Основания под трубы. Методические рекомендации «Методические рекомендации по предотвращению растяжки водопропускных труб Проектирование внешней канализационной сети

При анализе аварий на канализационных сетях было установлено, что причинами разрушения труб являются деформации оснований под трубами, вызванные неравномерными просадками грунтов.

Грунт в естественном (ненарушенном) состоянии может служить надежным основанием для труб и коллекторов, заполненных водой, так как их масса не превышает массы вытесненной ими земли. Однако грунты по своему строению неоднородны, они могут быть сухими или насыщенными водой. При нарушении их природного равновесия глубо­
кими выемками, а также откачкой воды или периодическим колебанием напорного горизонта грунты теряют устойчивость, приобретают подвиж­ность и могут нарушить плотность среды, окружающей трубу.

Правильная строительная оценка грунтов при условии качественно­го выполнения работ исключает возможность образования местных просадок, вызывающих разрушение стыковых соединений, а иногда и трубопроводов. Естественными основаниями для труб могут служить: средние и крупнозернистые пески, супеси в сухом состоянии, мелкий и крупный гравий, песок в смеси со щебнем или галькой, глины и тяже­лые суглинки при отсутствии в их толще водоносных прослоек, а также скальные и близкие к ним по крепости породы. Глинистые грунты, обладающие большим разнообразием, неоднородностью строения, спо­собностью к пучению и размягчению при наличии в их толще песчаных водоносных прослоек, становятся вязкими, текучими, могут превраща­ться при избытке влаги в разжиженную массу и быть подвижными даже при небольшом количестве воды.

Крайне неустойчивы и ненадежны для укладки труб водоносные грун­ты из мелкого ила с примесью глинистых частиц, лёсс и лёссовидные суглинки, быстро и неравномерно теряющие несущую способность при насыщении водой, а также болотные и торфяные грунты, состоящие большей частью из продуктов разложения растительных остатков.

Для правильной строительной оценки грунтов необходимо на про­дольном профиле коллектора наносить гидрогеологический разрез и по нему выбирать конструкцию оснований в зависимости от естественного состояния грунтов, способов работ, глубины засыпки и размера труб.

Основания под трубы следует принимать в зависимости от несущей способности грунтов и фактических нагрузок. Во всех грунтах, за ис­ключением скальных, плывунных, болотистых и просадочных II типа,
как правило, следует предусматривать укладку труб при высоте засып­ки до 6 м над верхом труб непосредственно на выровненное дно траншеи.

При укладке труб и коллекторов на сухой грунт необходимо, чтобы он на дне транше и оставался в естественном (ненарушенном) и сухом со­стоянии. Ложе под трубы следует устраивать одновременно с их уклад­кой таким образом, чтобы оно было хорошо выровнено и труба на всем своем протяжении плотно соприкасалась с грунтом ненарушенной структуры не менее чем на "Д окружности.

Трубы, уложенные так, чтобы четверть их окружности соприкасалась с ложем, выдерживают большее давление (на 30-40%), чем трубы, уложенные на плоскую поверхность без выемки. Тщательная трамбовка грунта при засыпке пространства между трубой и стенками траншеи повышает сопротивление трубы раздавливанию на 20%.

В супесчаных, суглинистых и глинистых сухих грунтах (с допускаемым давлением МПа) основанием для всех труб служит песчаная

Подушка, насыпаемая в выполненный для этой цели по дну траншеи лоток (рис. 3.22, а).

В мягкопластичных глинистых и суглинистых грунтах с коэффици­ентом пористости, равным единице, и в пылеватых грунтах средней плотности, насыщенных водой, при допускаемом давлении на грунт Р^0,15 МПа для прокладки тех же труб предусматриваются бетонная Плита и стул с углом охвата 135° из марки 200 (рис. 3.22,6).

В свеженасыпных грунтах с ожидаемой неравномерной осадкой для предупреждения нарушения стыковых соединений труб основание сле­дует устраивать из монолитного железобетона (рис. 3.22, в).

Толщину основания принимают:

Для труб диаметром до 1000 мм » » » 1200-2400 » . » » » более 2400 » .

Во всех случаях предусматривают засыпку трубы до 7г диаметра песчаным грунтом с тщательным трамбованием.

При увеличении высоты засыпки до 12 м укладывают те же трубы, но для усиления устраивают железобетонный стул, охватывающий более 1/2 сечения трубы (рис. 3.22,г). Стул увеличивает сопротивление раздавливанию трубы в 1,5-2 раза.

