Сооружение фундаментов опоры моста из сборных железобетонных оболочек в пойменной части реки

 

Рис 2.4. Схема последовательности работ по сооружению фундамента из оболочек (низкого ростверка): 
а-закрепление плавучей системы с направляющим каркасом в проектном в плане положении; б-опускание каркаса в воду; в-закрепление каркаса в проектном положении по высоте на маячных оболочках; г-погружение остальных оболочек до проектной отметки и установка шпунтового ограждения; д-удаление грунта из котлована, бетонирование водозащитной подушки; е-откачка воды из котлована, бетонирование плиты и тела опоры; ж-разборка шпунтового ограждения

 

 

Технология погружения оболочек

 

 

 Технология  погружения оболочки слагается из ряда операций:  
1) транспортирования звеньев в пределах стройплощадки;  
2) подъема их и установки в направляющие устройства;  
3) соединения звеньев между собой;  
4) установки и закрепления вибропогружателя на оболочке;  
5) собственно погружения оболочки и сопутствующих работ.

Звенья транспортируют как в  вертикальном, так и в горизонтальном положении. Если они доставлены с завода или изготовлены на стройплощадке далеко от места погружения, звенья перевозят в горизонтальном положении на вагонетках, а по воде

 

на плавучих средствах. Перед установкой звеньев их размечают по длине краской для удобства наблюдения за скоростью и глубиной погружения.

В зависимости от возможностей применяемого кранового оборудования (высота подъема  крюка и грузоподъемность) оболочки стыкуют из отдельных звеньев  на полную длину или наращивают по мере их погружения. Устройство стыков резко снижает темп погружения, поэтому предпочтительнее предварительно укрупнять звенья в секцию оболочки максимально возможной длины. Звенья соединяют между собой болтами на фланцах или сваркой. Болтовой стык более прост и надежен в работе, хотя требует большего расхода стали, чем сварной. Сварной стык менее технологичен, его обычно применяют, монтируя оболочку на полную длину в

горизонтальном положении на стеллаже. Для водонепроницаемости после  затяжки всех болтов стык обваривают по периметру и обетонируют. Непокрытые бетоном металлические поверхности стыков оболочки Для предохранения от коррозии покрывают несколькими слоями горячего битума, эпоксидным клеем или другими водоустойчивыми покрытиями. Прочность стыка должна быть не менее суммарной прочности всех стержней рабочей арматуры оболочки.

Первые секции оболочек длиной меньше глубины воды временно подвешивают  на каркасы хомутами, после чего наращивают очередное верхнее звено. Поднимают и устанавливают вибропогружатель на оболочку краном, предназначенным для погружения.

Вибропогружатель устанавливают  на голову оболочки и соединяют с  ней переходником только после проверки правильности положения направляющих устройств. Погружение свай и оболочек вибрацией аналогичны.

Если мощность вибропогружателя недостаточна, то силы трения между грунтом и поверхностью оболочки можно уменьшить рыхлением  грунта напорной водой (подмывом). Воду подают рыхлением грунта напорной водой  подмывными трубами, располагаемыми равномерно по внешнему периметру оболочки. Подмыв рекомендуется в песчаных и слабосвязных супесчаных: грунтах, когда амплитуда колебания оболочек станет менее 5 мм. В глине подмыв малоэффективен. Подмывные трубы устанавливают из расчета — одна труба на 1 м периметра оболочки. При погружении наклонных оболочек две из подмывных труб обязательно устанавливают по бокам оболочки, а одну по верхней наклонной образующей. Нижние концы труб снабжают насадками с одним центральным и четырьмя боковыми отверстиями.

Насосную установку для подмыва рассчитывают на подачу 50— 100 м3/ч воды на каждую подмывную трубу. Давление на выходе из труб должно быть не менее 0,5 МПа для рыхления мелкозернистых песчаных грунтов, не менее 1,0 МПа для крупнозернистых галечных или супесчаных. Низ подмывных труб не доводят до ножа оболочки на 0,5—1,5 м во избежание наплыва грунта внутрь ее в процессе вибропогружения. Погружая оболочки на глубину больше 20—25 м, эффективность подмыва повышают нагнетанием сжатого воздуха одновременно с водой через специальные воздухоподводящие стальные трубы или шланги, скрепляя их с подмывными трубами и располагая нижние концы примерно на 1 м выше водяных. Расход воздуха на выходе должен быть не менее 2—3 м3/мин.

 

При устройстве оснований из оболочек большого диаметра (более 2 м) в песчаных грунтах для преодоления сил трения часто одного наружного подмыва оказывается недостаточно. Тогда дополнительно применяют подмыв изнутри оболочки. Для этого через отверстия в наголовнике вибропогружателя в полость оболочки пропускают подмывные трубы (рис.3.4), соединенные с насосом высокого давления. Нагнетая в них воду, обеспечивают размыв песчаного грунта внутри оболочки, облегчая тем самым ее погружение.

Погружают оболочку большого диаметра с одновременным наружным и внутренним подмывом в такой технологической последовательности. Вначале на верхнее звено оболочки, погруженной без подмыва через каркас (рис.3.3.), устанавливают крапом (рис.3.2.) очередную ее секцию. Закрепляют наружные подмывные трубы и опускают их, не доводя до ножа оболочки на 1 —1,5 м; затем устанавливают и закрепляют вибропогружатель и через отверстие в наголовнике пропускают внутренние подмывные трубы (рис.3.4.). Вслед за этим действием вибропогружателя с одновременным наружным и внутренним подмывом оболочки опускают ее на необходимую глубину; подмыв прекращают, не доходя на 1— 1,5 м проектного положения ножа оболочки. После погружения оболочки извлекают внутренние подмывные трубы, снимают вибропогружатель и удаляют наружные подмывные трубы.

 

Рис 3.1. Подвесная стрела: 
1-стрела; 2-портальный кран; 3-оболочка; 4-вибропогружатель; 5-лебедки

 

 

Рис. 3.2. Направляющая стрела в виде копра: 
1-станина (основание); 2-стрела; 3-пинтовая распорка: 4-направляющие аппарели; 5-рельсовый путь; 6-противовес; 7-оболочка; 8-вибропогружатель; 9-ролики; 10-лебедка

 

Рис. 3.3. Плавучая система с каркасом: 
1-каркас; 2-поддерживающие понтоны; 3-соединительные фермы из УИКМ; 4-полиспастные вышки; 5-полиспасты; 6-якорные тросы; 7-понтон для сборки каркаса

 

Рис. 3.4. Схема крепления подмывных трубок к наклонной оболочке: 
1-оболочка; 2-нож; 3-подмывная трубка; 4-направляющий хомут; 5-удерживающий хомут; 6-резиновый шланг

 

Разработка грунта и заполнение оболочек бетоном

 

 

 По  мере погружения оболочки большого диаметра из внутренней полости, как правило, извлекают грунт различными способами с учетом вида грунтовых напластований. Разрабатывать грунт можно эжекторами или грейферами. Песчаные, супесчаные и слабые хорошо размываемые глинистые грунты разрабатывают эрлифтом или гидроэлеватором, которые можно использовать как со снятым с оболочки вибропогружателем, так и с неснятым. Удобны парные вибропогружатели, имеющие в середине отверстие для пропуска грейфера или трубопровода.

При достаточно больших диаметрах  оболочек, когда размеры наголовника в плане больше размеров вибропогружателя и он не мешает установке эжектора, можно в наголовнике, скрепляющем вибропогружатель с оболочкой, устраивать отверстия для пропуска трубопроводов эжектора. С помощью такого оборудования извлекают не только грунты мелких фракций, но и валунные включения размером до 15 см. Для этого используют гидрожелонки, представляющие собой гидроэлеватор с кольцевой насадкой диаметром 25—30 см, оборудованный приемным бункером цилиндрической формы. Разработка и извлечение грунта эжекторами возможны как из вертикально погружаемых оболочек, так и из наклонных.

Песчаный, несвязный грунт прекращают удалять, не доходя до ножа, во избежание  наплыва грунта в оболочку из-под  ножа. Высоту песчаной пробки устанавливают опытным путем в процессе работ. Для того чтобы избежать наплыва грунта, можно также заливать водой оболочку, поддерживая уровень воды в ней на 3—4 м выше уровня в реке.

Связные, обычно глинистые и мергелистые  грунты, плохо поддающиеся разработке размывом, а также гравелистые грунты извлекают грейфером, если внутренний диаметр оболочки на 30 см больше размера в плане раскрытого грейфера. Наиболее удобны одноканатные грейферы (рис.4.1). Для работы с ними используют любые краны, обслуживающие погружение оболочек и имеющие лебедку. Разрабатывают грунт грейфером преимущественно при вертикальном погружении. Плотный грунт стремятся удалять на 2—4 м ниже ножа оболочки, а дальше продолжать ее опускание вибратором.

В случае необходимости бурения  скальных и плотных глинистых грунтов применяют станки ударно-канатного или же вращательного действия.  
После удаления грунта полость оболочки бетонируют.

Рис. 4.1. Одноканатный грейфер

а — момент опорожнения; б, в — захват груза; г — перед  началом опорожнения опусканием на штабель; д — начало опорожнения на весу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1.Технические указания по проектированию  и строительству фундаментов  и опор мостов из сборных  железобетонных оболочек ВСН 110-64,

2. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений  /  Госстрой СССР - М.: Стройиздат. 1985 - 40 с.

3.Общие требования к конструкции  опор моста и основаниям

4. Колоколов Н.М., Вейнблат Б.М. Строительство мостов: Учебник. - М.: Транспорт, 1981-с.104-109