Строительство водопропускных труб
Наиболее распространенными искусственными сооружениями на автомобильных дорогах являются водопропускные трубы, стоимость которых нередко достигает 15 % от общей стоимости дороги. В настоящее время на дорогах устраивают сборные круглые железобетонные трубы из звеньев длиной 1,0 м с внутренним диаметром 0,75. 2,0 м. Гораздо реже применяют прямоугольные из звеньев длиной 1,0 м отверстием 1,0. 4,0 м.
В зависимости от расхода водотока устраивают одно- и многоочковые трубы. Применение сборных труб обеспечивает сокращение продолжительности, снижение стоимости и повышение качества строительства. Монолитные трубы допускаются только в отдельных труднодоступных районах строительства.
Изготовление элементов сборных железобетонных труб состоит из следующих операций: заготовка арматурных стержней, изготовление сеток, сборка арматурных каркасов; изготовление, сборка, смазка, разборка и очистка опалубки; укладка и уплотнение бетонной смеси; отделка и пропаривание смеси.
Звенья труб изготавливают на заводах или полигонах, обслуживающих строительство автомобильной дороги. От полигона (завода) или ближайшей железнодорожной станции их доставляют к месту постройки трубы автомобилями или тракторами на прицепах.
В подготовительный период устраивают временные дороги, расчищают и планируют территорию строительной площадки, отводят существующее русло водотока при необходимости, устраивают защитные ограждения от паводков.
Строительную площадку (рис. 2.4.1) устраивают в соответствии с технологическим процессом постройки трубы. Особое внимание при этом обращают на расположение монтажного крана, который должен обслуживать, возможно, большую площадь. На площадку доставляют и устанавливают бетономешалку, электростанцию, битумоварочный агрегат и другие машины и оборудование.
При перевозке в кузовах автомобилей или прицепах звенья укладывают горизонтально (на бок) или устанавливают вертикально (стоя). Перевозка звеньев круглых труб в вертикальном положении в пересеченной местности и по грунтовым дорогам безопаснее, чем в горизонтальном. При перевозке в горизонтальном положении звенья необходимо надежно закрепить на транспортных средствах, подкладывая под них деревянные подкладки, которые для надежности надо прибить гвоздями к полу кузова. При перевозке звеньев в горизонтальном положении упрощаются и ускоряются погрузочно-разгрузочные работы, тогда как перевозка в вертикальном положении требует дополнительной операции переворачивания звеньев при выгрузке.
Разгрузку элементов труб проводят кранами. Сбрасывать элементы с автомобиля запрещается. В случае производственной необходимости разрешается перекатывание круглых звеньев, но только по горизонтальной поверхности. При этом рабочие должны находиться сзади перекатываемого звена.
Доставленные на строительную площадку элементы труб укладывают вдоль котлована трубы, оставляя берму шириной не менее 4,0 м для проезда крана. Все элементы доставляют на объект, как правило, до начала монтажа тубы. Порядок раскладки элементов принимают в соответствии с технологической последовательностью монтажа трубы.
При продольной разработке котлована бульдозером отвалы грунта устраивают по сторонам лога, не допуская накопления воды у котлована. Дно котлована окончательно зачищают, планируют и при необходимости уплотняют. Основание без фундаментных труб устраивают при благоприятных геологических условиях. В этом случае на дне котлована устраивают основание из щебня и гравия с уплотнением пневматическими или электрическими трамбовками. Верх основания устраивают с учетом уклона и строительного подъема трубы.
Фундаменты из бетонных блоков устраивают при неблагоприятных геологических условиях. Блочный фундамент монтируют стреловым краном, грузоподъемность которого соответствует максимальной массе блока и вылета стрелы. Сначала собирают фундаменты оголовков до уровня подошвы фундаментов секций трубы. Затем скосы котлована, устраиваемые в местах сопряжения более глубоких котлованов оголовков с подошвой котлована под секции трубы, заполняют щебнем с заливкой цементным раствором или песчано-гравийной смесью слоями 10. 15 см с тщательным уплотнением трамбованием.
После этого собирают по направлению от выходного оголовка к входному блоку фундамента под тело трубы. Блоки укладывают на слой цементного раствора толщиной 1. 2 см по уровню и с перевязкой швов. Разница соседних блоков по высоте не должна превышать 10 мм.
После окончания сборки и приемки фундамента пазухи между стенками котлована и фундамента засыпают грунтом. Засыпку производят одновременно с обеих сторон фундамента горизонтальными слоями толщиной 15. 20 см с послойным уплотнением.
Монолитные бетонные фундаменты устраивают только в тех случаях, когда вблизи строящегося объекта имеется возможность получить готовую цементобетонную смесь.
Элементы оголовков устанавливают в проектное положение на слой цементного раствора. После окончания сборки оголовка котлован между откосными крыльями послойно засыпают грунтом и тщательно уплотняют. Лотки устраивают из цементобетонной смеси не ниже класса В, 12,5 толщиной 15. 20 см на щебеночном или гравийном основании, толщиной 30 см.
Сборку труб начинают со стороны выходного оголовка, последовательно укладывая все элементы в направлении входного. В том случае, когда элементы (блоки) сборного оголовка имеют перевязки с блоками фундамента, оголовок нужно монтировать одновременно с фундаментом. После установки всех элементов оголовка можно начинать монтаж тела трубы по раскладочной схеме, входящей в состав рабочих чертежей трубы на конкретный объект. Последовательность сборки секций труб с блочным и монолитным фундаментом показана на рис. 2.4.3. [ 5].
Положение устанавливаемых звеньев в плане и профиле контролируют по их внутренней поверхности. Зазоры между торцами звеньев не должны превышать проектные более чем на ±5 мм.
При установке круглых звеньев на фундамент без применения сборных лекальных блоков зазор между нижней образующей звена и плоской поверхностью фундамента обеспечивают деревянными прокладками. Звенья укладывают на предварительно уложенный слой пластичной бетонной смеси, обеспечивая этим плотное опирание звеньев.
Швы между круглыми и прямоугольными звеньями должны соответствовать проектным размерам, и после окончания сборки все должны быть снаружи и изнутри плотно заполнены жгутами из пакли, пропитанной битумом или литыми резиновыми жгутами. Жгуты, поставленные с внутренней стороны, должны быть утоплены в шов на 2. 3 см.
После сборки всей трубы наружные ее поверхности, соприкасающиеся с грунтом насыпи, покрывают гидроизоляцией. Двухслойную обмазочную битумную гидроизоляцию наносят кистями. Стыки сборных элементов оклеивают полосами оклеечной гидроизоляции из пергамента и гидроизола, а швы между элементами зачеканивают цементным раствором или полимерными герметиками.
Водопропускные трубы засыпают грунтом после их освидетельствования и приемки. Засыпка труб состоит из следующих операций: заполнение грунтом пазух между стенками котлована и фундамента; устройство уплотненной грунтовой призмы по бокам трубы; возведение земляного полотна дороги над трубой до проектной отметки.
Водопропускные трубы на автомобильных и железных дорогах
Устройство водопропускных труб в дорожном строительстве помогает сохранять скоростные параметры дороги и максимально продлить срок службы полотна. Дополнительная функция – зверепереход – дать возможность животным свободно передвигаться под сооружениями
Водопропускные трубы – важная часть автомобильных и железных дорог, особенно в условиях влажного климата и рельефа местности с множеством водоемов. Вода способна пробить себе путь сквозь любую конструкцию, и строители знают, что проще соорудить отдельный канал водоотвода, чем бороться с последствиями наводнений и заболачивания территории.
Устройство водопропускных труб в дорожном строительстве помогает сохранять скоростные параметры дороги и максимально продлить срок службы полотна. Дополнительная функция – зверепереход – дать возможность животным свободно передвигаться под сооружениями. Это касается и крупных, и мелких диких животных, а также сельскохозяйственного скота, в этом случае такое сооружение называют скотопрогоном.
Преимущества трубы перед мостом
На многих участках дороги возникает проблема с постоянно действующими водоемами или же с сезонными потоками. Учет влияния таких зон на конструкцию производится еще до строительства, на этапе проектирования.
Обычно используют одно из двух распространенных решений: строительство моста или укладку водопропускной трубы. Мосты обходятся значительно дороже труб, их сооружение сложнее и оправдано только в нескольких случаях – мост нужен для пересечения постоянных водотоков (рек, ручьев) или для разделения движущихся транспортных потоков, в этом случае такое сооружение называется путепроводом. Как правило, труба – более простое, экономичное и обоснованное решение в дорожном строительстве. В эксплуатации она также менее затратна, чем мост, который нужно чаще обследовать и ремонтировать.
Трубы укладываются по проекту и не требуют привлечения специализированных мостостроительных организаций, с этой задачей справятся специалисты дорожно-строительной компании. Выбор материалов довольно широк, трубы могут быть выполнены из:
Железобетонные трубы используются чаще всего. Причина очевидна: можно быстро произвести и монтировать трубы любой длины, просвета, диаметра и формы. Армированный бетон обладает достаточной прочностью для долголетней эксплуатации, устойчив к воздействию воды и льда. По сравнению с железобетоном, пластик менее прочен, а металлические трубы стремительно разрушаются или требуют дополнительной антикоррозионной обработки.
Виды водопропускных труб
На одной и той же дороге могут применяться различные водопропускные трубы в зависимости от ситуации на конкретном участке: пропустить временный водоток под полотном можно через одну трубу, а если речь идет о водотоке с большим расходом воды, то потребуется более крупный в сечении просвет. Поэтому по конструкции трубы водопропускного назначения бывают одноочковыми, двухочковыми и многоочковыми.
По формам поперечных сечений трубы могут быть:
По эксплуатационным характеристикам:
Согласно ГОСТу, размеры отверстий ж/б труб должны составлять*:
| Длина трубы | Размер отверстия |
| более 30 м | 150 см |
| 20…30 м | 125 см |
| менее 20 м (на автодорогах III-V кат.) | 100 см |
| на съездах с дороги | 50…75 см |
*При этом длина звеньев сборных труб может достигать от 0,5 до 2,0 м, а толщина стенки не менее 100 мм (за исключением труб диаметром 500 и 750 мм, у которых допускается стенка толщиной 80 мм).
Стандарты для внутреннего диаметра круглых труб и d меньшего отверстия конических элементов (в том числе из композитных материалов): 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1250, 1400, 1500, 1600, 2000 мм. Эти значения актуальны при длине звена 1000 мм и более, с шагом 500 мм.
Величина отверстия для прямоугольных труб: 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000 мм (при длине звена 750 мм и более с шагом 250 мм);
При использовании гофрированных труб диаметр отверстия должен составлять 1000 мм при длине трубы до 20 м. Если же длина превышает 20 м, то d может достигать до 1500 мм.
Минимальный диаметр гофрированной трубы на съездах принимается в значении 500 мм, а для регионов с понижением температуры до –40 градусов составляет не менее 1500 мм.
Труба сама по себе – только часть водопропускной конструкции. Строительство водопропускных труб включает также подготовку основания, сооружение фундамента, оголовков и особым образом укрепленных откосов.
Поскольку трубы, проложенные под дорожным полотном, несут на себе довольно высокие нагрузки, их характеристики требуют детального расчета перед началом строительства. Если проложить тонкую металлическую трубу под высокой насыпью, то ее может попросту раздавить. Следовательно, в зависимости от участка дороги подбираются трубы надлежащей толщины стенок, диаметра (просвета), выполненные из бетона рекомендованной марки. Как правило, это тяжелые бетоны класса В25 и выше, а необходимой жесткости им добавляет армирование сварным каркасом из стальных прутков.
Работы по возведению дорожных конструкций с трубами водоотвода
Проект строительства дороги не просто учитывает наличие под полотном железобетонных труб для водоотведения. Проектировщик должен обозначить эти места и в документах, и непосредственно на местности (позиция обозначается колышками, в том числе указывается направление труб по продольной оси).
Первая часть работы – планировка строительной площадки. Необходимо подготовить место для стоянки и движения строительной техники, территорию для складирования железобетонных деталей. Поскольку работы по строительству ведутся непосредственно вблизи водоема или водного потока, то русло должно быть с одной стороны расчищено, а с другой перекрыто, чтобы устранить во время работы контакт с поверхностными водами. Обычно требуется устройство обводной канавы или защита стройплощадки земляным валом.
Затем приступают к рытью котлована под трубу. Основа котлована – сплошные проходки, выполняемые с помощью бульдозера или экскаватора. Затем края траншеи дорабатывают экскаватором и окончательно оформляют вручную. Траншея по размерам выполняется по ширине фундамента с дополнительным пространством по 0,5 метра в каждую сторону.
Далее на дно траншеи укладывается 10-сантиметровая подушка из щебня – это основание под фундамент из лекальных блоков. Щебень утрамбовывается, при этом не должен быть нарушен запланированный уклон. Лекальный блок фундамента плоский снизу и с полукруглой выемкой в месте укладки труб, поэтому сборка конструкции требует минимум времени. Удобны в работе и водопропускные трубы с плоским основанием, которое надежно устанавливается на ровную поверхность фундамента.
Непосредственно монтаж начинается со стороны выходного оголовка. Сначала устанавливают портальный блок, затем открылки, затем блоки фундамента и сверху – элементы сборной трубы. Четкий порядок укладки элементов водопропускной трубы указывают в технологической карте строительства. В местах соединения железобетонных элементов закладывают пропитанную битумом паклю. Крепление деталей производится с помощью цементного раствора, а далее по бокам подбивают подвижную бетонную смесь.
По окончании монтажных работ приступают к гидроизоляции водопропускной трубы. Это касается швов, сопряжений, слабых участков, которые обрабатывают водонепроницаемыми составами – например, битумной мастикой. Делается это строго в сухую погоду при температуре не менее +5 градусов.
Готовая водопропускная труба засыпается грунтом до уровня строящейся дороги, после чего продолжается сооружение полотна. Толщина земляного слоя, которым засыпают сооружение, должна составлять от 0,5 метра (расстояние между верхней частью трубы и нижним слоем асфальта).
Конструкция трубы под дорожным полотном
Железобетонная водопропускная труба под дорожным полотном – это сборное сооружение, состоящее из самой трубы, фундамента и оголовков. Вся конструкция должна иметь адекватный уклон, чтобы вода свободно протекала с одной стороны насыпи на другую, не застаивалась и не формировала болото на входе или выходе.
Оголовки служат для предотвращения завихрения потока, вода протекает медленней, ровнее. Это важно, так как слишком бурные потоки могут размывать почву, что недопустимо вдоль современной дороги, строящейся на насыпи.
Также оголовки являются подпорным звеном для откосов, задают уклон, защищают насыпь от осыпания почвы по краям. Правильно установленный оголовок – гарантия того, что труба будет успешно выполнять свою задачу.
По конструкции оголовки труб водоотведения делятся на:
Важным элементом строительства является и фундамент, на который укладывается труба. Его тип зависит от нескольких факторов: диаметра (просвета) трубы, высоты насыпи, особенностей рельефа местности, грунта и условий эксплуатации.
В простых случаях фундаментом может выступать подушка из утрамбованного щебня, иногда водопропускные трубы укладывают на выровненную поверхность котлована. Если же фундамент должен быть более надежным, его строят из готовых железобетонных элементов или используют монолитную технологию, когда бетонная плита формируется непосредственно на месте строительства. Если местность отличается слабым грунтом, то могут использоваться свайные фундаменты.
Ограничения при монтаже труб на автодорогах
Чаще всего трубы прокладывают, чтобы не перекрывать естественное течение воды, но порой с их помощью можно менять направление потока, когда это необходимо. Такие водоводы довольно сложны, требуется привлечение специалистов по динамике водоемов: дополнительные исследования влияют на удорожание строительства в целом.
Что касается стандартных проектов, то практически никогда не допускается укладка труб под углом к дорожному полотну – обычно она располагается строго перпендикулярно. Это связано с тем, что расчет нагрузки более очевиден, да и короткая труба ведет себя предсказуемо. Иногда проще изменить направление участка дорожного полотна, чем альтернативно смонтировать водопропускные конструкции.
Также трубы не укладывают там, где наблюдается весенний ледоход – это может привести к затору и затоплению прилежащих территорий. Если трубу планируют установить в месте нереста рыб, то потребуется согласование с Федеральным агентством по рыболовству.
ЖБИ для строительства трубных конструкций от завода «СТАЛЬБЕТОН»
Завод ЖБИ «СТАЛЬБЕТОН» предлагает следующие виды изделий для реализации проектов автомобильных и железных дорог:
Оформить заявку на заказ данных видов изделий и ЖБИ по индивидуальным чертежам вы сможете, воспользовавшись нашим каталогом или позвонив по телефону 8 (812) 660-55-05.