В водонасыщенных грунтах, хорошо отдающих воду, керамические и железобетонные трубы укладывают на слой щебня , гравия или крупного речного песка толщиной 0,15-0,2 м с дренажными лотками для отвода воды.

В скальных грунтах трубы укладывают на песчаную подушку тол­щиной не менее 10 см. В илистых и торфянистых грунтах, в плывунах и других слабых грунтах укладывают длинномерные трубы или устраива­ют искусственное основание под трубы всех диаметров, а стыки труб заделывают эластичными материалами.

В просадочных грунтах все трубы укладывают непосредственно на грунт, уплотненный на глубину 0,2-0,25 м, с предварительным замачи­ванием грунта водой (см. § 44).

В целях отказа от устройства трудоемких и дорогостоящих искусст­венных оснований следует применять длинномерные низконапорные железобетонные трубы на гарантированное внутреннее давление 0,1 МПа с укладкой их непосредственно на грунт.

Возведение зданий на водонасыщенных грунтах требует дополнительных затрат и сложнее чем на грунтах других типов. Кроме влаги, которая негативно влияет на здание, грунты такого типа обладают слабой несущей способностью и требуют использования специальных решений. Чаще всего это требуется в глинах и суглинках.

Фундамент на водонасыщенных основаниях часто подвергается осадкам, причем не только непосредственно после возведения, но и долго после этого. В таких условиях популярны и сваи разного типа.

Также применяют песчаные подушки. Для отвода воды и защиты от нее устраивают дренаж участка и гидроизоляцию здания.

Сваи

Свайный фундамент для водонасыщенных грунтов передает нагрузку на нижележащие слои, которые прочнее. В частном строительстве применяют несколько типов свай:

• винтовые сваи;
• буронабивные сваи.

При устройстве буронабивных необходимо сначала бурить скважину, в которую затем заливается бетонный раствор, усиленный арматурным каркасом. Вода из грунта может заполнять канал и мешать его бетонировать.

Винтовые сваи удобнее и проще в использовании в таком случае. Это металлический стержень, защищенный от коррозии, что позволяет не беспокоиться о влиянии воды на стержень. Также на глубине малое содержание кислорода, необходимого для коррозии.

Винтовая свая удобна и тем, что на ее конце устроен винт, благодаря которому она ввинчивается в землю. После достижения проектной глубины он служит анкером, который держит конструкцию в основании при возникновении сил морозного пучения.

Плитные и ленточные конструкции

При опасности просадок применяют и технологию «плавающей» плиты. Такой фундамент представляет собой монолитную плиту из железобетона толщиной 0,4-0,6 м. Она располагается под всей площадью дома, что помогает равномернее распределять нагрузку на основание. При проседании или пучении плита сохраняет целостность и сохраняет конструкцию здания от разрушения. Основной недостаток - высокая цена решения.

При использовании ленточных фундаментов ограничивают неравномерность осадок разными способами. Одним из вариантов является применение перекрещивающихся лент. Для жесткости фундамент усиливают армированными каркасами и поясами: один пояс в подушке ленты, а второй поверху фундамента. Вариантом является увеличение площади опирания конструкции на основание.

Замена слабых оснований

Применяют и песчаные подушки, которыми заменяют слабые грунты. Для этих целей водонасыщенный грунт извлекают на глубину 1-2 м (и больше, зависит от условий) и заменяют на слой песка. Это позволяет уменьшить глубину заложения конструкции и увеличить несущую способность основания. Песок равномерно распределяет нагрузку на нижние слои. Песок также выступает в качестве дренажа воды из нижних слоев.

Какой фундамент лучше для водонасыщенного грунта? Ответ на этот вопрос зависит от характеристик и особенностей конкретного участка. Проводят инженерно-геологические изыскания, определяют не только состав и несущую способность основания, и уровень залегания воды. На основании этих данных рассчитывают стоимость и удобство всех решений. Независимо от выбранной конструкции в основаниях такого типа уделяют внимание дополнительной гидроизоляции фундамента и стен.

Надежность трубопровода в значительной степени зависит от качества основания. Конструкция основания зависит от вида грунта, его несущей способности, материала и диаметра труб, а также глубины их заложения.

Керамические, железобетонные, асбестоцементные трубопроводы в песчаных и глинистых грунтах укладываются на естественном основании. Засыпку на глубину 0,2 м над верхом труб выполняют песчаным грунтом с уплотнением. В глинистых грунтах укладку труб производят на песчаных подушках. При укладке трубопроводов в водонасыщенных грунтах устраивают искусственное песчано-гравийное, щебеночное или бетонное основание на песчаной, гравийной или щебеночной подготовке в зависимости от естественного состояния грунта толщиной 150-200 мм. В скальных грунтах основания под трубопроводы выравнивают слоем уплотненного мягкого грунта высотой 100-150 мм.

