Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство городских мостовых сооружений Минимаркер Ограждение котлована в условиях акватории

Ограждение котлована в условиях акватории

Страница 11 из 17

По периметру распорно-направляющего каркаса, закрепленного на маячных сваях, в зазоры между внутренней и наружной обвязками каркаса (или плоской рамы) забивают шпунт и приваривают к нему специальные столики. Вес каркаса через них передается на шпунт.

Для сооружения мостовых опор в акватории чаще всего используют следующие виды ограждений:

  • деревянное шпунтовое ограждение;
  • металлическое шпунтовое ограждение;
  • бездонный ящик;
  • опускной ящик-каркас с днищем;
  • ограждение из понтонов КС.

Деревянное шпунтовое ограждение (рис. 2.23) устраивают при небольшой глубине воды (до 3–4 м).

Если глубина меньше, иногда сооружают грунтовые перемычки с обвалованием вокруг котлована.

Длина деревянных шпунтин обычно меньше 6,5 м. Толщину шпунтовой стенки, размеры поперечного сечения внутренней обвязки и распорок определяют расчетом. Глубина забивки шпунта принимается также по расчету, но, во всяком случае, она не должна быть меньше 1 м в глинах и 2 м – в песках.

Забивка деревянного шпунта

Рис. 2.23 – Забивка деревянного шпунта: 1 – шпунт; 2 – внутренняя обвязка; 3 – распорка; 4 – прокладка; 5 – наружная обвязка; 6 – маячные сваи; 7 – подвески

Если шпунт забить невозможно (скальный грунт, твердые включения) ограждение устраивают в виде бездонного ящика – деревянной или деревянно-металлической конструкции (рис. 2.24).

Чаще всего для обшивки стенок бездонного ящика используют дощатые покрытия с расположением обрезных досок крест-накрест и прокладкой между слоями досок рубероида. Чтобы из ограждения можно было откачать воду, по его периметру стенку обваловывают, например, мешками с цементом. Чтобы ящик не всплыл при откачке воды, сверху его пригружают.

Бездонный ящик

Рис. 2.24 – Бездонный ящик

Расчет бездонного ящика на боковое давление воды заключается в проверке прочности досок или брусьев обшивки, проверяется также прочность и устойчивость обвязок и распорок.

Если сооружают свайный фундамент в виде высокого ростверка, после установки ящика на дно водоема внутрь ограждения засыпают песок. Далее погружают (или забуривают) сваи, производят укладку подводного бетона в ограждение. Из котлована откачивают воду, срубают головы свай и насухо сооружают ростверк.

Устройство металлического шпунтового ограждения

Металлический шпунт прокатывают длиной 18–24 м, что позволяет ограждать котлованы большой глубины (более 6–8 м).

Шпунтовые металлические ограждения в плане могут быть прямоугольными и кольцевыми. Ограждения прямоугольного очертания должны раскрепляться с внутренней стороны котлована горизонтальными обвязками в один или несколько ярусов. Кроме того, в крепление входит система распорок и подкосов в углах ограждения. В ограждениях, сооружаемых в акватории, ярусы крепления объединяются в пространственный каркас. Каркас в собранном виде на плашкоутах доставляют к опоре, устанавливают в проектное положение и подвешивают на маячных сваях (рис. 2.25). Верхний ярус крепления используют вместо направляющих для забивки шпунта. Достаточность поперечных сечений шпунтин, обвязки, распорок и длина шпунта определяют расчетом.

Шпунтовое ограждение с распорным направляющим каркасом

Рис. 2.25 – Шпунтовое ограждение с распорным направляющим каркасом: а – закрепление каркаса маячными сваями; б – общий вид ограждения; 1 – распорка; 2 – внутренняя обвязка; 3 – маячные сваи; 4 – наружная обвязка; 5 – шпунт; 6 – подвеска; 7 – прокладки

Ниже приводится расчет элементов шпунтового ограждения с уложенным тампонажным слоем подводного бетона.

В этом случае при одноярусном ограждении расчетная схема стенки представляет собой балку на двух опорах, загруженную нагрузкой от давления воды (рис. 2.26, а). Нижняя опора принимается посреди высоты тампонажного слоя, верхняя – на уровне обвязки. Прочность стенки обеспечивается при выполнении условия

170114_f10

где М – максимальный изгибающий момент в сечении стенки;

W – момент сопротивления 1 пог. м шпунтовой стенки;

R – расчетное сопротивление стали;

т1, m2коэффициенты условий работ, равные 0,9 и 0,7 соответственно.

Обвязка рассчитывается как неразрезная балка (рис. 2.26, б), загруженная нагрузкой от давления воды, по величине равной горизонтальной реакции, полученной при расчете стенки (рис. 2.26, а). Для получения ориентировочных результатов можно расчетную схему обвязки принимать в виде разрезной балки, испытывающей сжатие с изгибом.

Распорки проверяют расчетом на прочность и устойчивость формы (рис. 2.26, в). Достаточность сечения распорки определяется по формулам:

170114_f11

и

170114_f12

где N, M осевое усилие и изгибающий момент от собственного веса и строительных нагрузок в распорке соответственно;

Ант, Абр, W – площадь нетто, площадь брутто и момент сопротивления сечения распорки соответственно;

φ – коэффициент продольного изгиба распорки.

Схемы к расчету ограждения с тампонажным слоем бетона

Рис. 2.26 – Схемы к расчету ограждения с тампонажным слоем бетона: a – стенка; б – внутренняя обвязка; в – распорка

Устройство ограждения в виде ящика с днищем

Ограждение в виде ящика с днищем устраивают при сооружении высоких свайных ростверков, когда глубина воды в реке составляет более 6– 8 м. В днище должны быть отверстия для свай. Его прикрепляют к стенкам при изготовлении ящика и оставляют после сооружения фундамента на месте. В то же время вертикальные стенки, обычно выполненные в виде щитов, снимают и используют для других опор. Конструкция ящика с днищем показана на рисунке 2.27.

Ограждение в виде ящика с днищем

Рис. 2.27 – Ограждение в виде ящика с днищем: 1 – стенка; 2 – днище с отверстиями для пропуска свай; 3 – тампонажный слой бетона; 4 – настил; 5 – наружная обвязка; 6 – внутренняя обвязка

Ящик с днищем изготовляют на берегу, на специальном стапеле вблизи от реки. Готовый ящик сталкивают в воду и буксируют к месту установки. На заданной отметке его закрепляют, подвешивая к маячным сваям. Изготовить ящик можно и на месте опускания. Для этого нужны плавучие подмости. На них же готовый ящик приподнимают, затем освобождают от подмостей, опускают на требуемую отметку и закрепляют в проектном положении на маячных сваях.

Затем через отверстия в днище забивают сваи, водолазы конопатят зазоры между наружными гранями свай и днищем. После этого методом ВПТ на днище укладывают тампонажный слой бетона. После выстойки бетона воду из ограждения откачивают, удаляют верхний слабый слой подводного бетона, срубают головы свай и сооружают свайный ростверк.

Распорные ящики-каркасы с днищем целесообразно использовать на глубоких реках и водоемах, когда применять шпунт нерационально или невозможно.

Технология сооружения опоры заключается в следующем: после забивки свай, устройства тампонажного слоя и откачки воды из ограждения устраивается свайный ростверк. В него перекрепляют распорки ограждения, после чего разбирают каркас и сооружают тело опоры. Это решение экономичней технологии с использованием шпунтового ограждения.

Отметка днища должна назначаться с учетом толщины слоя подводного бетона (не менее 1 м).

Технология сооружения фундамента с применением ящика-каркаса с днищем показана на рисунке 2.28.

Технология сооружения фундамента опоры под защитой ящика с днищем

Рис. 2.28 – Технология сооружения фундамента опоры под защитой ящика с днищем: I–VI – стадии строительства; 1 – ящик с днищем; 2 – понтоны, скрепленные с ящиком; 3 – маячная свая; 4 – свая фундамента; 5 – тампонажный слой бетона; 6 – ростверк; 7 – бетонолитная труба с бункером; 8 – подвеска ящика; 9 – копер

Ограждение из понтонов

Конструкция ограждения из понтонов представляет собой объединенные по периметру ограждения инвентарные понтоны КС, опирающиеся на металлический или железобетонный нож (рис. 2.29). Перед затяжкой соединительных болтов между понтонами помещают резиновые жгуты или прокладки для обеспечения водонепроницаемости.

В понтонах проходит воздуховодная сеть, соединенная с компрессором. Нижние отверстия в понтонах позволяют отжать из них воду и обеспечить плавучесть ограждения.

Перемычку из понтонов собирают на берегу и после спуска на воду доставляют к будущей опоре. После наведения перемычки на место, чтобы опустить ее на дно, в понтонах снижают давление воздуха. По периметру перемычки понтоны снабжают ножом, которым они и опираются на грунт. Перемычку опускают ниже дна котлована за счет разработки грейфером грунта под водой. Сваи погружают в котлован с не откаченной водой. После укладки методом ВПТ бетона тампонажного слоя, его выстойки и откачки воды верхняя часть тампонажного слоя удаляется. Ростверк сооружается насухо.

После завершения работ по сооружению фундамента нож отсоединяют от понтонов. В воздушной системе повышают давление, вода вытесняется в нижние отверстия понтонов, ограждение всплывает и выводится за пределы опоры.

Бездонный ящик из понтонов КС

Рис. 2.29 – Бездонный ящик из понтонов КС: а – устройство тампонажного слоя; б – бетонирование ростверка; 1 – бетонолитная труба; 2 – ростверк; 3 – понтоны; 4 – нож; 5 – тампонажный слой бетона

Расчетные давления воды и грунта получают, умножая значения нормативных давлений на коэффициенты надежности по нагрузке, принимаемые для активного давления грунта γf = 1,2, для пассивного γf = 0,8.

Независимо от результатов расчета глубину забивки шпунта t ниже дна котлована принимают для пылеватых и мелких песков, текучих глин и суглинков не менее 2 м.

В ограждениях с тампонажным слоем бетона глубина забивки должна быть не менее, чем на 1 м, ниже нижнего слоя подводного бетона при любых грунтах. Устойчивость положения шпунтовой стенки определяют предварительно при наличии воды в котловане и отсутствии тампонажного слоя. Проверка прочности стенки производится при откачанной из котлована воде и уложенном тампонажном слое бетона.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика