (см. рис. 14), иногда также с наклоном свай (навстречу давлению грунта).
Давление грунта на стены определяется не только высотой всей массы ограждаемого грунта, но и его свойствами. У сыпучих грунтов, например, песчаных, боковое давление больше, чем у связных глинистых, у которых в сухом состоянии оно снижается иногда до нуля, как и в ненарушенных скальных породах. Но давление сыпучих и связных грунтов резко возрастает с насыщением их водой.
Чтобы не допустить скопления воды за подпорными стенами, в них оставляют дренажные отверстия; для лучшего притока воды к отверстиям и уменьшения их заиливания за стенами, устраивают дренажную засыпку из гравия и мелкого камня (см. рис. 197, б). От намокания и выщелачивания стену со стороны грунта покрывают битумом.
Вода из-за стен проникает не только через дренажные отверстия, которые располагают нередко в два-три яруса по высоте, но и в деформационные швы между звеньями стены. Швы, сквозные на всю толщину и высоту, предохраняют от появления в длинной стене трещин, неизбежных в случае неравномерных осадок. Длину звеньев (или секций) подпорных стен в таких условиях принимают по 3—6 м.
Помимо каменных и бетонных стен, теперь распространены железобетонные подпорные стены. Железобетон позволяет резко снизить толщину стен, а главное, создать удачную конструкцию, не выполнимую из камня. По конструкции железобетонные стены разнообразны, но в каждой из них тонкая вертикальная стена жестко сопряжена с плитой фундамента. Различна лишь конструкция усиления этого сопряжения. В одном случае соединение стены с плитой усилено сплошным вутом (рис. 198, а), в другом — ребрами-контрфорсами (рис. 198, б), в третьем—диаграммами между лицевой и задней стенами (рис. 198, в).
Для железобетонных стен характерно использование самой засыпки над плитой фундамента подпорной стены, что повышает ее устойчивость против опрокидывания и сдвига. В каменных стенах (см. рис. 196, а) объем грунта на уступах кладки не столь значителен.
Рис. 199. Мелкоблочные подпорные стены: а—из железобетонных брусьев; б — из габионов
Железобетонные стены, как и массивные, разделены по длине швами на звенья; вода из-за стен отводится дренажными отверстиями; поверхности стен, засыпаемые грунтом, покрываются битумом.
Помимо рассмотренных, преимущественно монолитных стен, известны сборные стены, в частности, из железобетонных брусьев (рис. 199, а). Утолщения по концам поперечных брусьев препятствуют сдвигу стены в ярусах. Такая стена в виде ряжа, засыпанная грунтом, проста в сборке, обладает гибкостью при неравномерных осадках и не требует специальных дренирующих устройств. Однако при опасности размыва такую стену надо заполнять не грунтом, а камнем.
Каменную засыпку применяют и в подпорных стенах из габионов (рис. 199, б), выполняемых в виде корзин из проволочной сетки. Из-за ржавления и разрушения габионов такие стены не капитальны.
Подпорная стена может быть выполнена и в виде шпунтового ограждения, т. е. забитых в грунт вплотную друг к другу свай (рис. 200, а) или взаимно сочленяемых при забивке шпунтин (рис. 200, б и в). Вместо деревянных и стальных шпунтин и свай для капитальной подпорной стены с успехом могут быть применены железобетонные сваи, оболочки и шпунтины (рис. 200, г).
Устойчивость против опрокидывания шпунтовых стен, в отличие от ранее перечисленных, создается исключительно глубиной заделки их в грунт, а прочность по излому — мощностью поперечного сечения шпунтин и оболочек, если не устроено дополнительных к ним подкосов и оттяжек.
РАЗДЕЛ III
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКУССТВЕННЫХ
СООРУЖЕНИЙ
Глава XII
СОХРАНЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ И ПРОДЛЕНИЕ СРОКА ИХ СЛУЖБЫ
1 Своеобразие службы искусственных сооружений и работ по их содержанию
Необходимость сохранения искусственных сооружений и продления срока их службы определяется их назначением — быть надежной и стабильной опорой или защитой постоянно действующего пути.
В этом своеобразие искусственных сооружений по сравнению с другими техническими средствами транспорта. Разумеется, все средства надо сохранять, пока их используют. Но многие из них с появлением более совершенных целесообразно обновлять ради достижения лучшей эффективности их эксплуатации. Вследствие такого морального (в отличие от физического) износа заменялись, например, легкие паровозы более мощными и быстроходными, малоемкие деревянные вагоны большегрузными металлическими, неэкономные паровозы современными локомотивами (тепловозами и электровозами). Но и в этом случае заменяемый подвижной состав по возможности используют на нерешающих или малозагруженных направлениях.
