сотрудник с 01.01.2000 по настоящее время
Пенза, Пензенская область, Россия
сотрудник с 01.01.2000 по настоящее время
Пенза, Пензенская область, Россия
студент
Пенза, Пензенская область, Россия
студент
Пенза, Пензенская область, Россия
УДК 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы
ГРНТИ 67.01 Общие вопросы строительства
ГРНТИ 67.21 Инженерные изыскания в строительстве
ОКСО 08.04.01 Строительство
ОКСО 08.02.02 Строительство и эксплуатация инженерных сооружений
ОКСО 08.02.05 Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов
ББК 38 Строительство
ББК 308 Монтаж, эксплуатация, ремонт машин и промышленного оборудования
BISAC ARC024000 Buildings / General
Проведена оценка геологического строения, гидрогеологических условий и определены основные показатели инженерно-геологических свойств грунтов основания на участке строительства автомобильной дороги федерального значения. Проектируемый участок автомобильной дороги пересекает существующие полевые дороги. Для пропуска полевых дорог необходимо устройство искусственного сооружения. Выполнено технико–экономическое обоснование трех вариантов устройства железобетонной водопропускной трубы, однопролётного путепровода и двухпролетного путепровода тоннельного типа. Проанализированы достоинства и недостатки каждого из рассмотренных вариантов сооружений. В качестве рекомендованного варианта предусмотрено устройство монолитной железобетонной трубы. Даны соответствующие выводы и рекомендации.
инженерные сооружения, технико-экономическое сравнение, водопропускная труба
Целью при строительстве участка федеральной трассы явилась разработка оптимально обоснованных в экономическом, технологическом и конструктивном плане решений. Рассматриваемый участок автомобильной дороги пересекает существующие полевые дороги. Для пропуска полевых дорог устраивается искусственное сооружение в створе с полевой дорогой направления от села Сушки и других близлежащих населенных пунктов к железнодорожной платформе
Участок строительства расположен в междуречье рек Прони и Пары (северной части Окско-Донской низменной равнины), в центральной части Русской равнины. В геоморфологическом плане проектируемый участок автодороги в целом расположен в пределах возвышенной поверхности с чередованием междуречных морено-лессовых плато и долинных понижений.
Автодорога проходит по эрозионно-аккумулятивной полого-наклонной поверхности второй, третьей и четвертой надпойменных террас р. Проня, расчлененной густой сетью мелких постоянных и временных водотоков.
Геологическое строение рассматриваемой территории характеризуется развитием современных техногенных и осадочных четвертичных отложений (табл.1) [1].
Таблица 1
Инженерно-геологические условия участка строительства трассы
|
№ п/п |
Геологи ческий индекс |
Наименование |
Мощность, м |
|
1 |
t QIV |
Техногенные отложения (асфальтобетон, бетонная плита, щебень, песок) |
2,0 |
|
2 |
vd QIV |
почвенно-растительный слой, преимущественно супесчаный, местами суглинистый |
0,3 |
|
3 |
а QIV |
разнозернистые, местами глинистые пески с линзами суглинков и содержанием гравия до 3% |
1,1÷2,0 |
|
4 |
L,ep QII-III |
пылеватые суглинки с тонкими линзами песков |
0,4÷1,1 |
|
5 |
al-l QII-III |
песчанистые суглинки и разнозернистые пески, с содержанием гравия до 1% |
5,8 |
|
6 |
a, f, lg QII |
разнозернистые пески и песчанистые суглинки, с содержанием гравия до 1%. |
2,5÷4,8 |
|
7 |
f, lg QII |
разнозернистые пески и песчанистые суглинки, с содержанием гравия до 2%. |
6,0 |
|
8 |
a, f QI-II |
песчанистые суглинки и разнозернистые слабоглинистые пески, с содержанием гравия до 2-3%. |
11,0 |
|
9 |
К1 |
алевриты с включениями фосфоритов, гальки и гравия песчаников. |
1,0÷3,0 местами до 8,0 |
|
10 |
J3 |
пылеватые глины с остатками флоры и фауны. |
вскрытая мощность более |
Подземные воды на участке изысканий вскрыты отдельными скважинами на глубинах 0,6-6,4 м от поверхности земли. Подъем уровня подземных вод связан с инфильтрацией атмосферных осадков в период интенсивного снеготаянья и в период прохождения ливневых осадков лета и осени, может достигать 0,5 м. Подземные воды, в основном обладают гидрокарбонатным кальциевым составом, кислой и щелочной реакцией и являются преимущественно умеренно жесткими и жесткими, местами слабоагрессивны по отношению к бетону, в открытом водоеме и для напорных сооружений, слабоагрессивны к арматуре железобетонных конструкций при периодическом смачивании и среднеагрессивны к металлическим конструкциям.
На участке изысканий нормативная глубина промерзания для песчаных грунтов составляет 1,59 м, а для глинистых грунтов – 1,30 м. Согласно норм расчетная глубина промерзания песчаных грунтов не превышает 1,74 м, а глинистых – 1,43 м. Глубина заложения фундаментов инженерных сооружений должна быть не менее расчетной глубины промерзания грунтов.
Сравнение вариантов решения
Вариант №1.
В качестве рекомендованного варианта предусмотрено устройство монолитной железобетонной трубы, длиной 46,2 м. Согласно [2, 3] габарит принят 6,0х4,5 м в свету. Ось проектируемого сооружения расположена под углом 90° к оси проектируемой автодороги технической категории IB. Труба запроектирована под нагрузку Н14, изготовляется из тяжелого бетона класса В30, F300, W6.
Фундамент трубы принят на естественном основании. Несущим слоем является супесь. Фундаментная плита из монолитного бетона класса B25, F300, W6 толщиной 0,4 м устраивается на уплотненной щебеночной подушке толщиной 1,0 м. Дно котлована уплотняется тяжелыми катками.
На входе и выходе из трубы устраиваются монолитные железобетонные оголовки. Оголовки изготовляются из тяжелого бетона класса В30, F300, W6. Оголовок состоит из монолитной портальной стенки и открылков. Открылки расположены под углом в 200 относительно продольной оси сооружения.
В трубе устраивается ездовое полотно. Полотно состоит из двухслойного асфальтобетонного покрытия толщиной 70 мм, защитного слоя толщиной 40-80 мм и гидроизоляции оклеечного типа толщиной 5,5 мм. Отвод воды из трубы осуществляется за счет поперечного двухскатного уклона величиной 20%o и продольного уклона величиной 5%o. По бортам вдоль трубы утраиваются штрабы с заполнением битумной мастикой.
Поверхности трубы, соприкасающиеся с грунтом, покрываются двухслойной битумной гидроизоляцией оклеечного типа. Поверх гидроизоляции устанавливают защитные стенки из асбестоцементных плит [4]. На перекрытии устраивается защитный слой толщиной 6 см из бетона B25,F300,W6. Фундаменты и оголовки трубы, соприкасающиеся с грунтом, покрываются битумной мастикой за два раза. Видимые поверхности трубы и оголовков покрываются краской ПХВ в два слоя.
С целью обеспечения сохранности конструкции и изоляции трубы, производится засыпка ее грунтом на высоту 0,5 м над верхом трубы сразу после окончания ее сооружения. Засыпка производится песчано-гравийной смесью одновременно с обеих сторон слоями толщиной 15-20 см с тщательным послойным уплотнением. Уклон конуса засыпки должен быть не круче 1:5.
Укрепления трубы запроектированы применительно типовому проекту [5]. Укрепление откосов насыпи на входе и выходе трубы выполнено из монолитного бетона класса B20, F200, W6 толщиной 8 см по слою щебня 10 см. Согласно [3] полевая дорога укрепляется на 10 м на входе и выходе. Конструкция дорожной одежды на входе и выходе из трубы выполнена из мелкозернистого асфальтобетона толщиной 5 см, щебня толщиной 25 см и слоя песка толщиной 60 см.
На конусах насыпи проектируемой автодороги на входе и выходе трубы предусмотрены лестничные сходы высотой h=6,0 м. Лестничные сходы запроектированы применительно к типовому проекту [6]. Фундаменты лестничных сходов выполнены из бетона класса B20, F200, W6.
Безопасность движения автотранспорта по участку автодороги в соответствии с [7] достигается установкой на разделительной полосе металлического оцинкованного барьерного ограждения удерживающей способности и ограждения устанавливаемого у бровок дороги удерживающей способности уровня. Установка дорожного ограждения принята как для дорог 1B технической категории.
К достоинствам данного варианта относится:
- наименьшая по сравнению с представленными вариантами стоимость СМР.
- сокращение сроков СМР относительно вариантов №3 и №2;
- устройство естественного основания;
- отсутствие разрывов в проезжей части дороги.
К недостаткам можно отнести:
- изготовление индивидуальной опалубки;
- устройство большего котлована по сравнению с вариантами №3 и №2.
Вариант №2
В данном варианте рассмотрена однопролётная схема путепровода 1,0х21,0 м. Длина балки 21,0 м обеспечивает горизонтальный габарит 6,0 м и вертикальный габарит 4,5 м для пропуска полевых дорог, в соответствии со [3]. Пролетное строение состоит из железобетонных предварительно напряженных балок длиной 21,0 м. Пролетное строение запроектировано под габарит проезжей части в соответствии с [7] для дорог категории IВ.
Крайние опоры запроектированы стоечного типа на свайном основании. Диаметр стойки принят 0,8 м. По верху стойки объединены железобетонным ригелем. Фундамент состоит из монолитного железобетонного ростверка на свайном основании. Сваи мостовые железобетонные призматические сечением
Крайние опоры и выполнены из монолитного железобетона.
К достоинствам варианта относится:
- применение типовых балочных сборных конструкций;
- устройство минимального котлована по сравнению с вариантами №1 и №3;
- меньшая по сравнению с вариантом №3 стоимость строительно-монтажных работ.
К недостаткам относится:
- большая, по сравнению с вариантом № 1, стоимость строительно-монтажных работ;
- устройство свайного основания;
- устройство разрывов проезжей части дороги.
Вариант №3
В данном варианте рассмотрена двух пролетная схема путепровода тоннельного типа 1х7,5 м. Длина балки 7,5 м обеспечивает горизонтальный габарит 6,0 м и вертикальный габарит 4,5 м для пропуска полевых дорог, в соответствии с [3]. Пролетное строение из железобетонных каркасных балок, длиной 7,5 м.
Крайние опоры путепровода запроектированы в виде обратных стенок. Фундамент опор на свайном основании. Сваи мостовые железобетонные призматические сечением
Для поддержания откосов насыпи, в сочетании с крайними опорами сооружаются подпорные стены. Фундамент подпорных стен на свайном основании.
Крайние, промежуточные опоры и подпорные стенки выполнены из монолитного железобетона.
К достоинствам варианта относится:
- сокращение длины пролетного строения на 13 м по сравнению с вариантом №2;
- применение типовых балочных сборных конструкций.
К недостаткам относится:
- большая, по сравнению с вариантом №1 и №2 стоимость строительно-монтажных работ;
- устройство свайного основания;
- устройство разрывов проезжей части дороги.
Ниже в табл.2 приведено технико-экономическое сравнение рассмотренных вариантов путепровода.
Технико-экономическое сравнение вариантов путепровода Таблица 2
|
№ п/п |
Наименование
|
Вариант I
|
Вариант II |
Вариант III |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
Схема сооружения, м |
Труба 6х4,5м |
Путепровод 1х21,0 |
Путепровод 1х7,5 |
|
2
|
Длина сооружения, м |
46,2 |
26,1 |
45,76 |
|
3 |
Сравнительная стоимость СМР, тыс.руб. в ценах 2000 г, м2 |
5,74 |
12.80 |
9,80 |
|
4 |
Всего Сравнительная стоимость СМР, тыс.руб. в ценах
|
1933,3 |
2836,2 |
2855,1 |
Вывод: На основании технико-экономического сравнения вариантов проектом предусматривается сооружение монолитной железобетонной трубы длиной 46,2 м, на естественном основании.
1. Кошкина Н.В., Хрянина О.В., Астафьев М.В. Инженерно-геологическая оценка четвертичных отложений Пензенского региона // Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберергающих технологий: материалы IV Международной науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014. С. 53-56.
2. СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 (с Изм. N 1, 2, 3). Дата введения 2011-05-20.
3. СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84* (с Изм. N 1). Дата введения 2011-05-20.
4. ГОСТ 18124-2012 Листы хризотилцементные плоские. Технические условия (с Изм. N 1). Дата введения 2013-07-01.
5. Серия 2337. Шифр 2337. Укрепления русел, конусов и откосов насыпи у малых и средних мостов и водопропускных труб. Типовая серия (Проектная документация) от 08 августа 2012 года №2337.
6. ГОСТ Р 52289-2004. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств (с Изм. 1, 2, 3). Дата введения 2006-01-01.
7. ГОСТ Р 52748-2007. Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения. Дата введения 2008-01-01.