В просадочных грунтах перед укладкой труб грунт уплотняют трамбовкой на глубину 0,2-0,3 м с предварительным замачиванием его водой.

При укладке трубопроводов на насыпных грунтах в качестве основания следует устраивать монолитную ж/б плиту, а если присутствуют плывуны, лёсы, торфяные грунты – необходимо эти грунты заменить более качественными, а может даже устраивать свайное основание.

Для предохранения от повреждения случайно упавшими тяжелыми предметами уложенные трубы присыпают грунтом на высоту 0,3-0,4 м над шелыгой трубы.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Проектирование внешней канализационной сети

На сайте сайт читайте: "проектирование внешней канализационной сети"

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Расположение трубопроводов водоотводящих сетей в пределах проездов
При разработке проектов водоотводящей системы должен решаться вопрос о прокладке трубопроводов в пределах проездов. Расположение канализационных трубопроводов обязательно должно увязываться с разме

Минимальная и максимальная глубина заложения трубопроводов
Минимальную глубину назначают, исходя из следующих трех условий: 1) исключения промерзания труб; 2) исключения разрушения труб под действием внешних нагрузок;

Соединение труб в колодцах
При построении продольного профиля трубопровода необходимо решить вопрос о соединении труб по высоте. В инженерной практике применяется два метода соединения труб: «шелыга в шелыгу»

Колодцы, устраиваемые на канализационной сети
На канализационной сети устраивают колодцы различного технологического назначения – смотровые, перепадные, промывные, а также соединительные камеры. Смотровыеколодц

Пересечение трубопроводов с препятствиями
Трубопроводы часто пересекаются с различными естественными и искусственными препятствиями. К естественным препятствиям относятся ручьи, реки, овраги. К искусственным – автомобильные и железные доро

Вентиляция водоотводящей сети
Из сточных вод, движущихся по трубопроводам, выделяются пары воды и газа – сероводород, аммиак, двуокись углерода, метан, а также пары бензина, керосина, что затрудняет эксплуатацию водоотводящей с

Строительство водоотводящих сетей
Строительство водоотводящих сетей связано с большими объемами земляных работ. Прокладывать их можно открытым или закрытым (щитовым) способами. При открытом способе производства работ транш

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора института

Г. ХАСХАЧИХ

Москва 1974

ПРЕДИСЛОВИЕ

"Методические рекомендации по предотвращению растяжки водопропускных труб" разработаны в Новосибирском филиале Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства в дополнение к действующим нормативным документам в соответствии с решением Технического управления Минтрансстроя.

В Рекомендациях изложена методика расчета и конструирования водопропускных труб с учетом явления растяжки в сложных инженерно-геологических условиях, в том числе в районах вечной мерзлоты. Применение Рекомендаций послужит улучшению качества и долговечности водопропускных труб, повышению их устойчивости против растяжки - деформации весьма распространенной, особенно в Северной строительно-климатической зоне.

Рекомендации составлены кандидатами техн. наук Л.С. Потаповым, Р.Е. Подвальным и И.З. Лобановым по результатам исследований, выполненных СибЦНИИСом в 1962-1972гг. совместно с проектными и строительными организациями Минтрансстроя. При разработке учтен многолетний опыт строительства и эксплуатации водопропускных труб на железных дорогах Сибири.

Директор СибЦНИИСа /Б. Корякин/

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. В работе приведены: методики определения условий, при которых возможно возникновение растяжки труб, рекомендации по проектированию и строительству труб с учетом явления растяжки. 1

1.3. Принято, что целостность трубы (отсутствие растяжки) должна быть обеспечена как во время строительства, так и в период эксплуатации. При этом учитывается, что для сооружений на талых грунтах наиболее неблагоприятных периодом является время отсыпки насыпи в первые годы эксплуатации. Для сооружений на вечномерзлых грунтах неблагоприятные условия, кроме того, могут возникать и в процессе последующей длительной эксплуатации.

где К 0 - коэффициент стабильности;

γ - объемный вес грунта насыпи, т/м 3 ;

Н - высота насыпи, м;

Коэффициент, учитывающий влияние временной вертикальной нагрузки;

q - давление по подошве насыпи от временной вертикальной нагрузки, т/м 2 , определяемое по СН 200-62, где класс нагрузки К следует принимать равным 10 при талых и 14 при мерзлых грунтах в основании;

с н и φ н - нормативные величины удельного сцепления, т/м 2 , и угла внутреннего трения, град, в данной точке основания;

- напряжение в той же точке от собственного веса грунта основания, т/м 2 ;

γ 0 i - объемный вес грунта в i -ом слое основания, т/м 3 ;

для водонасыщенных грунтов γо = 1,0 т/м 3 ;

h i - мощность i -го слоя основания, м;

n i - количество слоев грунта основания, расположенные выше данной точки;

α= z /в - отношение глубины расположения данной точки основания (от подошвы насыпи) к полуширине основной площадки;

D - коэффициент, определяемый по графикам на рис.1 в зависимости от отношений α= z /в и η=В/в ;

в - полуширина подошвы насыпи, м.

где

;

;

.

В формулах (2) - (5):

Н - высота насыпи от ее верха до уровня расчетной плоскости, м;

В - полуширина насыпи в уровне расчетной плоскости, м;

х - координаты точек в расчетной плоскости, отсчитываемые от оси насыпи, м;

ξ - коэффициент бокового давленая грунта, который для насыпи разрешается принимать равным 0,333;

- коэффициент формы поперечника насыпи;

и - нормативные величины удельного сцепления, т/м 2 и угла внутреннего трения, град., для грунта слабой прослойки.

Примечания . З a расчетную плоскость принимают плоскость контакта слабой прослойки с более прочным грунтом, а для вечномерзлых грунтов – границу оттаивании с учетом возможного ее перемещения.

2. При величине коэффициента k > 1 (рис.3.б) в расчет вводят k = 1 и В = 1,5 m Н ; координаты x в этом случае отсчитывают от условной оси, отстоящей от подошвы откоса, продолженного до расчетной плоскости, на расстоянии 1,5 mH .

Рис.6 . Конструкция подушки из крупнообломочных грунтов при неглубоком залегании прочных пород в основании: 1 - подошва насыпи

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ РАСТЯЖКИ ТРУБ

5.1. Конструктивные мероприятия, направленные на обеспечение устойчивости труб против растяжки при возможных подвижках окружающего грунта, включают:

а) применение фундаментов, объединенных по длине;

б) экранирование труб;

в) применение фундаментов с наклонными сваями;

г) применение металлических труб без разрезки их на секции.

Примечание . Конструктивное приспособление труб к восприятию усилий продольной растяжки в необходимых случаях должно быть дополнено мероприятиями против повышенных неравномерных осадок (например, применение свайных фундаментов).

n q = 1,092. Замену производят дренирующим грунтом, обводнение которого произойдет до отсыпки насыпи;

g 0 = 1,0 т/м 2 .

Решение . 1) Ориентировочно назначают глубину замены Н п = 4,0 м,

2) , где

. Результаты расчетов сводят в табл.5

Таблица 5

Анализируя данные таблицы, находит К о = 1,10>1,0. Глубина замены принята с запасом.

4) Уменьшают глубину замены грунта до Н п = 3,0 м и повторяют расчет по п.2.

5) Анализируя данные таблицы повторного расчета, получают K 0 ≈ 1,00.

Вывод . Стабильность основания под грунтовой подушкой обеспечена.

Глубину области замены можно принять равной Н п = 3,0м.

Длина (вдоль оси насыпи) области замены грунта D n = 3,0×4×2 = 24м.

Ширина области замены грунта 2В = 2×18,2 = 36,4 м.

ПРИМЕР 4. PAC Насыпь однопутная (поперечник типовой ): Н = 12,2 м ; Н З = 10,0 м ; грунт насыпи - суглинок : γ =1,9 т / м 3 ; φ Н = 17 о (tg φ Н = 0,306, ξ = tg 2 (45 o - φ Н /2) = 545). Основание: а) под трубой подушка из крупнообломочного грунта (см. )- коэффициент трения кладки по грунту ψ = 0,50; б) рядом с подушкой глинистые грунты текучей и текучепластичной консистенции: γ 0 = 1,7 т/м 3 ; = 8° (tg =0, I 4; ξ = 0,75); расчетом установлена возможность подвижки насыпи и основания.

Коэффициенты перегрузки n : для веса грунта насыпи - 1,2 (0,8); для веса элементов трубы -1,1 (0,9); для давления грунта от временной нагрузки – 1,2 (0,8).

Решение . 1) Определяют нормальное к поверхности трубы силовое воздействие;

а) давление грунта на перекрытие трубы

N 1 = (в- B 1 )/2Н 3 d T Cγ (С определяют по приложению 8 СН 200-62).

б) давление грунта на обрезы фундамента