Иной подход к искусственным сооружениям. Пока они удовлетворяют по грузоподъемности и пропускной способности требованиям эксплуатации, их, напротив, всемерно сохраняют, несмотря на внедрение более совершенных конструкций, идут даже на усиление старой конструкции, расширение ее габаритов, если возникает необходимость в этом. И лишь при явной нерентабельности таких работ прибегают к замене старого сооружения новым. При этом заменяемую конструкцию нередко также используют на малодеятельных участках при возможности транспортирования ее без разборки.
Серьезные повреждения мостов и тоннелей угрожают тяжелыми последствиями, нарушением эксплуатации, особенно на грузонапряженных направлениях. Восстановление, ремонт и переустройство искусственных сооружений на действующих дорогах наиболее сложны и ответственны.
Расположение сооружений под действующим путем, а также и вблизи него определяют известную систему надзора и ухода за ними, особую технологию ремонтных и строительных работ. Работать приходится в пределах габарита (например, в тоннелях, на мостах с ездой понизу), в стесненных условиях, на большой высоте, над водой и т. д., а главное, как правило, без прекращения движения поездов в строго ограниченные непродолжительные перерывы между поездами или в крайнем случае в специально выделяемые «окна», т. е. с закрытием перегона. Работы осложняются еще более в случае замены или даже частичной расклепки отдельных элементов, т. е. при ослаблении конструкции в период ремонта. В этих условиях применяют такие способы организации и выполнения работ, которые обеспечивают безопасность движения поездов, личную безопасность работающих, а вместе с тем и надлежащее качество работ.
На электрифицированных участках принимают дополнительные меры безопасности от повреждения током высокого напряжения (удаление от контактного провода не менее чем на 2 м, временное отключение тока, применение нейтральных вставок).
Порядок ведения работ по содержанию искусственных сооружений строго регламентирован. Таковы, например, инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ, по сигнализации на железных дорогах, правила техники безопасности и производственной санитарии при производстве работ в путевом хозяйстве, технологические правила выполнения соответствующих видов работ, например, окраски пролетных строений и т. п.
Задачи и организация содержания искусственных сооружений в целом и различных их видов приведены в предшествующих главах.
В данном разделе рассмотрены дополнительные сведения о сохранении и целесообразном использовании искусственных сооружений, а также об организации труда при их содержании.
Регулирование гравитационных процессов производится в тех случаях, когда земляное полотно проходит по склонам, подверженным экзогенным геологическим процессам, таким как оползни и лавины, сели, обвалы и осыпи, и его необходимо защитить от данных опасных природных явлений.
Оползнями называется смещение горных масс вниз по склону вершины без потери контакта относительно смещающихся и неподвижных частей породы. Скорость смещения частей пород может изменяться в различных пределах от долей миллиметров до метров в секунду. Смещающийся массив грунта называется оползневым телом, а склоны с наличием оползней — оползнеопасными.
Лавинами называют быстрый сход снега с горного склона, утратившего связь с подстилающей снег поверхностью. Лавиносброс опасен для железной дороги. Для предупреждения разрушающего воздействия строят защитные сооружения.
Сель — это внезапно возникший кратковременный горный поток, который насыщен различными твердыми материалами. Причиной для возникновения сели может послужить период сильного дождя, либо интенсивное таяние снега и льда, а также прорыв завалов и речных плотин, где имеется большое содержание рыхлообломочных материалов. Сели опасны внезапностью и обладают большой разрушительной способностью.
Обвалами называют обрушения горных пород в следствии потери контакта их со склоном, которые сопровождаются дроблением падающей породы и перемешиванием. Характерны внезапностью и большой скоростью протекания.
Осыпь — это постоянный снос материала выветривания горных пород, расположенных на крутых склонах и выражающиеся в виде непрерывного скатывания мелких обломков, от пыли до крупных камней, с образованием в нижней части конусов выноса.
Основной принцип регулирование гравитационных процессов состоит в перераспределении веса грунта (снега, отложений) по склону, уменьшив его там, где он оказывает вредное влияние и повысив в местах, где его воздействие положительно.
Основными методами регулирование гравитационных процессов на оползнеопасных склонах являются:
— террасирование поверхности склона;
— устройство поддерживающих или удерживающих сооружении
Террасированием называется изменение рельефа склона с целью увеличения его устойчивости. При террасировании в склоне про изводится нарезка полок с определенным шагом по высоте и уположение крутых частей откоса. Пример террасирования для полувыемки приведен на рис. 1. При этом ширину нарезаемых полок принимают исходя из технологичности их нарезки размером 3—4 метров, а высоту уступов и их крутизну определяют расчетами устойчивости.
Рис. 1. Схема террасирования откоса полувыемки: 1 — существующий откос; 2 — террасирование откоса; 3 — возможная кривая смещения
Поддерживающими сооружениями принято называть сооружения, которые для обеспечения необходимой устойчивости пристраиваются к земляному полотну или склону снаружи, а удерживающими сооружениями в отличие от первых — сооружения, которые внедрены целиком или частично внутрь земляного полотна или склона. Рассмотрим некоторые из наиболее распространенных типов сооружений.
Подпорные стены по их расположению относительно земляного полотна применяются двух типов: низовые, которые на крутых откосах поддерживают с низовой стороны насыпи и полунасыпи (рис. 2, а), и верховые, которые обеспечивают верховую часть склона до земляного полотна и применяются для поддержания откосов выемок и полувыемок (рис. 2, б).
Рис. 2. Подпорные стены: а — низовая; б — верховая; 1 — подпорная стена; 2 — обратная засыпка; 3 — застенный дренаж 4 — дренажный выпуск; 5— лоток
Регулирование гравитационных процессов. Традиционно подпорные стенки устраиваются железобетонные, бетонные (бутобетонные), а так же каменные с применением цементного раствора. Как правило, конструкция подпорных стен может изготавливаться как монолитной, так и сборной, а так же сборномонолитной. При этом железобетонные стены могут быть массивными (смотри рис. 2) либо облегченными — уголкового типа (рис. 3).
Рис. 3. Подпорные стены уголкового типа: а — низовая; б — верховая; 1 — подпорная стена; 2 — обратная засыпка; 3 — застенный дренаж; 4 — дренажный выпуск
Подпорные стены вдоль оси пути делятся вертикальными швами (по всей высоте, включая фундамент) на секции с установленной длиной от 6 до 20 метров. Обратная засыпка за подпорными стенами обычно выполняется из дренирующих грунтов. Для конструкций из железобетона и бетона для выпуска воды из застенного пространства в обязательном порядке делается дренаж.
Глубина заложения фундамента под стену на непучинистых и нескальных грунтах должна быть не менее 1 метра, при пучинистых грунтах фундамент закладывается не менее чем на 0,25 метра ниже максимально установленной глубины промерзания.
При наличии опирания фундамента на скальные грунты глубина должна быть не меньше 0,25 метра. В насыпях на прямых участках дорог минимальное расстояние от оси ближайшего пути до верха наружной части низовой подпорной стены принимают не менее расстояний, указанных в таблице ниже.
Верховые подпорные стены, как правило, должны располагаться за кюветом. В выемках на прямых участках дорог минимальное расстояние от оси ближнего пути до подпорной монтируемой стены на уровне подошвы основания шпал и выше должно быть не меньше 3,7 метра. В кривых расстояния до стен увеличивают.
В последнее время в нашей стране и особенно за рубежом на железных дорогах в качестве подпорных стен все шире применяют армогрунтовые стены с геосинтетиками и габионные структуры в виде гравитационных габионных стен и стен системы Террамеш.
Армогрунтовая подпорная стена представляет из себя массив дренирующего грунта, который армирован силовыми геосинтетиками (георешетками, геосетками или силовой тканью) и снаружи имеющий лицевую панель (рис. 4).
Рис. 4. Армогрунтовая подпорная стена: 1 — блоки облицовочной стены; 2— фундамент; 3 — арматура армогрунтовой стены; 4 — контур альтернативного решения (контрбанкет); 5 — критическая поверхность смещения
По поддерживающему действию армогрунтовые стены аналогичны массивным железобетонным, при этом сопротивление оползневому сдвигу оказывает вес всего грунтового массива стены. Геосинтетическая арматура, чтобы своевременно включаться в работу, должна иметь на разрыв удлинение не более 15 %.
Шаг армирования, прочностные характеристики арматуры и их длина принимаются расчетом из условий как внешней, так и внутренней устойчивости. Чаще всего шаг армирования между слоями геосинтетика составляет 0,5 метра.
Лицевая панель чаще всего выполняется в виде облицовочной и играет антивандальную роль, а также защищает синтетики от прямых солнечных лучей. Материалами лицевой панели могут служить монолитный и сборный железобетон, блоки и плитки из легкого бетона, пластик.
Высота подпорных армогрунтовых стен, применяемых для земляного полотна железных дорог, может составлять от 3—4 метра и до десятков метров. В нашей стране при проектировании земляного полотна на Малом Московском железнодорожном кольце была сооружена подпорная армогрунтовая стена высотой до 10 метров. В Европе максимальная высота армогрунтовых стен составляет более 20 метров.
Гравитационная габионная стена представляет из себя подпорную стену, изготовленную из габионов (рис. 5).
Рис. 5. Гравитационная габионная подпорная стена: 1 — габионная стена; 2 — контур альтернативного решения (контрбанкет); 3 — критическая поверхность смещения
По поддерживающему воздействию гравитационная габионная стена эквивалентна массивной железобетонной стене и эффект достигается за счет веса габионов. Вместе с тем преимуществом стен из габионов является их гибкость, способность воспринимать небольшие деформации без разрушения, а также экологичность и хорошая дренирующая способность, что позволяет применять их без устройства застенного дренажа.
Стена включает в себя массив из коробчатых прямоугольных габионов стандартных размеров. Внешняя сторона стены может иметь ступенчатое очертание. Высота, размеры в плане и количество габионов определяются расчетом устойчивости.
Стена системы Террамеш представляет из себя массив дренирующего грунта, который армирован снаружи габионами, а внутри массива установленными металлическими сетками, составляющими единое целое с габионами (рис. 6).
Рис. 6. Подпорная стена Террамеш: а — с вертикальной лицевой гранью; б — со ступенчатой лицевой гранью; в — «зеленый» Террамеш; 1 — элемент системы; 2 — геотекстиль; 3 — грунт засыпки; 4 — элемент «зеленого» Террамеша; 5 — гидропосев; 6 — биополотно
Система Террамеш может также быть без использования габиона («зеленый» Террамеш) с наклонной лицевой гранью (60—70° к горизонту), выполняемой в виде панельной сетки двойного кручения, к которой прикрепляют биополотно, формирующее рост дернотравяного покрова.
Кроме подпорных стен в качестве поддерживающих сооружений могут быть использованы контрфорсы, представляющие собой короткие по протяжению массивы с прямоугольной или трапецеидальной формой сечения из камня или бетона (рис. 7).
Рис. 7. Контрфорсы в насыпи: 7 — контрфорс; I — расстояние между контрфорсами
Расстояние между контрфорсами I определяется обеспечением устойчивости массива грунта между ними с учетом арочного эффекта и сил сопротивления по поверхности abcd.
Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна или поверхностей склонов в целях регулирование гравитационных процессов используют различные удерживающие сооружения: прошивающие сваи и шпоны, а также анкерные конструкции.
Прошивающие сваи применяют из железобетона или буронабивные, которые воспринимают оползневое давление, возникающее в грунтах основания. Наиболее эффективным при больших оползневых силах является усиление склона рядами буронабивных свай диаметром 1,0—2,0 метра, объединенных свайным ростверком (рис. 8)
Рис. 8. Работы по усилению склона рядами буронабивных свай, объединенных свайным ростверком
Такие сваи закрепляют в коренные породы, работают они на изгиб под действием горизонтальной силы. Шаг между сваями в продольном направлении и количество рядов принимают исходя из расчета восприятия ими оползневых усилий и отсутствия продавливания грунтов между сваями.
Шпоны в отличие от свай работают на срез по поверхности и по одиночке (рис. 9).
Рис. 9. Шпоны, удерживающие косогор выше пути
Не объединяя их в единую конструкцию, располагают также рядами с расстоянием I в рядах. Глубина заделки шпон t ниже поверхности среза принимается конструктивно и составляет 1,0—1,5 метра. При небольших оползневых силах в виде шпон могут применяться призматические сваи из железобетона, а при больших значениях — железобетонные кольца d (1—2 метра), заполненные тощим бетоном.
Анкерная конструкция представляет собой удерживающую конструкцию, которая в виде анкера внедряется в устойчивые грунты, обжимает неустойчивую часть грунта по поверхности плитами, через натяжение анкеров.
Для защиты земляного полотна от обвалов и осыпей применяются пассивные и активные защитные системы. К первым относятся системы, которые позволяют защитить железнодорожный путь от попадания на него обломков скальных пород путем их перехвата, и дальнейшего сопровождения по траектории падения, распределения сбора и в последствии содержания в специальных установленных местах.
К основным типам пассивных защит относят: улавливающие и оградительные сооружения (стены, барьеры, сетчатые ограждения, улавливающие полки, траншеи и валы), а также противообвальные галереи.
Активные защитные системы предотвращают возможность обрушения массивов скальных пород вблизи железнодорожного пути. В отличие от пассивных защитных систем активные защитные системы определяют полное предотвращение отрыва обломков от массива скальных пород.
Они могут представлять собой комбинацию покровных сеток со стяжными тросами, плетеными панелями и анкерами; одевающие или облицовочные стены; покрытие откосов и склонов вяжущими — аэроцемом (вспененный цементно-песчаный раствор), торкрет-бетоном, набрызг бетоном; инъектирование в трещины. Примеры защитных систем приведены на рис. 10.
Рис. 10. Защитные системы и мероприятия на скально-обвальных участках железнодорожного пути
При защите земляного полотна от селевых потоков могут предусматриваться следующие сооружения и мероприятия:
- — селепропускные конструктивные сооружения в виде каналов и мостов;
- — селенаправляющие сооружения в виде дамб, шпор и каналов;
- — стабилизирующие сооружения в виде запруд;
- — работы по предотвращению формирования селевых потоков в виде проведения агролесомелиорации, организации поверхностного стока и т.п.
На участках, где возможен сход снежных лавин для защиты железнодорожного пути предусматривают сооружения, приведенные в таблице ниже.
Лавиноопасными считаются незалесенные склоны крутизной 20—60° и высотой более 20 метров над установленным уровнем головки рельса. Выбор противолавинных комплексов производится с учетом режима, а также характеристики лавин и снегового покрова в зонах формирования, морфологии лавиносбора, уровня ответственности защищаемых сооружений, их эксплуатационных и конструктивных особенностей.
Среди инженерных устройств следует отдавать предпочтение тем из них, которые регулируют отложение снега на склоне и не допускают образования лавин (лавинопредотвращающие). В качестве заборов применяют высокие деревянные или металлические заборы, которые следует размещать в зонах формирования лавин секционными или непрерывными рядами до установленных боковых границ лавиносбора.
В регулирование гравитационных процессов, как правило, верхний ряд защитных сооружений необходимо устанавливать на расстоянии не более 15 метров вниз по уклону от наиболее высокого уровня линии отрыва лавин.
Снегозадерживающие заборы устанавливают на наветренном склоне или площадке неразрывными рядами, расположенными перпендикулярно основному расположению метелевого наноса. Просветность таких щитов заборов должна быть 0,4—0,45, а расстояние от установленного нижнего края забора до поверхности склона, должно составлять не более 0,2 высоты забора. Высота забора и число рядов устанавливается в зависимости от расчетного объема снегосброса.
Для регулирование гравитационных процессов снеговыдувающие дюзы-панели следует монтировать под углом 60—90° к горизонту неразрывными рядами или с разрывами на верхней бровке зоны формирования лавины (рис. 11, а).
Рис. 11. Снеговыдувающие устройства: а — панель; 6 — кольктафель; 1, 3 — снежные отложения соответственно при наличии и отсутствии панели; 2 — снеговыдувающая панель
Разрывы в ряду заборов могут быть связаны с особенностями характера морфологии бровки. Просветность дюз-панелей может соответствовать 0,2—0,3, высота панели H должна достигать 3—4 метра, расстояние между установленным нижним краем дюз-панели и поверхностью бровки h должно быть не более 0,25—0,3 высоты такой панели.
Кольктафели — отдельные снеговыдувающие щиты (рис. 10.77, б) следует устанавливать в зонах формирования лавин ниже линии снеговыдуваюших заборов на расстоянии 2h, где h это высота кольктафеля, равная 4—4,5 метра. Просвет между дюз-панелями кольктафеля и установленной поверхностью уклона должен быть 1 — 1,5 метра.
При отсутствии снеговыдувающих дюз-панелей верхняя линия кольктафелей монтируется на уровне самого высокого расположения линии отрыва возможных лавин. Форма кольктафелей и их размеры определяются в зависимости от снеговетровых условий в зоне их расположения.
Как самостоятельное средство дня предотвращения лавин террасирование склонов применяют обычно на менее крутых участках зон формирования с углом уклона 30°. Как правило, на более крутых склонах применяют террасы в качестве вспомогательных средств, производять посадку деревьев между рядами снегоудерживающих конструкций сооружений.
Регулирование гравитационных процессов. Расстояние по горизонтали между террасами устанавливают не более ширины террасы. Ширина полок террас определяется не меньше 1,5—1,8 расчетной высоты снегового покрова.
В качестве регулирование гравитационных процессов, обустройство склона лавинопредотвращающими конструктивными сооружениями следует совмещать с мероприятиями агролесомелиорации, включающие в себя посадку быстрорастущих деревьев в зонах формирования лавин, учитывая естественное распространение массива лесной растительности в защищаемой местности.
дренаж или каменная засыпка для выпуска воды. Сооружают П. с. из сухой кладки, кладки на растворе, из бетона и железобетона. Широкое применение П. с. находят в гористых местностях при проведении жел.-дор. пути по косогорам, над обрывами оврагов, по берегам рек, озер и морей." />
сооружение, служащее для поддержания крутых откосов насыпи или выемки и предохранения их от обрушения. Размеры П. с. зависят от высоты и крутизны откоса, качества грунта в нем. а также нагрузки на полотно, если П. с. устраивают у откоса насыпи. Основание стенки закладывается в надежном грунте; за стенкой устраивается дренаж или каменная засыпка для выпуска воды. Сооружают П. с. из сухой кладки, кладки на растворе, из бетона и железобетона. Широкое применение П. с. находят в гористых местностях при проведении жел.-дор. пути по косогорам, над обрывами оврагов, по берегам рек, озер и морей.
Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство . Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941 .
Смотреть что такое "ПОДПОРНАЯ СТЕНКА" в других словарях:
Подпорная стенка — железобетонная, бутовая, металлическая или деревянная конструкция. Подпорная стенка удерживает от обрушения находящийся за ней массив грунта. Источник: Словарь архитектурно строительных терминов … Строительный словарь
Подпорная стенка — – железобетонная, бутовая, металлическая или деревянная конструкция. Подпорная стенка удерживает от обрушения находящийся за ней массив грунта … Словарь строителя
Подпорная стенка — – стенка для опирания грунта (ограждения) и различных сыпучих материалов. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Рубрика термина: Фундаменты… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ПОДПОРНАЯ СТЕНКА — конструкция, удерживающая от обрушения находящийся за ней массив грунта. Наиболее часто используется в строительстве гидротехнических сооружений (причалов, шлюзовых камер, устоев плотин и т. п.) и в мостостроении. Материал природный камень, бетон … Большой Энциклопедический словарь
Подпорная стенка — искусственное сооружение, предназначенное для поддержания земляного откоса или склона, с крутизной, не обеспечивающее его устойчивости в естественном состоянии … Геологические термины
подпорная стенка — Элемент вертикальной планировки в виде специальной конструкции, сдерживающий подвижку грунта и часто имеющий декоративную обработку. [ГОСТ 28329 89] Тематики озеленение Обобщающие термины строительство и содержание архитектурно ландшафтных… … Справочник технического переводчика
подпорная стенка — конструкция, удерживающая от обрушения находящийся за ней массив грунта. Наиболее часто используется в строительстве гидротехнических сооружений (причалов, шлюзовых камер, устоев плотин и т. п.), мостостроении и дорожном строительстве в горных… … Энциклопедический словарь
Подпорная стенка — 64. Подпорная стенка Элемент вертикальной планировки в виде специальной конструкции, сдерживающий подвижку грунта и часто имеющий декоративную обработку Источник: ГОСТ 28329 89: Озеленение городов. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Подпорная стенка — конструкция, удерживающая от обрушения находящийся за ней массив грунта. П. с. применяются в гидротехническом, дорожном, промышленном и гражданском строительстве. Особенно они распространены в гидротехническом строительстве, где П. с.… … Большая советская энциклопедия
ПОДПОРНАЯ СТЕНКА — конструкция, удерживающая от обрушения находящийся за ней массив грунта. П. с. наиболее распространены в гидротехнич. стр ве (при сооружении набережных, причалов, камер шлюзов и т. п.). Материалами для П. с. служат природный камень, бетон, ж. б … Большой энциклопедический политехнический словарь
Читайте также: