Raimondirus.ru

RAiMONDI
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Укрепление земляного полотна

Укрепление земляного полотна

Откосы земляного полотна, а также дно и откосы кюветов и канав укрепляют для предохранения от размыва текущими поверхностными водами, а также во избежание повреждения откосов дождями и выдуванием грунтов ветром (особенно при мелкозернистых песках). Конструкцию укрепления выбирают в зависимости от рода грунта и сил воздействия природно-климатических факторов на земляное полотно с учетом технико-экономической эффективности различных укрепительных конструкций. При этом предпочтение отдают таким конструкциям укреплений, устройство которых возможно индустриальными способами.

Способ укрепления предусматривается проектом с учетом условий сооружения земляного полотна и возможного воздействия на него природных факторов в процессе эксплуатации дороги. При выборе типа укрепления исходят из необходимости надежного обеспечения устойчивости земляного полотна [12, 15].

Основным методом укрепления откосов насыпей, неподтопляемых водой, и откосов выемок является посев многолетних трав, обеспечивающий быстрое создание на откосе дернового покрова и надежное закрепление грунта корневой системой трав. Посев может быть осуществлен двумя способами: механизированным посевом трав по слою растительного грунта, уложенного на откосах; гидропосевом трав без предварительного создания растительного слоя на откосах.

При первом способе на откос укладывают растительный грунт слоем 10. 15 см, а затем производят посев трав. Смесь семян многолетних трав, например, тимофеевка луговая, костер безосный, люцерна, высевают агрегатом АДТС-2, который перемещается по откосам драглайном или тракторным краном. Этот агрегат одновременно вносит минеральные удобрения, рыхлит комья растительного грунта, прикатывает засеянную поверхность. Производительность агрегата от 4000 до 9000 м 2 в смену в зависимости от высоты насыпи и глубины выемки.

Второй способ (гидропосев) предпочтителен, так как при этом отпадает трудоемкий процесс по созданию растительного слоя грунта на откосах. При гидропосеве применяют смесь, состоящую из семян трав, минеральных удобрений, мульчирующего материала, пленкообразующего компонента и воды. Мульчирующий материал (измельченная солома, опилки) и пленкообразующий материал (битумная эмульсия или латекс) создают на откосе благоприятные условия для роста и развития трав и предохраняют откос от водной и ветровой эрозии.

Для гидропосева применяют специальные машины типа ДЭ-16, состоящие из цистерны с лопастной мешалкой, насоса, шлангов и гидромонитора для разбрызгивания смеси по откосу. Производительность гидросеялки в среднем составляет около 4000 м 2 в смену.

Гидропосев многолетних трав следует производить на предварительно увлажненную поверхность откосов.

Когда требуется ускорить получение укрепительного слоя, производят одерновку откосов, т.е. поверхность грунта покрывают готовым дерном, срезанным с применением машины дернореза-дерноукладчика (сменное оборудование к гидравлическому экскаватору). При одерновке в клетку на откос укладывают дерновые ленты в двух взаимно перпендикулярных направлениях с последующей засыпкой клеток между лентами растительным грунтом. При сплошной одерновке плашмя дернины укладывают горизонтальными рядами от подошвы насыпи к бровкам с размещением швов между дернинами в перевязку. Дерн на откосах закрепляют деревянными спицами.

Способ укрепления откосов одерновкой в настоящее время применяется крайне редко ввиду его большой трудоемкости.

В районах, где климатические и почвенные условия не позволяют укреплять неподтопляемые откосы посевом трав, их укрепляют укладкой слоя гравия или щебня толщиной 10. 15 см. В засушливых районах для защиты песчаных насыпей от развевания ветром на откосы укладывают слой связного грунта (глина с добавлением песка). В этом случае по низу откосов устраивают дренажные выпуски для выхода воды из тела насыпи.

Для укрепления песчаных грунтов применяют органические вяжущие материалы: битум, деготь, нефтяные остатки и отходы промышленности. Откосы обрабатывают путем розлива вяжущих или распределения по откосу предварительно приготовленной смеси из обработанного грунта.

Одно из перспективных направлений укрепительных работ — использование в откосах или на их поверхности прослоек из геотекстиля. Для укрепления откосов земляного полотна используют как сплошной геотекстиль, так и мелкоячеистый, при использовании которого предусматривается покрытие откоса растительным грунтом с последующим посевом трав.

Конструкции укрепления из геотекстиля могут быть защитными и несущими. Их использование предполагает широкую комбинацию с применением естественных материалов (засыпка грунтом, посев трав, каменная наброска и др.) и искусственных (сборные плиты, решетчатые конструкции и др.).

Применение геотекстиля для укрепления откосов основано на использовании их в качестве армирующего грунт поверхностного слоя (или более глубокой части откоса) элемента или фильтра. При этом в зависимости от вида, назначения и условий работы конструкции укрепления прослойки из геотекстиля выполняют роль покрытия (сплошного или мелкоячеистого), защищающего откос от водной или ветровой эрозии, армирующего элемента, повышающего устойчивость откосов, а также роль обратного фильтра и фильтра, предотвращающего вынос частиц грунтовыми водами.

Для защиты неподтапливаемых откосов от водной и ветровой эрозии геотекстиль расстилают по всей поверхности откоса в виде сплошного покрытия. Верхний край выводят на обочину и далее до укрепительной полосы. Нижний край закрепляют у подошвы насыпи.

В тех случаях, когда необходимо повысить устойчивость откосов или увеличить крутизну, геотекстиль располагают в пределах откосной части насыпи в виде многослойного армирующего элемента (рис. 5.2.1). Такую конструкцию целесообразно сочетать с поверхностной защитой от размыва путем вывода свободных концов полотна на откос с последующим засевом их поверхности гидропосевом или устройством засыпки. Глубина закладки полотен в тело насыпи определяется расчетом в зависимости от необходимой степени обеспечения устойчивости.

Рис. 5.2.1. Поперечные разрезы земляного полотна с откосами, укрепленными геотекстилем:
а — армирование откоса; б — то же, и защитной поверхности откоса:
1 — покрытие; 2 — обочина; 3 — геотекстиль

Укрепление откосов высоких насыпей с заложением откосов от 1:2 до 1:3 нередко осуществляют с использованием сборных железобетонных элементов решетчатой конструкции. Работы по укреплению откосов производят в следующей технологической последовательности: подготовка откосов — планировка и уплотнение; устройство бетонного упора у подошвы откоса; монтаж железобетонных элементов решетчатой конструкции; заполнение клеток растительным грунтом с посевом трав (клетки могут быть заполнены также щебнем или гравием).

Монтаж решетчатой конструкции укрепления из сборных элементов осуществляют снизу вверх. Подачу деталей производят краном; места стыковки омоноличивают; грунт, гравий или щебень для заполнения ячеек подают также краном.

Решетчатая конструкция с диагональным расположением элементов разработана СоюздорНИИ для защиты откосов от эрозийных деформаций (показана на рис. 5.2.2.)

Рис. 5.2.2. Решетчатая конструкция с диагональным расположением элементов:
а — поперечный разрез укрепления насыпи; б — вид сбоку:
1 — продольный элемент; 2 — диагональный элемент

Кроме сборных решетчатых конструкций, для укрепления неподтопляемых откосов применяют укладку гравия или щебня слоем 10. 15 см. После распределения и разравнивания этого материала на откосе производят его уплотнение с помощью площадочных вибраторов или катков, монтируемых на тросах к экскаватору-драглайну.

Укрепление скальных откосов в выемках и полувыемках, подверженных естественному разрушению, выполняют методом пневмонабрызга бетоношприцмашиной. При этом способе на поверхность откоса с помощью сжатого воздуха распределяют известково-гипсовую, цементо-песчаную или цементобетонную смесь. Пневмонабрызг позволяет укладывать смесь без опалубки и не требует последующего уплотнения смеси. Толщина наносимого слоя различна.

— облегченные толщиной 25 мм;

— средние — 40. 60 мм;

— усиленные до 100 мм (с металлической сеткой);

— мощные толщиной более 100 мм с металлической сеткой и закреплением анкерами.

Читайте так же:
Клей пва плюс цемент

Технология работ включает: подготовительные работы; нанесение смеси на откос; уход за покрытием.

Подготовительные работы состоят из приготовления смеси и подготовки самого откоса. Поверхность откоса планируют и удаляют отдельные крупные включения. Если конструкция укрепления предусматривает применение металлической сетки (арматуры), то ее навешивают на откос и закрепляют анкерами. Перед нанесением смеси на откос его предварительно увлажняют. Рабочую смесь наносят на откос снизу вверх. Основное оборудование для пневмонабрызга монтируют на автомобильном прицепе. Уход за укрепленным откосом осуществляют путем его увлажнения.

На подтопляемых участках при возможности интенсивного размыва (например, на подходах к мостам, на поймах рек, вблизи озер, морей и крупных водохранилищ и др.) на откосах создают прочную неразмываемую облицовку из готовых сборных элементов — бетонных и железобетонных плит, монолитного железобетона. Применение этих способов укрепления возможно при крутизне откоса не более 1:2.

Бетонные плиты размером в плане 100´100 см и толщиной 16. 20 см (рис. 5.2.3) рекомендуется укладывать на откосы при возможной скорости течения воды до 3 м/с и высоте волны не более 0,7 м. Плиты укладывают горизонтальными рядами снизу вверх по откосу с перевязкой швов. У подошвы откоса устраивают бетонный упор из сборных элементов сечением 40´50 см. Под плитами устраивают гравийную или щебеночную прослойку толщиной 10. 20 см.

Рис. 5.2.3. Укрепление откоса подтопляемой насыпи бетонными плитами:
1 — бетонные плиты; 2 — слой щебня или гравия толщиной 10. 20 см; 3 — бетонный упор; 4 — каменная наброска; 5 — укрепление гравием, щебнем или посевом трав

На участках трассы с меньшей вероятностью подтопления и малой скоростью течения воды для укрепления откосов применяют плиты меньших размеров в плане 40´40. 60´60 см, толщиной 8. 10 см.

Для укрепления откосов постоянно или периодически подтопляемых насыпей при высоте волны до 1,0. 1,5 м применяют сборные железобетонные плиты размером в плане 3,0´2,5 м и толщиной 15. 20 см, армированные стальными сетками. Плиты укладывают на обратный фильтр, состоящий из трех слоев: песка (10 см); мелкого щебня или гравия (10 см) и крупного гравия или щебня (15 см). У подошвы откоса устраивают упорную призму из камня. Плиты соединяют стальными хомутами, надеваемыми по одному на каждую сторону плиты, на крюки, загибаемые на выпусках арматуры или путем сварки этих выпусков.

При большей высоте волны (до 3 м) откосы укрепляют сборными железобетонными плитами, омоноличенными по контуру с помощью железобетонных подкладок и стальных закладных деталей, или монолитными железобетонными плитами размерами в плане 5,0´5,0 до 10,0´10,0 м и толщиной от 15 до 30 см.

Монолитные плиты укладывают на подготовку из гравия или щебня толщиной 15 см. У подошвы откоса устраивают каменный или бетонный упор. Плиты армируют сетками. Бетонирование ведут сверху вниз горизонтальными рядами. Бетонную смесь к месту укладки подают автомобильным краном в бадьях с разгрузочными затворами. Для уплотнения бетона применяют виброрейки, площадочные и глубинные вибраторы.

В районах, где имеются местные дешевые каменные материалы, подтопляемые откосы от размыва можно защищать каменной наброской. Этот способ укрепления откосов широко распространен благодаря его простоте и возможности полной механизации работ по добыче камня в карьерах, его транспортированию и укладке в дело. Каменную наброску укладывают на подготовку, устраиваемую из местных песчано-гравийных материалов.

Размер камня, толщина наброски и подготовки под нее предусматриваются проектом в зависимости от скорости течения воды и высоты воды.

Способ укрепления подтопляемых откосов мощением камнем имеет в настоящее время ограниченное распространение из-за его трудоемкости. Этот способ применяют главным образом при выполнении ремонтных работ небольшого объема. Камни (обычно размером 15. 20 см) кладут снизу вверх по откосу горизонтальными рядами на слой мха, соломы или песка толщиной 5. 10 см. У подошвы откоса устраивают упорную берму шириной не менее 1,0 м из более крупного камня. Мощение должно быть настолько плотным, чтобы отдельные камни нельзя было вытащить рукой.

Как видно из вышеизложенного, конструкции укрепления подтопляемых откосов весьма разнообразны. В современных условиях применяют преимущественно такие, детали которых можно изготовить индустриальным методом и укладывать с применением машин.

Основными условиями, определяющими конструкцию укрепления подтопляемых насыпей, являются скорости течения воды, а также сила и направление волнения воды при ветре (табл. 5.2.1).

Конструкции укрепления откосов выбирают на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом природно-климатических факторов, наличия местных материалов и других условий.

Допустимые средние (неразмывающие) скорости воды при различных укреплениях грунта, м/с

Армирование бетона укрепление откосов

Железобетонные плиты для крепления верховых откосов плотин выполняют монолитной или сборной конструкции.

Плиты сборной конструкции, в свою очередь, могут быть с открытыми швами, через которые свободно проходит вода, в подготовку под плитами, и с закрытыми замоноличенными швами, в результате чего получают укрупненного размера плиты, называемые картами, между которыми оставляют деформационные швы.

Каждый из перечисленных видов покрытия имеет свои достоинства и недостатки, вытекающие из производственных и конструктивных условий.

Монолитные покрытия более надежны в эксплуатации, по стоимости они дешевле сборных, но в то же время более трудоемки и требуют удлиненных сроков выполнения. Плиты, уложенные на месте строительства, очень чувствительны к осадкам основания, поэтому откосы плотин для них должны быть достаточно хорошо уплотнены. Положительная сторона монолитных плит — плотное примыкание бетона к грунтовому основанию, при этом особые требования к планировке откосов здесь не предъявляются.

Монолитные плиты целесообразно применять при криволинейных очертаниях откосов, так как в этом случае легко получить непрерывность выпуклых или вогнутых поверхностей при любых радиусах закруглений и плавно перейти к прямолинейным участкам откосов.
Форма и размеры монолитных плит обычно имеют вид квадратов или прямоугольников с размерами сторон

от 10 до 20 м. Меньшие размеры принимают в том случае, если возможны значительные осадки откосов. Толщину плит определяют по расчету. Укладывают плиты на однослойную или многослойную подготовку, при этом по производственным условиям толщина слоя подготовки должна быть не меньше 7-10 см. При больших размерах плит подготовку иногда выполняют не по всей площади, а только в пределах швов, устраивая так называемые ленточные фильтры (рис. 63). Несплошная подготовка хотя и снижает затраты по ее устройству, но статические условия работы плиты ухудшаются. Следует также отметить, что ленточные (фильтры под плитами очень трудоемки при выполнении и требуют применения ручного труда. Сплошная же подготовка более равномерно распределяет давление на откос и, кроме того, является упругим основанием, улучшающим работу плиты на динамическую нагрузку от воздействия волн на откос. Между отдельными монолитными плитами устраивают деформационные швы (шириной 2-3 см), необходимые для температурных колебаний. Водонепроницаемости швов достигают за счет уплотнений из эластичного материала, способного деформироваться без нарушения прочности. Для уплотнения швов часто применяют деревянные (сосновые) доски, которые одновременно служат опалубкой при укладке бетона в плиты. Долговечность досок обеспечивается антисептированием и пропиткой их битумом.

Читайте так же:
Определение теплоты гидратации цемента


Рис. 63 Ленточный фильтр под железобетонными плитами:
а — продольный разрез; б — поперечный; 1 — железобетонная плита; 2 — доски толщиной 2 см, пропитанные креозотом; 3 — утрамбованный гравий или щебень толщиной слоя 10 см; 4 — бумажная прокладка (смоченные бумажные мешки из-под цемента); 5 — гравий или щебень крупный; 6 — то же, мелкий толщиной слоя 15 см; 7 — крупнозернистый песок толщиной слоя 10 см.

Пример устройства шва с деревянным уплотнением показан на рисунке 64, а.


Рис. 64 Уплотнение швов в монолитных плитах (размеры в см):
а — жесткое уплотнение; б — гибкое уплотнение; 1 — арматура нижней сетки; 2 — просмоленные доски толщиной 3 см; 3 — битумные маты толщиной 1 см; 4 — железобетонная плита; 5 — бетонная подготовка: 6 — железобетонная балка толщиной 8 см; 7 — резиновое уплотнение

Под стыком двух плит здесь уложена железобетонная подкладка, покрытая сверху и сбоку битумным матом толщиной 1 см. Для уплотнения швов применяется также и резиновая лента специального профиля (рис. 64,б), закладываемая в процессе бетонирования в торцы плит, примерно посредине их высоты. В угловых пересечениях плит этой конструкции должны быть предусмотрены резиновые фасонные косынки, концы которых склеиваются с профилированной лентой. Пригодны для уплотнения швов и асфальтовые мастики. Битум в чистом виде применять не рекомендуется из-за подвижности при обычных положительных, температурах и растрескивания при отрицательных.

В связи с общей тенденцией в строительстве к переходу на сборные конструкции, преимущество которых совершенно очевидно, нет никаких оснований придерживаться устаревшей технологии и в покрытиях откосов монолитными плитами. Весь производственный цикл при этом методе происходит на строительной площадке, в то время как она должна быть только местом монтажных работ.

Практика последних лет, когда все чаще стали применять сборные плиты в покрытиях откосов земляных сооружений, подтверждает целесообразность отказа от монолитного бетона. Отдельные случаи разрушения покрытий откосов из сборных железобетонных плит говорят не о недостатках этого способа, а о несовершенстве применяемых конструкций, нарушении технологического процесса укладки плит и в некоторых случаях неполного учета факторов, от которых зависит прочность покрытий.

Наряду с повышением культуры строительного производства и переходом к поточной системе ведения работ, свойственных всякому сборному строительству, покрытие из железобетона обладает следующими достоинствами:

1) повышенным качеством плит при заводском изготовлении по сравнению с плитами, выполняемыми на месте;

2)созданием условий для полной индустриализации работ, сокращением сроков строительства и доступностью укладки плит на откосы в любое время года;
3) возможностью иметь большие осадки основания, а следовательно, и начинать работы по покрытиям откосов одновременно с укладкой грунта в тело плотины.

Вместе с тем следует отметить, что при покрытии откосов из сборных железобетонных плит необходимо тщательно выполнять планировку откосов для обеспечения плотного контакта между постелью плиты и основанием; нужно иметь передвижное крановое оборудование и предусматривать для него стоянки на откосах.

К недостаткам можно отнести несколько большую толщину плит, не омоноличенных по контуру, по сравнению с монолитными плитами; выполнение сплошной подготовки под плитами с тщательной планировкой; трудоемкость и продолжительность выполнения работ, связанных с замоноличиванием швов.

Размеры сборных железобетонных плит назначают из условия транспортировки и мощности кранового оборудования, применяемого при укладке плит. Наиболее ходовые размеры сборных плит, учитывая опыт их применения, от 1,5х1,5 до 3х3 м. Если плиты не квадратные, то больший размер располагают перпендикулярно урезу воды.

Сборные плиты армируют двумя рядами сеток, располагая их в нижней и в верхней частях плиты. Наличие двух сеток вызвано тем, что возможны знакопеременные нагрузки, момент от которых должна воспринимать та или иная арматура. В плитах небольшой толщины, до 10 см, укладывается одна сетка посредине плиты. Толщину плит и процент их армирования определяют на основе расчета.

Покрытие откосов сборными плитами с открытыми швами без соединения их между собой в настоящее время применяют редко. Такой способ укладки плит явился первым этапом в освоении сборных железобетонных плит при укреплении откосов.

На ряде гидротехнических объектов нашей страны был осуществлен переход к сборным плитам с шарнирным соединением, и опыт эксплуатации таких покрытий показал удовлетворительную их работу. Связь между плитами дается в середине каждой стороны плиты или выполняют в угловых пересечениях. Варианты конструктивного решения шарнирного соединения посредине и в углах плит приведены на рисунке 65.


Рис. 65 Шарнирное соединение сборных железобетонных плит:
а и б — посредине сторон плит; в — по углам плит; 1 — шарнирный хомут; 2 — отверстия, заливаемые асфальтом

За последнее время большое признание получило укрепление откосов сборными плитами, замоноличенными по контуру в карты. Размер карт принимается примерно такой же, как и при монолитном бетонировании. Швы между плитами, подлежащие замоноличиванию, имеют сравнительно большую ширину, в пределах которой происходит стыкование арматурных выпусков.


Рис. 66 Замоноличенный шов:
1 — железобетонная плита; 2 — заполнение бетоном; 3 — сварка; 4 — рабочая арматура; 5 — сварка или обмотка вязальной проволокой; 6 — прокладка из рубероида.

После укладки плит выступающие арматурные концы сваривают (рис. 66), а шов заполняют бетоном. Рекомендуется вставлять в швы металлические каркасы, которые придают большую жесткость покрытию. Между картами устраивают деформационные швы, позволяющие воспринимать деформации от температурных колебаний.

Приведенные конструкции покрытий откосов земляных плотин сборными железобетонными плитами отражают только часть большой работы, которая проводится рядом проектных и научно-исследовательских организаций.

Большие замоноличенные сборные плиты наряду с достоинствами имеют тот недостаток, что снятие противодавления в них затруднено. Учитывая это, были разработаны конструкции сквозных плит, в которых есть отверстия той или иной формы.

На рисунке 67, а, б показаны сквозные плиты, имеющие в одном случае прямоугольные, а во втором — круглые отверстия. Швы в этом случае оставляют открытыми, а плиты соединяют хомутами или проволочными скрутками, пропущенными в соседние отверстия по стыку примерно посредине плит. Покрытия со сквозными отверстиями укладывают на сплошном обратном фильтре, фракции которого подбирают из условия недопущения выноса наиболее крупных составляющих через швы и отверстия.


Рис. 67. Сборные железобетонные сквозные плиты:
а — с прямоугольными отверстиями; б — с круглыми отверстиями; в — с широкими прорезями; г — с узкими прорезями

Вместо круглых прямоугольных отверстий в сборных плитах можно выполнить широкие или узкие прорези (рис. 67, в, г). Здесь крупную фракцию фильтровой подготовки уменьшают и подбирают в зависимости от ширины прорези. Диагональное или наклоннее расположение щелей в плитах создает более благоприятные условия для отвода воды из фильтровой подготовки, отсюда уменьшается противодавление, а следовательно, и толщина плиты.

Железобетонные плиты рассчитывают на устойчивость и прочность. По первому условию определяют при заданных плановых размерах толщину плиты, при которой собственный вес ее должен противостоять выпирающему усилию от противодавления. По второму условию плита должна противостоять воздействию волны, когда она обрушивается на откос.

Для расчета плит на устойчивость есть ряд формул, полученных на основе экспериментальных исследований.

Читайте так же:
Песчано известковая цементная смесь

1. Формула П. А. Шанкина:

где k — коэффициент, зависящий от проницаемости покрытия; при открытых швах между плитами в верхней части откоса и закрытых швах ниже уровня воды значение коэффициента k принимают равным 0,11; при открытых швах по всему откосу k = 0,075.
Формула применима при соблюдении условий ; ; , а также при наличии под покрытием сплошной фильтровой подготовки. Вместе c тем П. А. Шанкин указывает на возможность применения своей формулы и для случая, когда под покрытием уложен ленточный фильтр.

2. Формула Е. В. Куриловича

Формула дает толщину плиты при равновесном состоянии. Автор считает нецелесообразным вводить коэффициент запаса, учитывая увеличение устойчивости плит за счет защемления их друг другом и пропуска арматуры из одной плиты в другую. Однако Н. Н. Джунковский отмечает, что более осторожным и нецелесообразным было бы вводить коэффициент запаса порядка 1,3.

При больших значениях В выражение в формуле (101) мало будет отличаться от выражения
, поэтому нормами СН 288-64 рекомендуется
к применению видоизмененная формула Е. В. Куриловича с введением в нее коэффициента запаса :

где — для монолитных плит равен 1, а для сборных плит — 1,1.
3. Формула М. И. Лупинского:

где — коэффициент запаса, рекомендуемый автором, равен 1,25-1,50.

Формула (103) применима для плит небольших размеров со сплошой фильтровой подготовкой.

4. Формула П. К. Божича:

В приведенных формулах приняты следующее обозначения:

В — плановый размер плиты, измеряемый нормально к урезу воды, м;
— объемный вес плиты, т/м 3 ;
h и — высота и длина ветровой волны, м.

Сопоставление толщины плит, вычисленной по приведенным формулам при одних и тех же исходных данных, дает разнообразные результаты: крайние значения отличаются более чем в три раза. Это заставляет с осторожностью подходить к выбору той или иной формулы, так как в одном случае из-за недостаточного размера плиты может последовать деформация покрытия, а в другом случае получится неоправданный перерасход материала.

Из числа приведенных формул к практическому использованию можно рекомендовать формулу Е. В. Куриловича, которая наиболее правильно оценивает факторы, зависящие от устойчивости покрытия.

Формулу П. А. Шанкина, рекомендуемую многими ведомственными техническими условиями, тоже применяют, но она по сравнению с формулой Е. В. Куриловича дает заниженные значения толщин плит больших размеров и несколько увеличенные для плит малых размеров при крутых откосах.

По формуле М. И. Лупинского, толщины плит, во всех случаях получаются значительно заниженными по сравнению с другими формулами. Кроме того, формула М. И. Лупинского имеет конструктивный недостаток, в ней не выдержана размерность. К практическому использованию эта формула рекомендована быть не может.

Формулу П. К. Божича следует, рассматривать как первую попытку учета противодавления при определении толщины покрытия. Поскольку формула учитывает только один фактор, влияющий на толщину плиты, — высоту волны, вычисленные размеры плиты по этой формуле при заданном h получаются постоянными, что не отвечает физической сущности рассматриваемого явления, таким образом применение этой формулы ограничено.

Плиту, толщина которой определена на устойчивость по рекомендуемым формулам, затем рассчитывают на прочность с учетом следующих силовых воздействий: волнового, давления, противодавления, гидростатического давления. При одновременном действии всех этих сил и наиболее невыгодном сочетании их строят суммарную эпюру нагрузок, по ней определяют моменты и подбирают сечение арматуры. Рассчитывают такие плиты, как балки на упругом основании, по методике, разработанной Горбуновым-Посадовым. Кроме того, сборные плиты проверяют на монтажную нагрузку с учетом коэффициента динамичности, который может бытьравным 1,5. Следует иметь в виду, что для крупных сборных плит решающим оказывается расчет на монтажную нагрузку, в соответствии с чем и производится подбор арматуры.

Склон века или укрепляем откосы like a boss!

Склон века или укрепляем откосы like a boss!

Существует несколько методов усиления склонов и откосов. Выбор самого оптимального зависит от множества факторов: крутизны склона (т.е. угла наклона), наличия и количества подземных вод, состава и структуры грунта, наличия водоема у подножия склона, вероятности осыпаний, оползней, подмывов и т.д.

Первым делом обращаем внимание на угол наклона. Если он не превышает 8%, то можно обойтись высадкой растений: кустарников, деревьев, трав, которые своими корнями будут способствовать упрочнению почвы в вертикальном и горизонтальном направлениях. Если же, по каким-либо причинам, растения высадить не удается, прибегают к закапыванию в верхние слои грунта камней, бетонных блоков или бревен, которые к тому же могут стать неплохим украшением для Вашего участка.

Рассмотрим подробнее эти 2 способa.

Высадка растений
Лучше всего для повышения прочности склона подходят растения, имеющие хорошо развитую корневую систему (например, можжевельник), относящиеся к так называемым почвопокровным видам. Также, в зависимости от участка и поставленных целей, следует рассмотреть такие многолетние растения как кедр, облепиха, боярышник, древовидный пион, снежноягодник, уксусное дерево, сосна, рябинник, айва, хеномелес, ежевика, шиповник, дейция, сирень. Кроме утилитарности, следует обратить внимание и на декоративную составляющую, ведь растения, особенно цветы, могут служить отличным украшением участка.

Армирование откосов
Что же делать, если угол наклона не позволяет применять традиционные способы? К сожалению, тут придется прибегнуть к более затратным способам – армированию и использованию специальных конструкций, к коим относятся:

  • Геотекстиль.
  • Геоматы.
  • Габионные конструкции.
  • Газонные решетки.
  • Геосетки.

Армировать склоны можно путем возведения подпорных стенок или заборов из известняка, бетонных плит, камня или кирпича. Благодаря своей долговечности такие укрепления прекрасно противостоят эрозии почвы и не препятствуют росту растений. Подобные сооружения могут послужить хорошим украшением приусадебного участка, если в качестве элементов декора использовать декоративные лестницы, цветники либо создать композицию из фонарей. Прежде чем возводить подобные сооружения, убедитесь, что почва под ними достаточно прочная для выбранной высоты забора, которая, кстати, должна быть не менее 1 м. Толщина стены должна быть не менее 1/3 от высоты. Не забудьте и об отводе дождевых и подземных вод, обеспечив надежную дренажную систему.

Иногда целесообразнее использовать камни. Для этого их вкапывают перпендикулярно линии наклона с учетом типа и состояния грунта. Также для фиксации камней используют цемент. Камни, конечно же, следует подбирать приблизительно одинакового размера и формы, чтобы они гармонично вписывались в общий пейзаж.

Укрепление откосов георешеткой

Укрепление откосов георешеткой

Для того чтобы надежно укреплять откосы, необходимо точно выполнить технологию укладки георешетки. Укреплять откос на неровных поверхностях с помощью объемной георешетки можно не только с целью защиты от осыпаний и размытей почвы, но также несет декоративный характер.

Чтобы определиться со способом укрепления, необходимо учесть некоторые факторы: угол наклона, характерную особенность почвы, наличие грунтовых вод, вероятность размытия и сползания грунта.

Объемная георешетка представляет собой армирующее покрытие в виде пчелиных сот. Размер ячейки может колебаться от 200 до 400 мм. Решетка производится из перфорированной ленты, что улучшает дренажные свойства почвы. При монтаже георешетку закрепляют анкерами, их длина составляет от 50 до 120см и выбирается от типа грунта и угла наклона.

До того как производить укладку георешетки, надо подготовить и выровнять поверхность. Монтаж решетки выполняется на выровненной и предварительно уплотненной поверхности, без ям и выпуклостей. В случае если влага грунта повышенна, применять георешетку можно только после проведения дренажных работ.

Читайте так же:
Затирка цементным раствором расценка смета

Для более прочной конструкции необходимо под георешетку подкладывать слой геотекстиля, который в свою очередь выполняет разделительную функцию и задерживает наполнитель в ячейках.

Укрепление откосов наклоном 30-45 о

Если угол откоса составляет 30-45, то применяется георешетка с высотой ребра 150 мм. Укладываются модули геоячейки на слой геотекстиля и фиксируются стальными анкерами длиной от 70 до 110см, в зависимости от типа почвы. После того, как уложили весь материал, следует основательно заполнять ячейки георешетки. В роли наполнителя ячеек можно использовать:

  • глина;
  • суглинок;
  • супесь;
  • грунт (не уплотненный);
  • песок;
  • гравий.

Укрепление откосов наклоном 45-60 о

Если угол наклона 45-60, применяется георешетка, которая устанавливается, как подпорная стенка, высота ребра ячейки достигает 200 мм. Перед монтажем георешетки, рекомендуется под самый низ откоса положить иглопробивной геотекстиль плотностью 200-300 г/м2 и закрепить Г-образными анкерами длиной от 90 до 120см по всей площади модуля. После проведения всех монтажных работ, необходимо засыпать ячейки следующими наполнителями:

  • глина;
  • суглинок;
  • супесь;
  • грунт (уплотненный);
  • гравий.

Засыпка ячеек может происходить как ручным способом, так и с помощью разной техники. Если использовать растительный грунт, то наполнение ячеек происходит на 25-45мм выше ребер, затем грунт утрамбовывают. Данный принцип применяется и при наполнении ячеек зернистыми сыпучими материалами.

Укрепление откосов методом пневмонабрызга

Накопленный к настоящему времени отечественный и зарубежный опыт в области гидро- и транспортного строительства свидетельствует о том, что для укрепления откосов земляного полотна автодорог можно эффективно использовать метод пневмонабрызга. Основные трудности, которые возникают при его применении, связаны с технологией укладки материала на наклонной поверхности и его уплотнением.

Для этого способа характерно самоуплотнение бетонных, цементогрунтовых или комплексных смесей под интенсивным действием инерционных сил, а также совмещение в едином производственном комплексе процессов транспортирования, нанесения и уплотнения при полной механизации всех технологических операций. Бетонирование набрызгом производится с помощью специальных машин (бетон-шприцмашин) и механизмов. Нанесение материала на откосы земляного полотна производится методом набрызга, или торкретирования.

К настоящему времени сформировались два понятия; торкретбетон и набрызгбетон. Материал при крупности заполнителя до 8 мм принято называть торкретбетоном, а при более крупном заполнителе (до 20. 25 мм) — набрызгбетоном. Торкретбетон отличается более высоким содержанием цемента и на практике используется для создания жестких гидроизоляционных покрытий, декоративных элементов и изготовления тонкостенных покрытий и оболочек. Процесс нанесения набрызгбетона является дальнейшим развитием способа торкретирования, которое с технологической точки зрения разделяется на «сухое» и «мокрое» торкретирование.

При «сухом» способе неувлажненная смесь (естественной влажности до 8 %) вводится в машину и посредством сжатого воздуха транспортируется по шлангу к распылительному соплу, к которому под давлением подводится вода для затворения. Таким образом, сухая смесь увлажняется только непосредственно перед ее вылетом из сопла и в виде пластичного бетона наносится на рабочую поверхность.

При «мокром» способе вода для затворения вводится заранее в исходную смесь перед загрузкой ее в машину. Готовая цементогрунтовая или бетонная смесь транспортируется по трубопроводам посредством сжатого воздуха или насосов.

Преимущества «сухого» метода заключаются в более экономичном и надежном машинном оборудовании, возможности транспортирования сухой смеси на большие расстояния, получении материала с более высокими прочностными свойствами, удобной технологии введения в смесь добавок для ускорения схватывания и твердения.

Преимуществами «мокрого» способа нанесения смеси на поверхность являются отсутствие пылеобразования и более низкие потери исходной смеси за счет отскакивания набрызгиваемого материала.

Набрызгбетон наносится на предварительно подготовленную поверхность, которая может представлять собой скальное или грунтовое основание, кирпичную или каменную кладку, бетон. Для защиты склонов скальных трещиноватых выемок от выветривания применяют облицовку толщиной 2. 3 CM путем нанесения слоя торкретбетона на специальные арматурные сетки, что позволяет отказаться от устройства защитных стенок, крытых галерей и других сложных инженерных сооружений. При этом затраты снижаются на 30. 40 %, что свидетельствует о реальных перспективах использования метода пневматического набрызга для создания различных конструктивных типов зашиты откосов земляных сооружений от процессов выветривания и размывов атмосферными осадками.

При необходимости можно изменять свойства набрызгбетона путем введения специальных составов или добавок. Для создания изоляционных покрытий в сухую смесь вводят керамзит или пенопласт в виде шариков, что позволяет снизить удельную массу материала и повысить его теплоизоляционные характеристики. Можно также армировать набрызгбетон металлическими или синтетическими фибрами (стержнями), рубленым базальтовым или стекловолокном.

Для «сухого» способа нанесения набрызгбетона в основном применяются три типа машин; камерные, шнековые, роторные. Все эти машины используют сжатый воздух в качестве транспортного средства, под действием которого бетонная или песчано-цементная смесь в сухом виде с заполнителем или без него поступает в специальный шланг. На одну массовую часть воздуха приходится в зависимости от диаметра шланга от 4 до 25 массовых частей сухой смеси. На конце шланга расположено сопло, в котором смесь увлажняется. При подаче смеси к месту укладки сопло должно находиться на расстоянии около 1 M от грунтовой поверхности. Распределение увлажненной смеси под большим давлением (со скоростью 100. 200 м/с и более) позволяет получить плотный материал с повышенными (по сравнению с обычным виброуплотненным бетоном или цементогрунтом) показателями прочности, воздухопроницаемости, сцепления с поверхностью цеменогрунта и т.д. Этим способом можно устраивать покрытия толщиной около 40. 50 мм и наносить слои как с мелким, так и с более крупным (до 25 мм) заполнителем.

Для пневмонабрызга выпускают однокамерные и двухкамерные машины. Однокамерные машины — это машины цикличного действия, которые после переработки определенного объема материала необходимо останавливать для загрузки их очередной порцией сухой смеси. Такие машины отличаются простотой конструкции, надежностью в работе и простотой обслуживания.

Двухкамерные машины рассчитаны на непрерывную работу, HO могут использоваться и в режиме цикличности. Это наиболее старый тип машин, изобретенный Карлом Эйкли еще в 1907 г., которые успешно работают в настоящее время.

Шнековые машины непрерывного действия отличаются небольшими размерами. Сущность их работы заключается в том, что машина загружается сухой смесью из открытой приемной воронки и при помощи шнека подает сухую смесь в нагнетательную камеру, откуда она с помощью сжатого воздуха поступает в материальный шланг и сопло. Такая конструкция машин позволяет непрерывно наносить набрызгбетон, обеспечивая стабильность технологических параметров и тем самым высокое качество материала. Такие машины выпускает известная швейцарская фирма «Алива».

Машины роторного типа являются наиболее совершенными машинами непрерывного действия. Особенностью их является то, что сухая смесь через открытую загрузочную воронку с помощью ротора с вертикальной осью вращения загружается в цилиндрические ячейки и равномерно поступает в материальной шланг и затем под действием сжатого воздуха — в сопло. Преимуществом таких машин является их универсальность, позволяющая работать на заполнителях различной крупности и переходить в течение нескольких минут с «мокрого» способа на «сухой». К универсальным относятся отечественные машины БМ-68, БМ-70, швейцарские «Алива-280. Универсал».

Читайте так же:
Марка цемента для раствора м200

Специально выпускаемые машины для «мокрого» способа отличаются между собой в основном способами подачи бетонной смеси в транспортирующий трубопровод (шланг). Подача бетонной смеси осуществляется с помощью поршневых, роторных или червячных насосов, которые непрерывно перемещают исходную смесь в сопло, куда дополнительно подводится сжатый воздух для увеличения скорости вылета набрызгиваемого материала. По этому принципу работают машины фирм «Челендж» (США), «Монтанбюро» (ФРГ).

Особенностью набрызгбетонирования является способность к саморегулированию водоцементного отношения. Независимо от того, как наносится набрызгбетон (вручную или специальным механизмом), он потребляет только такое количество воды, которое требуется для обеспечения его сцепления с бетонируемой поверхностью. Если воды подается больше или меньше оптимального отношения, то набрызгбетон просто не удержится на бетонируемой поверхности.

Преимущество способа пневматического набрызга заключается не только в удачном объединении процессов транспортирования и уплотнения смеси на поверхности грунтовых откосов, но и в создании прочной и долговечной облицовки толщиной до 6 см.

В нашей стране был создан комплект машин для поточной облицовки каналов малого сечения торкретбетоном с производительностью до 860 м2 в смену.

Важное значение имеют вопросы получения материала с заранее заданными свойствами на основе как минеральных, так и органических вяжущих с применением для сухих смесей супесчаных и суглинистых грунтов (табл. 7.1). В качестве грунтовых составляющих может использоваться песок мелкозернистой, супесь легкая и тяжелая, суглинок легкий и средний, отсевы камнедробления.

Анализ процессов, протекающих в конце сопла, показывает, что качество рабочей смеси, в первую очередь, зависит от скорости воздушной струи, обеспечивающей дробление воды на капли, смешение их с воздухом и коагуляцию капель мелких частиц твердой и жидкой фаз в условиях интенсивной турбулентности воздушного потока.

