Файл: Правила проектирования и строительства Foundations of bridge supports in areas of permafrost soils. Design and construction rules окс 93. 040 Дата введения 20180515.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 85
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Б.1 Для погружения стальных труб диаметрами от 630 до 3000 мм, которые находят широкое применение для устройства столбов мостовых опор, рекомендуется применение бурозабивного метода погружения в сочетании с тепловыми воздействиями на грунты основания в процессе этого погружения (рисунок Б.1).
Б.2 Технология устройства бурозабивного столба опоры включает в себя бурение направляющей скважины, бурение лидерной скважины, свободную установку в направляющую скважину металлической трубы, прогрев металлической трубы и стенок лидерной скважины, принудительное погружение трубы до проектной отметки, извлечение шлама.
После этого выполняют сопутствующие работы, к которым относятся устройство бетонной пробки, заполнение пазухи между столбом и стенками направляющей скважины. В зависимости от конструкции опоры возможно заполнение полости столба бетоном или армированным бетоном.
Полый столб после установки его в направляющую скважину фиксируют в проектном положении. Перед монтажом внутреннюю и внешнюю поверхности столба тщательно очищают от снега, грязи и наледи.
Принудительное погружение столба осуществляют до проектной отметки механизмами ударного или вибрационного действия. Поскольку погружение столба осуществляется до достижения расчетного отказа, то низ столба может быть расположен ниже дна скважины.
Перед погружением и в процессе погружения полости столба и лидерной скважины прогревают путем принудительной подачи в эти полости горячего воздуха или пара или с помощью электрического обогревателя, размещенного внутри полости.
С помощью бурового оборудования и насоса проводят извлечение из скважины шлама и воды, находящейся в скважине в результате конденсата от паропрогрева.
В зависимости от климатических и производственных условий в процессе теплообогрева полостей рациональным решением может быть теплоизоляция той части столба, которая выступает над уровнем грунта.
|
|
1, 2 - скважины соответственно лидерная и направляющая; 3 - металлическая труба; 4 - полость трубы; 5 - механизм ударного или вибрационного действия; 6 - устройство для подачи тепла (холода) в полость; - диаметр столба; - диаметр направляющей скважины; - диаметр лидерной скважины; - длина направляющей скважины; - длина лидерной скважины
Рисунок Б.1 - Схема погружения металлической трубы бурозабивным методом
Приложение В
Испытания полых столбов методом уравновешенных составляющих
В.1 Для испытания полых столбов рекомендуется использовать метод уравновешенных составляющих.
Способ и устройство для испытания могут быть применены в талых и многолетнемерзлых грунтах. Испытания могут быть проведены на промежуточной стадии погружения полых столбов, когда они еще не находятся на проектной отметке, что важно для уточнения длины свай.
В.2 Сущность способа испытания заключается в одновременном испытании несущей способности в основании (давление на штамп) и по боковой поверхности (выдергивающая нагрузка на сваю).
Устройство для испытания 1 полой сваи 2, погруженной в грунт 3 (рисунок В.1), включает в себя трубу 4, в нижней части которой имеется штамп 5, выполненный в виде днища, вваренного в трубу 4. Внешний диаметр штампа 5 принимается в диапазоне от 2 до 4 см меньше диаметра полости испытываемого столба, чтобы трубу 4 можно было без трения опустить в его основание. В верхней части трубы 4 имеется опорная площадка 7, предназначенная для установки на ней домкратов 8. Верхняя часть полой сваи 2 оборудована упорной балкой 9 с анкерными тягами 10, предназначенной для упора в нее гидравлических домкратов 8. Вне силового контура обустройства смонтирована реперная рама 11, на которой установлена измерительная оснастка 12 для определения перемещений трубы 4 от вдавливающей нагрузки и измерительная оснастка 13 для определения перемещений полой сваи 2 от выдергивающей нагрузки.
Сложение составляющих и получение суммарной несущей способности по торцу и по боковой поверхности проводят в соответствии с нормативными документами.
|
|
1 - устройство для испытания; 2 - полая свая; 3 - грунт; 4 - труба; 5 - штамп; 6 - устройство жесткости; 7 - опорная площадка; 8 - домкрат; 9 - упорная балка; 10 - анкерные тяги; 11 - реперная рама; 12 - измерительная оснастка для штампа; 13 - измерительная оснастка для сваи; - диаметр штампа 5; - диаметр полости столба
Рисунок В.1 - Схема испытания полых столбов
Приложение Г
Обеспечение расчетного температурного режима грунтов оснований
При расчете допускается условно принимать: холодный период времени с 1 октября по 31 марта; теплый период времени с 1 апреля по 30 сентября.
Г.1 Расчетный температурный режим должен обеспечить с учетом конструктивно-технологических мероприятий:
- требуемую несущую способность грунтов;
- устойчивость к нарушениям, в результате действия непредвиденных природных или техногенных воздействий.
Г.2 При проведении расчетов по прогнозированию температурного режима грунтов оснований должны быть учтены в соответствии с
СП 131.13330 :
- климатические воздействия;
- мерзлотно-грунтовые условия в зоне мостового перехода;
- рельеф, растительность;
- различные физические процессы (например, фильтрация воды), имеющие место в зоне мостового перехода;
- возможные изменения природных и техногенных условий за время эксплуатации моста.
Г.3 Ширину полосы отвода рекомендуется назначать не менее ширины зоны теплового влияния, определяемой в соответствии с настоящим приложением.
Г.4 При проведении изысканий, проектировании, строительстве и в процессе мониторинга следует проводить оценку следующих особенностей:
- процесса растепления (усиления) мерзлоты, т.е. повышения (понижения) ее температуры;
- процесса деградации (аградации) мерзлоты, т.е. переход фазового состояния грунта из мерзлого в талое (из талого в мерзлое);
- зоны теплового взаимовлияния отдельных частей мостового перехода;
- скорости и характера намораживания для различных конструктивно-технологических мероприятий.
Г.5 Прогнозирование температурного режима многолетнемерзлых грунтов оснований следует осуществлять с учетом трехмерности тепловых процессов.
Г.6 При проектировании искусственных сооружений необходимо учитывать изменение температурного режима многолетнемерзлых грунтов оснований, которое может произойти на всем протяжении их расчетного срока службы на всех стадиях жизненного цикла. Необходимую для расчетов несущей способности и устойчивости оснований температуру многолетнемерзлых грунтов следует определять, учитывая три характерных состояния их температурных полей: начальное, временное и предельное.
Начальному состоянию соответствует температурное поле перед началом строительства моста, определяемое обычно по данным изысканий.
Временному состоянию соответствует температурное поле в процессе строительства и эксплуатации сооружения. Это промежуточное состояние между начальным и предельным.
Предельному состоянию соответствует температурное поле в последний год расчетной эксплуатации мостового сооружения.
Г.7 Расчетную температуру (т.е. температуру, по которой рассчитывается несущая способность грунтов) в узловых точках массива грунтов оснований , °С, (см. Г.21) определяют, исходя из того, что начальное и временное состояния могут быть как менее благоприятными, чем предельное, так и более благоприятными, и вычисляют по формуле
, (Г.1)
где , - температура грунта соответственно при временном и предельном температурных состояниях, °С;
- температурная добавка, принимаемая для песчаных грунтов 0,5°С, а для глинистых 1°С.
Примечание - Расчетная температура должна быть выше, чем при временном и предельном состояниях.
Г.8 За расчетную температуру по Г.7 принимается температура грунта на момент окончания теплого периода года - при определении несущей способности грунтов, и на момент окончания холодного периода - при определении глубины сезонного промерзания в талых грунтах.
Г.9 При прогнозировании температурного режима грунтов оснований и обеспечения в процессе эксплуатации условий для сохранения температурного режима следует правильно учитывать размеры территории в плане, которые являются зоной теплового влияния для мостового перехода. Для этого рекомендуется использовать приближенную зависимость:
, (Г.2)
где - радиус зоны влияния для любой точки мостового перехода, м;
- глубина от дневной поверхности (т.е. для опоры моста - от естественной поверхности грунта, для насыпи - от поверхности насыпи и т.п.), на которой определяется температура, м.
Общие размеры в плане зоны теплового влияния для всего мостового перехода определяют огибающей линией для зон влияния отдельных узловых точек (опор, подходных насыпей, регуляционных сооружений). Допускается принимать ширину зоны теплового влияния равной в зоне насыпей подходов, и в зоне моста, где - ширина заложения подошвы насыпи, а - глубина заложения опоры.
Г.10 При определении зоны теплового влияния по Г.9 следует учитывать, что на температуры грунта ниже 10-20 м существенное влияние оказывают соседние, смежные с сооружением территории, поэтому рекомендуется при проектировании оценивать их тепловое влияние, даже если они и не входят непосредственно в эту зону теплового влияния (рекомендуется оценивать, как проектируемое сооружение оказывает влияние на соседние зоны). В связи с этим, рекомендуется прогноз температурного режима больших в плане объектов осуществлять в три стадии:
- оценка температурного режима территории до строительства с учетом имеющейся растительности, водотоков и водоемов и т.п.;
- оценка температурного режима территории после строительства с учетом изменения растительности, вырубки леса, переформирования водных объектов, искусственных отсыпок и т.п.;
- расчет температурного режима конкретного объекта с учетом изменяющего фонового предельного температурного состояния.
Г.11 Расчеты температурного режима следует проводить в трехмерной постановке, исходя из сложного трехмерного температурного состояния грунтов. Для отдельных частей и конструктивных элементов допускаются расчеты в одномерной и двумерной постановках.
Г.12 Прогноз температурного режима рекомендуется производить двумя методами: приближенным и точным с сопоставлением и взаимопроверкой результатов (см.
приложение Д ).
Г.13 При назначении исходных данных для расчета следует учитывать, что главное влияние на правильность результатов расчета оказывают граничные условия: температура воздуха и условия теплообмена на поверхности.
Г.14 При расчете термического сопротивления на поверхности следует прежде всего учитывать снежные отложения, растительный покров и искусственные покрытия (пеноплекс и др.).
Г.15 При определении температуры воздуха следует учитывать солнечную радиацию и испарения с поверхности для освещенных солнцем поверхностей с учетом их ориентации.
Расчетную величину среднемесячной приведенной температуры воздуха , °С, вычисляют по формуле
, (Г.3)
где - среднемесячная температура воздуха, определяемая по данным, имеющимся в климатологических справочниках;
- поправка к среднемесячным температурам воздуха за счет солнечной радиации, °С, вычисляемая по формуле
, (Г.4)
здесь - среднемесячная сумма радиационного баланса для рассматриваемого элемента поверхности, ккал/м ·мес;
- коэффициент теплообмена на поверхности грунта, ккал/(м ·ч·°С), приближенно вычисляемый по формуле
, (Г.5)
здесь - скорость ветра, м/с;
- поправка к среднемесячным температурам воздуха за счет испарения, °С, вычисляемая по формуле
, (Г.6)
здесь - коэффициент, учитывающий характер поверхности, принимаемый в первом приближении равным 0,8 для естественной поверхности и 0,3 - для оголенной.