Зависимость прочности цементогрунта от скорости воздушной струи в дозвуковой области приближенно следует гиперболическому закону (рис. 7.2).

Возможность компоновки набрызгбетон машин с транспортными, загрузочными устройствами и вспомогательным оборудованием в единый агрегат позволяет увеличить производительность и улучшить качество работ, повысить уровень механизации, снизить трудозатраты и себестоимость. В настоящее время разработаны и используются специальные манипуляторы. Манипулятор состоит из поворачивающегося во все стороны рукава (хобота), на котором закреплено сопло. Фирмой «Эймко» для нанесения набрызгбетона разработан выдвижной манипулятор, позволяющий дистационно осуществлять поворот сопла, а также вращение и подъем стрелы манипулятора в радиусе 4,5 м.

Если набрызгбетон наносится на слабые размокаемые породы, то для предотвращения оседания и разрушения основания предварительно уплотняют откосы с помощью катков и трамбовок. В этом случае для обеспечения лучшего контакта набрызгбетона со слабой породой целесообразно основание предварительно смачивать 50%-ным раствором жидкого стекла, что увеличивает сцепление и укрепляет поверхность откосов. Если приходится бетонировать армированные поверхности, то необходимо иметь арматурную сетку с ячейками размером не менее 100х100 мм при наибольшем диаметре проволоки 6 мм и она должна отстоять от поверхности не менее чем на 20 мм.

Если набрызгбетон наносится на поверхность с отрицательной температурой, то предварительно ее очищают от кусков льда, продувают сжатым воздухом. Чтобы не образовывался на поверхности слой льда, ее не следует промывать обыкновенной водой, в крайнем случае необходимо пользоваться водой с антиморозными добавками или антифризами.

Основными технологическими параметрами, наиболее существенно влияющими на физико-механические свойства набрызгбетона, являются: водоцементное отношение, давление воздуха в машине, скорость вылета материала, расстояние и угол наклона сопла к грунтовой поверхности.

Большое значение для получения качественного покрытия из набрызгбетона и уменьшения количества отскакиваемого материала имеет расстояние между соплом и бетонируемой поверхностью. Если это расстояние слишком мало, то на поверхности вообще не может создаваться никакого слоя набрызгбетона, так как он будет непрерывно разрушаться струей и отбрасываться в сторону. Если расстояние до укрепляемой поверхности более 120 см, то это отрицательно сказывается на прочности набрызгбетона, его сцеплении и количестве отскока.

Оптимальное расстояние между соплом и бетонируемой поверхностью — 100. 120 CM, а давление воздуха на выходе — 0,10. 0,13 МПа. Эти парамефы обеспечивают скорость вылета материала 50. 60 м/с. Наибольшая прочность набрызгбетона и наименьший отскок получаются, когда ось сопла располагается перпендикулярно поверхности.

Набрызгбетон после нанесения нуждается в определенном уходе. Очень важно предохранить его от замораживания, высыхания, различных сотрясений, а также от механических и химических воздействий, особенно в период схватывания и твердения (не менее 6 ч) при использовании добавок-ускорителей или специальных быстро-твердеющих цементов, а в случае применения обычных цементов без добавок-ускорителей — 3 сут.

После нанесения (через 10. 12 ч) покрытие из набрызгбетона обычно увлажняют распыленной струей воды несколько раз в сутки (в зависимости от влажности воздуха один или два раза). Когда температура воздуха ниже 5 °С, увлажнять набрызгбетон не следует. В этом случае, а также когда при высокой температуре воздуха нет возможности обеспечить увлажнение водой, поверхность набрызгбетона от высыхания можно предохранить путем покрытия бетонной поверхности лаком (этиноль) или устройством предохранительной завесы (смоченная ткань, циновки и т.д.), что создает высокую влажность воздуха.

При ведении набрызгбетонных работ на открытом воздухе надо предусматривать мероприятия по защите свежего, еще не схватившегося слоя от сильного дождя во избежание его размывания и повреждения, а также от сухого воздуха, ветра и активного солнечного излучения. Для этого чаще всего используют различные пленки или покрытия из брезента или плотной ткани, смоченные водой. Лучше всего — обеспечить набор прочности набрызгбетона в условиях 100%-ной влажности среды в течение первых 3. 7 сут.

При нанесении покрытий из набрызгбетона возможны различные их повреждения и дефекты, которые в основном носят или конструкционный, или технологический характер. В первом случае повреждения имеют вид трещин, сколов, растрескиваний. Такие дефекты чаще всего возникают в результате очень тонких слоев набрызгбетона или недостаточной степени армирования, несоответствия толщины набрызгбетонного покрытия воспринимаемым нагрузкам или их функциональному назначению (например, статический расчет, не учитывающий возможные динамические воздействия).

Технологические дефекты могут быть самые разнообразные и в основном возникают в результате плохой подготовки основания (грязная поверхность, плохой водоотвод, возможность промерзания и др.), неправильного подбора состава смеси и низкого качества ее компонентов (старый слежавшийся цемент, потерявший свою активность, загрязненность инертных заполнителей, избыточное количество добавок — ускорителей схватывания и твердения и др.).

Однако больше всего дефектов возникает из-за низкой квалификации и недобросовестности исполнителя (рабочего-сопловщика), который не соблюдает необходимые технологические параметры при нанесении набрызгбетона. В этом случае чаше всего нарушается структура набрызгбетона (сильная рыхлость, расслоение, пористость), резко увеличивается отскок. При армировании покрытия в местах пересечения арматуры возникают пустоты, наблюдается появление ржавых полос или пятен, что свидетельствует о недостаточном слое набрызгбетона над арматурой. Часто из-за плохо выполненного дренажа подземных вод на поверхности набрызгбетона возникают белые потеки (высолы), а зимой — обледенения, вздутия и трещины. При неправильном управлении соплом и неравномерной подаче воды на поверхности набрызгбетона возникают сухие или мокрые пятна.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector