Укрепление откосов от размыва. Типы укреплений подходов и регуляционных сооружении

водоотводных устройств

8.1 Тип укрепления поверхности откоса земляного полотна или водоотводного сооружения должен отвечать условиям работы укрепляемого сооружения и учитывать его конструкцию, грунтовые, гидрологические и погодно-климатические условия.

Проектируемая конструкция укрепления при ее применении не должна нарушать прилегающей окружающей среды и должна предотвращать эрозионные процессы откосов, способствовать обеспечению устойчивости земляного полотна.

8.2 Конструкция укрепления земляного полотна и водоотводного сооружения должна обеспечивать устойчивость откосов в процессе всего срока службы автомобильной дороги.

8.3 По характеру восприятия временных и постоянных нагрузок, а также природно-климатических факторов, конструкции укрепления подразделяют на защитные (изолирующие) и несущие (удерживающие).

Защитные (изолирующие) конструкции предназначены для защиты поверхностных слоев откосов от температурных воздействий, атмосферных осадков, ветровой и водной эрозии.

Несущие (удерживающие) конструкции предназначены для компенсации сдвигающих усилий, возникающих в поверхностных слоях грунта откосов, а также силовых воздействий паводковых и поверхностных вод на откосы пойменных насыпей.

8.4 Технические условия и область применения конструкций укрепления откосов приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1

8.5 В качестве основания или подготовки под укрепление (обратного фильтра) используют щебень из плотных горных пород или полотно иглопробивное геотекстильное для транспортного строительства по СТБ 1104 с поверхностной плотностью от 400 до 600 г/м 2 .

8.6 Выбор типа укрепления при разработке проектной документации конкретного сооружения производится на основании расчетов с учетом требований СНиП 2.06.04 и Пособия ПМП-91 к СНиП 2.05.03, технико-экономического сравнения вариантов и с учетом условий эксплуатации, наличия местных строительных материалов, оснащенности строительной организации необходимыми ресурсами, машинами и механизмами.

8.7 Типы укрепления канав выбирают на основании результатов гидравлического расчета. При уклоне дна до 10 ‰ канаву устраивают без укрепления. При больших уклонах применяют следующие типы укреплений: при уклонах дна от 10 до 30 ‰ - засев трав или щебневание; от 30 до 50 ‰ - бетонные плиты мощения или покрытие из нетканого синтетического материала с семенами трав ; при уклонах более 50 ‰ - энергию потока гасят устройством специальных сооружений (перепадов, быстротоков) или приданием дну сооружения специального профиля .

Конструкции и расчеты укрепления дна и откосов канав приведены в альбоме Б.503-09-1 .

8.8 В пределах уровня подтопления (с учетом влияния подпора и волны набега) при расчетном паводке плюс 0,5 м укрепление конусов у малых и средних мостов производят монолитным бетоном толщиной от 10 до 12 см, сборными плитами с гибкими связями, коробчатыми габионами или матрасами Рено, уложенными на подготовку из полотна иглопробивного геотекстильного для транспортного строительства по СТБ 1104.

Укрепление прилегающих к конусам откосов насыпи производится сборной или монолитной решеткой, изношенными автомобильными покрышками с заполнением ячеек и кольцевых полостей щебнем фракции 40-70 мм, камнем размером 50-150 мм или цементобетоном, а также нетканым синтетическим материалом с семенами многолетних трав по СТБ 1030 с устройством защитной решетки из бортовых колец на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом (или в зависимости от) гидрологического режима реки или водоема.

8.9 Укрепление конусов и откосов выемки под пролетным строением путепроводов производится сборными бетонными плитами толщиной 8 см, сборными или монолитными решетками, а также георешетками с заполнением ячеек щебнем или цементобетоном. Сплошные укрепления из монолитного бетона и крупноразмерных бетонных плит рукомендуется применять на конусах насыпи и откосах выемки только под пролетным строением путепроводов и при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Укрепление боковых частей конусов и откосов насыпи (выемки) на прилегающих к путепроводу участках производится, при необходимости, нетканым синтетическим материалом с семенами многолетних трав по СТБ 1030, уложенным сплошным покрытием или полосами в клетку , , покрытием из георешеток, монолитной или сборной решеткой из бетонных элементов или бортовых колец с заполнением ячеек растительным грунтом с посевом трав, щебеночно-гравийно-песчаной смесью или каменным отсевом (дробленым песком).

8.10 Конструктивные решения укреплений откосов земляного полотна приведены в приложении Д.

8.11 Укрепление монолитным бетоном (рисунок Д.1) предусматривают по тщательно выровненной поверхности, разбитой предварительно на определенные участки (плиты). Размер плит в плане не должен превышать 2,0х2,0 м. Рекомендуется принимать размер стороны плит по горизонтали 1,5 м и по вертикали вдоль образующей откоса - 1,0 м. Плиты образуют с помощью деревянной опалубки, выполненной из обрезных антисептированных сосновых досок толщиной не менее 25 мм, поставленных на ребро на ленточный обратный фильтр из полотна иглопробивного по СТБ 1104 или на уложенные плашмя бетонные прокладки. Верхняя кромка опалубки должна соответствовать верху монолитной плиты. Для армирования монолитного укрепления применяют металлическую сетку с ячейками 200х200 мм из арматуры класса А-I диаметром 6 мм. Сетка должна укладываться на «сухари» (бетонные кубики толщиной, равной половине толщины укрепления).

Для удержания опалубки в проектном положении применяют забиваемые в грунт металлические штыри диаметром 16-18 мм и длиной 25-30 см.

Уплотнение бетонной смеси в опалубке предусматривают виброрейками, глубинными или площадочными вибраторами.

Для предотвращения вытекания цементного молока в щебеночное основание рекомендуется применять в качестве подготовки под монолитные плиты прослойку из полотна иглопробивного геотекстильного с поверхностной плотностью 500-600 г/м 2 по СТБ 1104, уложенную по спланированному и уплотненному грунту откоса (конуса). В данном случае опалубку устанавливают на геотекстильную прослойку, которую непосредственно перед бетонированием увлажняют водой или обрабатывают суспензией из цемента и воды, взятых в соотношении 1:10-1:5.

8.12 Монолитная цементобетонная решетка (рисунок Д.1) должна изготавливаться с использованием специальных жестких съемных опалубок многоразового использования, имеющих в плане форму прямоугольника (квадрата) . Опалубки изготавливают из листового материала или из досок, устанавливают с интервалом на спланированную и уплотненную поверхность откоса или на подготовку из щебня и крепят к откосу анкерами. В промежутки между опалубками укладывают арматуру и бетонную смесь, которую уплотняют с помощью штыковок или глубинных вибраторов.

При проектировании монолитной решетки по подготовке из щебня в промежутки между опалубками по щебню укладывают полоски геотекстильного иглопробивного полотна по СТБ 1104, которые перед бетонированием решетки обрабатывают суспензией из цемента и воды, взятых в соотношении 1:5-1:3 .

После уплотнения поверхность уложенной бетонной смеси заглаживают вровень с верхним краем опалубок. После затвердения бетона удаляют анкеры из тела откоса и извлекают опалубку, которую устанавливают на новое место на откосе для дальнейшего бетонирования.

Ячейки полученной бетонной решетки заполняют растительным грунтом с посевом трав или каменным материалом (щебень, гравий и пр.).

8.13 Укрепления сборной решеткой из бетонных элементов ЭР-1 и ЭР-2 (рисунок Д.2) применяют на подходах к мостам и путепроводам, а также на конусах.

Элемент ЭР-1 - это бетонная балочка длиной 100 см с криволинейной верхней гранью и выпусками арматуры в виде петель по концам 8.

Элемент ЭР-2 - это армированная бетонная балочка сечением 14х12 см и длиной 100 см с двумя стержневыми выпусками арматуры по концам 9. При этом один конец арматуры расположен вдоль оси балочки, второй конец отогнут у торца балочки под углом 90 o к нижней поверхности. При монтаже решетчатой конструкции балочку укладывают на откос с вдавливанием отогнутых арматурных стержней в поверхностный слой грунта.

Бетонные балочки укладывают на откосе в виде прямоугольной или диагональной решетки. Объединение балочек в решетку производится в местах стыка путем соединения петель (для ЭР-1) или продольных выпусков арматуры (для ЭР-2). Места стыков омоноличивают цементным раствором. Крепление балочек на откосе осуществляется с помощью металлических стержней, забиваемых через общую петлю в местах стыков (для ЭР-1), или с помощью выпусков арматуры, задавленных в поверхностный слой откоса (для ЭР-2).

Ячейки сборной решетки заполняют растительным грунтом с посевом семян трав или каменными материалами.

8.14 Решетчатый бетонный элемент укреплений ЭР-5 (рисунок Д.3) имеет размеры 240х120х12 см. В теле элемента выполнены квадратные окна размером в плане 40х40 см. На боковых сторонах элемент имеет по две петли, которые используются в качестве монтажных и для соединения смежных элементов между собой в конструкции укрепления. Соединение петель осуществляют электросваркой, а места стыка омоноличивают цементным раствором.

Элементы укладывают на спланированную поверхность откоса рядами так, чтобы элементы одного ряда в плане перекрывали зазоры между элементами смежных рядов. Нижний ряд элементов опирают на бетонный упор или заглубляют в подошву откоса. На подтопляемых откосах решетчатые элементы укладывают по подготовке из щебня или геотекстильного полотна по СТБ 1104.

Окна в решетчатых элементах заполняют растительным грунтом с посевом трав, а на подтопляемых откосах - щебнем фракции 40-70 мм или камнем размером 5-120 мм.

8.15 Армированные бетонные плиты ПУ-6 (рисунок Д.4) толщиной 12 см и размером в плане 100х100 см выполнены с двумя срезанными углами, в которые заделаны петли. Третья петля установлена в середине нижней стороны.

Плиты ПУ-6 укладывают на откосе на обратный фильтр из щебня или на уложенные с нахлестом геотекстильные полотна по СТБ 1104. Плиты ПУ-6 в покрытии укладывают рядами с зазором таким образом, чтобы плиты одного ряда в плане перекрывали зазоры между плитами смежных рядов. Нижний ряд плит опирают на бетонный упор или заглубляют в подошву откоса.

Между собой плиты ПУ-6 могут быть соединены жестко путем сварки петель в узлах объединения или шарнирно с помощью хомутов, продетых через петли. Соединение плит ПУ-6 в покрытии в трех точках (против традиционного соединения в четырех углах или по каждой из четырех сторон) придает покрытию гибкость. Места стыка петель при жестком их соединении заделывают цементным раствором или асфальтобетонной смесью.

8.16 Бетонная плита ПУ-4 (рисунок Д.5) имеет форму квадрата с размером стороны 50 см со срезанными углами и цилиндрическим отверстием посредине плиты. Толщина плиты принята 10 см.

На спланированную поверхность откоса плиты укладывают в шахматном порядке таким образом, чтобы скошенные углы плит смежных рядов касались друг друга.

Квадратные ячейки между плитами могут быть заполнены цементобетоном или щебнем, обработанным битумной эмульсией. Отверстия в плитах заполняют щебнем мелкой фракции, каменным отсевом или грунтом с семенами трав.

8.17 Георешетки - это гибкие маты с сотовой структурой (рисунок Д.6). Полосообразные элементы решеток изготавливают из рулонных материалов толщиной 1-6 мм. Исходный материал может быть водонепроницаемым (в виде пластика) или водопроницаемым (нетканое полотно термоупрочненное). Ширина полос материала, используемых для изготовления георешеток, изменяется от 5 до 20 см и выбирается в зависимости от крутизны откоса и вида заполнителя, а также с учетом обеспечения минимальной стоимости грунтоукрепительных работ.

Пластиковая георешетка типа ТENWEB (Прудон-494) представляет собой гибкий компактный модуль, состоящий из скрепленных между собой в шахматном порядке полимерных лент, которые образуют в растянутом положении прямоугольную конструкцию.

Георешетка ARMATER изготавливается из полос термоупрочненного геотекстильного полотна и применяется для защиты от эрозии откосов и естественных склонов. Благодаря сотовой структуре и водопроницаемости полос скорость стекающей дождевой воды значительно уменьшается, что предотвращает размыв откоса. При этом высокая водопроницаемость иглопробивного материала по сравнению с пластиковыми полосами облегчает течение воды и уменьшает водонасыщение грунта откоса. Поэтому при укладке такой решетки на откос отпадает необходимость в укладке по грунту откоса прослойки из нетканого волокнистого материала. Геотекстильная решетка ARMATER состоит из полос материала (полиэстер), скрепленных между собой таким образом, что в растянутом состоянии образуются ячейки шестиугольной формы.

Конструкция укрепления представляет собой сплошной ковер из георешеток, заполненных грунтовым материалом (растительный грунт с семенами трав, щебень и др.). Крепление георешеток на верхнем слое откоса и между собой выполняется посредством Г-образных металлических анкеров, скоб или скрепок. При этом под пластиковые георешетки на поверхность откоса предварительно укладывается разделительная прослойка из геотекстильного полотна по СТБ 1104 с поверхностной плотностью 250-300 г/м 2 .

При укреплении конусов под пролетным строением искусственных сооружений используют пластиковые георешетки. В качестве материала заполнителя используют гранитный щебень. Верхнюю часть конструкции сопрягают с элементами шкафной части устоев и омоноличивают путем заполнения ячеек бетонным раствором. По всему периметру подошвы конуса устраивают бетонный упор, а прилегающие к упору ячейки георешеток омоноличивают бетоном.

8.18 . Нетканый синтетический материал с семенами многолетних трав (НСМ СТ) по СТБ 1030 применяют для укрепления боковых частей конусов и откосов насыпей и выемок на прилегающих к ним участках с целью повышения их устойчивости и защиты от водной и ветровой эрозий, а также при укреплении водоотводных сооружений.

При укреплении откосов НСМ СТ служит постоянным элементом, выполняющим в первую очередь функцию защиты и играющим роль прорастающего покрытия. Сплошное укрепление поверхности неподтопляемых откосов и конусов НСМ СТ рекомендуется выполнять при их крутизне 1:1,5 и положе. При соответствующем технико-экономическом обосновании НСМ СТ может применяться для сплошного укрепления поверхности откосов с крутизной, меньшей 1:1,5. НСМ СТ укладывают на откосы насыпей и выемок при связных грунтах непосредственно на спланированную поверхность откоса; при несвязных грунтах - на предварительно распределенный по откосу слой растительного грунта толщиной 10-15 см. Сверху НСМ СТ закрывают растительным грунтом толщиной 2-4 см и поливают водой.

С целью сокращения сроков формирования на откосе устойчивого травяного покрова рекомендуется использовать способ 10, при котором перед укладкой на откосе рулоны НСМ СТ насыщают в течение 6-8 часов в растворе минеральных удобрений и после этого выдерживают во влажных условиях, исключающих испарение влаги из материала, например, в емкостях с водяным затвором или под полиэтиленовой пленкой до момента прорастания семян.

Рулоны НСМ СТ с проросшими семенами доставляют на место производства укрепительных работ и укладывают по спланированной поверхности откоса. Укладка материала с проросшими семенами способствует быстрому формированию побегов трав и устойчивой корневой системы. Наличие при этом в НСМ СТ минеральных удобрений, которые под действием полива и атмосферных осадков постепенно переходят в грунт откоса, способствует быстрому формированию травяного покрова.

При укладке НСМ СТ на откосе насыпи он должен обязательно обеспечивать защиту бровки откоса. В этом случае материал закрепляют на обочине с заведением в канавку, устраиваемую параллельно бровке земляного полотна, или под конструкцию укрепления обочины (рисунок Д.9).

НСМ СТ укладывают на поверхности грунтового откоса полосами, расположенными перпендикулярно бровке земляного полотна (поперечное расположение полос) или параллельно бровке земляного полотна (продольное расположение полос) (рисунок Д.7). Характер укладки определяется конкретными условиями строительства. Продольная раскладка рулонов технологически предпочтительна для пологих откосов с крутизной 1:2 и положе, а также подтопляемых откосов. Поперечная раскладка полотен обеспечивает лучшие условия для закрепления НСМ СТ в верхней и нижней частях откоса и большую сопротивляемость возникающим сдвигающим усилиям. Полотна НСМ СТ укладывают внахлестку величиной 0,10-0,15 м. В нижней части откоса края (концы) полотен материала заводят в канавку, устраиваемую вдоль подошвы откоса.

Для стыковки НСМ СТ на подтопляемом откосе можно использовать способ 11, при котором смежные полотна раскладывают на откосе лицевыми поверхностями друг на друга таким образом, чтобы стыкуемые края их совпадали. По линии стыка в откосе выполняют канавку шириной 20 см и глубиной 25-30 см, заводят в нее края обоих полотен и крепят их ко дну канавки колышками. Канавку заполняют вынутым грунтом заподлицо с поверхностью откоса с его тщательным уплотнением, после чего верхнее полотно разворачивают относительно линии крепления до соприкосновения с поверхностью откоса.

Такой способ стыковки полотен позволяет достичь полной закрытости поверхности откоса, исключив при этом наличие нахлеста соседних полотен, что предотвращает их подмыв, а также вынос грунтовых частиц из-под НСМ СТ набегающими волнами.

При укреплении откосов выемки нижними концами полотен перекрывают поверхность кювета с закреплением концов на обочине. Укладку полос следует начинать, считая по течению, с низовой стороны, укладывая материал от верха откоса к его подошве и продолжая укладку в направлении против течения.

На боковых частях конусов, а также на откосах с крутизной менее 1:1,5, не подверженных эрозии, с целью экономии может применяться конструкция укрепления в клетку, представляющая собой полосы НСМ СТ, уложенные в виде сетки с прямоугольными ячейками, заполненными растительным грунтом 15. Ширина полос материала составляет 30-50 см, а размер ячеек - 60-100 см. Полосы НСМ СТ в местах пересечения скрепляют между собой и с откосом кольями или металлическими скобами. При этом полосы НСМ СТ сверху закрывают растительным грунтом толщиной 2-4 см.

8.19 При защите подтопляемых откосов в качестве экспериментальных могут применяться конструкции укрепления с использованием бортовых колец (рисунок Д.8), изношенных автомобильных шин (рисунок Д.9), монолитного бетона, укладываемого на откос методом торкретирования, а также с использованием коробчатых габионов фирмы Маккаферри и матрасов Рено (рисунок Д.10).

8.20 При защите подтопляемых откосов НСМ СТ применяют в сочетании с решетчатыми сборными конструкциями укрепления из бортовых колец (рисунок Д.8). Бортовые кольца, уложенные определенным образом на слой НСМ СТ и прикрепленные к грунту откоса, образуют ячейки, которые впоследствии заполняют растительным грунтом. Сборная решетка из бортовых колец может быть уложена по геотекстильному материалу без семян трав. В этом случае ячейки решетки заполняют каменным материалом или укрепленным грунтом.

8.21 Конструкции укрепления с использованием изношенных автомобильных шин рекомендуется применять для защиты от размыва подтопляемых откосов насыпей, а также направляющих сооружений. Для укрепления используют автомобильные шины или их половинки. Укрепление первого типа (рисунок Д.9) представляет собой расположенную на поверхности откоса прослойку из геотекстильного материала по СТБ 1104 и уложенное поверх нее защитное покрытие из прилегающих друг к другу утилизированных автомобильных шин 12. Для лучшего сцепления с откосом в пространстве между шинами в геотекстильном материале выполняют отверстия, а в теле откоса соосно им - углубления. Межшинное пространство и углубление в теле откоса заполняют бетонной смесью. После твердения бетона, расположенного в поверхностном слое откоса, обеспечивается надежное сцепление защитного покрытия с откосом и предотвращается его сползание. Заполнение межшинного пространства бетоном позволяет обеспечить надежное объединение кольцеобразных элементов в сплошное покрытие с гибкими связями. После твердения бетонной смеси в свободные полости шин размещается заполнитель с таким расчетом, чтобы его поверхность совпадала с поверхностью бетона в межшинном пространстве. В качестве заполнителя используются галька, щебень или растительный грунт с семенами трав (в зависимости от гидрологических условий работы защитного покрытия).

Укрепление второго типа (рисунок Д.9) представляет собой закрепленную на поверхности откоса прослойку из геотекстильного материала и кольцеобразные элементы, соединенные в квадратном порядке из половинок утилизированных автомобильных шин (разрезанных по диаметральной плоскости), уложенных на геотекстильную прослойку разрезом вверх и заполненных щебнем 13.

В боковинах автопокрышек выполнены отверстия круглой формы и симметрично им дренажные отверстия прямоугольной формы. Кольцевые элементы раскладывают на откосе таким образом, чтобы дренажные отверстия прямоугольной формы были расположены вниз, а круглые отверстия с анкерами - вверх по образующей откоса. В отверстия круглой формы забивают металлические анкеры, которые удерживают конструкцию укрепления на откосе.

Щебень, размещенный в кольцевой полости выше плоскости, проходящей через верх борта половинок шин, укрепляют вяжущим. В качестве вяжущего могут быть использованы цемент, битумная эмульсия и др. Промежутки между кольцевыми элементами заполняют бетоном или асфальтобетоном.

Использованные автомобильные шины или их половинки могут укладываться на откосе как в квадратном, так и в шахматном порядке.

8.22 Для укрепления подтопляемых откосов рекомендуется использовать конструкцию в виде сплошного защитного покрытия из набрызга бетона, которую армируют натянутыми отрезками проволоки, пересекающимися в плане под углом 90 о . Защитное монолитное покрытие устраивают поверх прослойки из полотен геотекстильного материала по СТБ 1104, уложенных по откосу с нахлестом. Монолитное бетонное покрытие, нанесенное на геотекстильную прослойку под действием воздушной струи высокого давления, характеризуется высокой плотностью и морозостойкостью. Прослойка из геотекстильного материала, выполняющая функцию обратного фильтра, отводит воду и препятствует вымыванию грунтовых частиц из тела откоса.

8.23 Коробчатые габионы Маккаферри и матрасы Рено представляют собой корзины прямоугольной формы, выполненные из металлической оцинкованной сетки, имеющей шестигранные звенья с двойным кручением. Габионный ящик имеет высоту от 0,5 до 1,0 м, матрас Рено - от 0,15 до 0,5 м. Габионы и матрасы Рено разделены на ячейки посредством диафрагм, которые служат для упрочения конструкции, облегчения работ по устройству сооружений из них и удобства при эксплуатации сооружений. Диафрагмы выполнены из той же сетки, из которой состоит габион, и крепятся непосредственно к основанию габионов во время их изготовления. Диафрагмы устанавливают на расстоянии 1 м.

Габионы и матрасы Рено на строительную площадку поставляют в виде пакетов, которые состоят из плоских сложенных разверток. На месте строительства они формируются в ящики путем перевязки проволокой по угловым ребрам. К стенкам ящиков с внутренней стороны привязывают диафрагмы.

Пустой собранный габионный короб устанавливается на свое место в конструкции укрепления (рисунок Д.10) и привязывается к предыдущему, уже установленному габиону. Для наполнения габионов и матрасов Рено используется материал, состоящий из булыжника, гальки или карьерного камня. Размеры камня должны в 1,5-2,0 раза превышать размер ячейки сетки. При заполнении габионов крупные камни должны находиться у сетки, а мелкие - в середине корзины. Для заполнения габионов и матрасов Рено камнем используется простая дорожная техника (экскаваторы, ковшовые погрузчики и т.д.) В зависимости от условий строительства заполнение габионов может осуществляться и вручную.

По окончании заполнения камнем габион или матрас Рено закрывается крышкой, которая привязывается к самому габиону. Увязка габионов осуществляется как вручную, так и с помощью специальных автоматических приспособлений типа «степлер».

Покрытия из матрасов Рено и габионов укладываются непосредственно на грунт или геотекстильный материал по СТБ 1104 с поверхностной плотностью 250-300 г/м 2 , уложенный по грунту.

8.24 Для укрепления подтопляемых откосов могут применяться также типовые конструкции укреплений с использованием каменной наброски (рисунки Д.11 и Д.12). Тип конструкции укрепления, размер камня, толщину каменной наброски принимают по расчету в зависимости от скорости волны. Для наброски используют несортированный карьерный камень.

Каменную наброску целесообразно устраивать по прослойке из геотекстильного полотна по СТБ 1104, которая выполняет функцию обратного фильтра.

Главный враг земляного полотна - вода. Устойчивость увлажненного грунта понижается, поэтому в зависимости от местных условий требуется выполнить мероприятия по обеспечению стабильности земляного полотна. К их числу относятся:

• регулирование поверхностного стока;
• защита земляного полотна от влияния атмосферных факторов;
• понижение уровня или перехват грунтовых вод;
• устройство поддерживающих сооружений;
• укрепление грунтов.

Регулирование поверхностного стока требуется для того, чтобы не происходили размывы земляного полотна и инфильтрация поверхностных вод в грунт. Для этого планируют территорию, прилегающую к земляному полотну, чем обеспечивают сток воды; создают сеть водосборно-водоотводных устройств; принимают специальные меры против инфильтрации в грунт воды с поверхности и через дно и стенки водоотводных устройств.

Следует особо подчеркнуть, что предупредить просачивание воды в грунт всегда проще и дешевле, чем удалять воду из грунта.

Для защиты земляного полотна от размывного действия воды, прибоя волн, выдувания грунтов ветром и вредного влияния других атмосферных факторов применяют засев травой, одерновку, мощение камнем, каменные отсыпи, бетонные, железобетонные и асфальтовые покрытия, древесно-кустарниковые насаждения. Окончательное решение в каждом конкретном случае принимается на основе сравнения вариантов.

Засев травой - основной вид защиты откосов, выемок и незатопляемых насыпей. Для засева применяют смеси местных многолетних трав рыхлокустовых (тимофеевка), корневищных (костер безостый) и стержнекорневых или бобовых.

Одерновка откосов земляного полотна также обеспечивает достаточное сопротивление размыву. Она может быть осуществлена в клетку и сплошь (плашмя).

При одерновке в клетку дерновые ленты укладывают под углом 45° к образующей откоса (рис. 1). Клетки засыпают растительной землей и засеивают травой.

Рис. 1 - Укрепление откосов одерновкой в клетку

При сплошной одерновке дерновые ленты или штучные дернины укладывают горизонтальными рядами, перевязывая швы (рис. 2). Одерновка откосов применяется в комбинации с посевом трав при укреплении высоких откосов и как самостоятельная мера в условиях, неблагоприятных для произрастания трав. Откосы мокрых выемок рекомендуется укреплять сплошной одерновкой.

Рис. 2 - Укрепление откосов сплошной одерновкой

Мощение камнем (крупностью 0,15-0,3 м) бывает одиночное и двойное (рис 3). Камень укладывают на подстилающий слой из мха, уплотненного волокнистого торфа толщиной 5-10 см, щебня или гравия толщиной 10-20 см. Мощением укрепляют омываемые откосы при скоростях течения воды 2-6 м/с в зависимости от глубины воды.

Рис. 3 - Двойное мощение камнем и возвышение незатопляемой части откоса

Применяют для укрепления (в местностях, богатых камнем) подводных частей подтопляемых откосов насыпей (рис. 4). Для укрепления затопляемых откосов насыпей и берегов горных рек применяют также габионы, представляющие собой ящики из оцинкованной проволочной сетки, заполненные камнем. Для создания каменных отсыпей используют самосвалы, бульдозеры и другие машины.

Рис. 4 - Каменные отсыпи, выполненные: а - при строительстве насыпи; б - в процессе эксплуатации; ГМВ - горизонт меженных вод; ГВВ - горизонт высоких вод

Железобетонные покрытия устраивают при скоростях течения воды более 3,0-3,5 м/с, а также при сильном волновом воздействии. Сборные плиты имеют размеры от 1×1 до 3×3 м, а монолитные (рис. 5), сооружаемые на месте, от 5×5 до 10×10 метров толщиной 0,15-0,45 м. Для укрепления откосов начинают применять бетонные и железобетонные плитки размерами в плане 0,3×0,3 м, 0,5×0,5 м и более, толщиной 0,08-0,2 м.

Рис. 5 - Железобетонное покрытие откоса

Древесно-кустарниковые насаждения являются хорошим и недорогим видом защиты откосов земляного полотна на поймах рек при скоростях течения воды до 1,5 м/с Скорость течения воды снижается благодаря большому сопротивлению, оказываемому кроной, а корни связывают частицы грунта, повышая устойчивость откоса; стволы деревьев защищают откосы от ударов крупных льдин. Для посадок используются преимущественно ивовые породы с густой сильно развитой кроной и стелящейся корневой системой.

Различные конструкции укрепления выдерживают примерно следующую скорость течения воды:

• одерновка - 0,9-1,4 м/с;
• наброска из камней - 3,0-4,9 м/с;
• одиночное каменное мощение - 2,5-5,0 м/с;
• бетонные откосные плиты - 5,0-12,0 м/с.

В зависимости от местных условий выбирают тот или другой способ укрепления.

Повышают устойчивость насыпей на крутых косогорах и откосов подпорные стены (рис. 6), пригружающие контрбанкеты (рис. 7) и контрфорсы (рис. 8), сооружаемые по индивидуальным проектам в зависимости от гидрологических особенностей каждого объекта. Контрбанкеты желательно отсыпать из камня, щебня, галечника, гравия, песка.

Рис. 8 - Контрфорс в откосе выемки: а - продольный; б - поперечный разрезы; 1 - грунт, срезаемый для уположения откоса; 2 - банкет; 3 - крупнозернистый песок; 4 - бетон; 5 - сухая кладка; 6 - железобетонный лоток; 7 - дренажная труба

Страница 8 из 12

Отделка земляного полотна и укрепление откосов.

В процессе производства основных земляных работ насыпи и выемки получают грубое очертание – откосы их неровны, бровки извилисты, а в выемках остаётся недоработанный грунт. Для придания поперечному профилю проектной формы выполняются специальные отделочные и укрепительные работы.

К отделочным относятся планировка поверхностей насыпей, выемок и резервов. К укрепительным – укрепление откосов насыпей, выемок и резервов; дна резервов и канав от размыва водой и выдувания ветром. Пла-нировка земляного полотна и зачистка выемок до проектных отметок выпол-няется сразу после окончания основных работ специализированным звеном.

Очерёдность планировки: насыпь – земляное полотно, откосы;

выемки – откосы, дно выемок.

Планировочные работы выполняются автогрейдерами, экскаваторами и бульдозерами с навесным оборудованием (откосники, уширители отвала, скребки, струги). Для доработки выемок и резервов применяются землерой-ные машины – бульдозеры, скреперы и экскаваторы-драглайны.

Отделочные работы желательно выполнять при оптимальной влажности грунтов, что позволяет использовать срезаемый грунт для засыпки пони-жений, хорошего его уплотнения и облегчает работу машин.

Планировка производится, начиная с наиболее низких участков (в про-дольном профиле), для обеспечения водоотвода в процессе производства ра-бот. Автогрейдерами можно планировать откосы положе 1:3 при непосред-ственном движении по ним. Более крутые откосы планируются с помощью удлинителя ножа и путём выноса ножа грейдера в сторону. Автогрейдерами планируются откосы насыпей до 3,5м.

Планировка ведётся в несколько проходок по захваткам. Расчётная длина захватки – 300…1000м, зависит от грунтов и вида планировщика. При больших объёмах работ целесообразно применять системы автоматического управления отвалом («Профиль»-П, «Профиль»-30 и др.). Работа этих систем основана на функционировании электрических приводов от датчиков прикре-плённых к отвалу и перемещающихся по натянутой копирной струне или получающих сигналы от лазерных датчиков.

Планировка бывает грубой и окончательной. Грубая – перед выдерж-кой насыпи; окончательная – перед устройством покрытия.

После планировки или окончания строительства искусственных соору-жений выполняется крепление земляных откосов (укрепительные работы). Оно обеспечивает устойчивость и надёжность всего земляного полотна. Укреплению подлежат: откосы и обочины земляного полотна, конусы и подходы к малым искусственным сооружениям, верхняя часть земляного полотна.

Конструкции креплений:

• растительный травяной покров – выполняется засевом долголетних трав или укладкой ранее снятого почвенно-растительного слоя;
• посадка деревьев и кустарников;
• одерновка откосов укладкой и временно закреплённых спицами плас-тов заранее заготовленного дёрна;
• установка сборных железобетонных элементов в виде сплошных или решётчатых блоков-плит;
• крепление откосов каменной наброской из сортированного камня, устройство каменных банкетов у подножия откосов;
• монолитные крепления откосов из бетона с армированием;
• крепление фашинами, габионами, армированным грунтом.

Вид крепления зависит от крутизны откоса, материала откоса, метео-условий, наличия местных материалов, возможностей механизации и др.

Бермы и откосы земляного полотна, кюветов, продольных водоотводных и нагорных канав требуют защиты от размыва ливневыми, паводковыми и текущими водами, а также от выдувания пылеватых мелкозернистых грунтов ветрами. Наиболее простой способ их укрепления - посев много­летних трав с предварительным покрытием откосов насыпей и выемок, сос­тоящих из глин, суглинков, песков и супесков, растительным слоем грунта. Сеют травы и вносят удобрения специальным агрегатом.

Другой способ – одерновка откосов в клетку и плашмя (рис. 46). Сплошная одерновка плашмя предотвращает размыв дождями и талыми водами и допускает периодическое подтопление и небольшое волновое воз­действие. Для срезки дерна применяется дернорез-дерноукладчик. Куски дерна закрепляют на откосах деревянными спицами размером 2x2x25 см.

В благоприятных климатических условиях периодически подтапливае­мые откосы защищают древесно-кустарниковые насаждения, которые хоро­шо противостоят воздействию текущей воды и волнобоя и предупреждают поверхностные сплывы откосов.

Каменная наброска в плетневых клетках и мощение камнем (рис. 47) надежно защищают подтопляемые откосы от размыва, но требуют больших затрат ручного труда и их почти не применяют. Для создания каменных от­сыпей (рис. 48) используют самосвалы, бульдозеры и другие машины. Отсыпи

способны приспосабливаться к неравномерной осадке откосов и этот спо­соб защиты широко применяют в районах, где камень не дорог.

Прочным и надежным укреплением, позволяющим полностью меха­низировать изготовление и укладку, служат сборные железобетонные плиты размерами в плане 2,5x2,5; 2,5x3 и 2,5x3,5 м, толщиной не менее 12 см. При укладке швы между плитами заливают бетоном или цементным раст­вором. Этот способ укрепления применяют, как правило, при полной стаби­лизации земляного полотна.

Различные конструкции укрепления выдерживают примерно следую­щую скорость течения воды: одерновка - 0,9-1,4, наброска из камней - 3,0-4,9, одиночное каменное мощение - 2,5-5,0, бетонные откосные пли­ты - 5,0-12,0 м/с. В зависимости от местных условий выбирают тот или другой способ укрепления.

Повышают устойчивость насыпей на крутых косогорах и откосов под­порные стены (рис. 49), пригружающие контрбанкеты (рис. 50) и контрфор­сы (рис. 51), сооружаемые по индивидуальным проектам в зависимости от гидрологических особенностей каждого объекта. Контрбанкеты желательно отсыпать из камня, щебня, галечника, гравия, песка.

7. Деформации и разрушения земляного полотна

Прочность грунтов земляного полотна резко меняется под воздействием физико-химических процессов. Увлажнение глинистых грунтов, например, может стать причиной перехода их из твердого состояния в пластичное и даже текучее. Под воздействием динамических нагрузок (вибрации, уда­ры) грунты, взаимодействуя с содержащейся в них водой, становятся не­устойчивыми. Промерзание и оттаивание их сопровождаются объемными и прочностными изменениями. Эти изменения в сочетании с ошибками и не­удачными решениями при проектировании, сооружении и эксплуатации иног­да приводят к катастрофическим последствиям. Медленно протекающие деформации земляного полотна, постепенно накапливаясь, становятся опас­ными и могут вызвать его разрушения (оползни, провалы, обвалы и др.). Ос­новные виды деформаций основной площадки земляного полотна - бал­ластные корыта (рис. 52), ложи (рис. 53), мешки и гнезда (рис. 54 и 55).

Развитию этих деформаций способствуют переувлажнение грунтов при оттаивании или скопление воды, выпадающей в виде атмосферных осадков, во впадинах под шпалами, на основной площадке из-за неудовлетворитель­ного содержания или недостаточной толщины балластного слоя, неисправ­ности водоотводных устройств (кюветов, лотков и др.), использования не­пригодных грунтов или недостаточного их уплотнения при сооружении зем­ляного полотна. Меры борьбы с углублениями: замена глинистых грунтов дренирующими, срезка бортов (рис. 56) балластных корыт, лож и мешков с заменой вырезанного грунта, устройство продольных дренажей и попереч­ных прорезей для отвода воды (рис. 57 и 58). Эти работы очень трудоемки и требуют перерыва в движении поездов, поэтому когда балластные мешки и гнезда глубокие, вместо срезки бортов с помощью пневмопробойника в них пробивают отверстия, выпускают воду и укрепляют грунт, инъекцируя в него вяжущие растворы.

Зимой в глинистых грунтах часто наблюдаются неравномерные вспу­чивания земляного полотна, так называемые пучины. Выравнивание иска­женного пучинами профиля пути - очень трудоемкая работа. Различают балластные и грунтовые пучины. Балластные пучины появляются в начале зимы при замерзании воды в загрязненном балласте и в углублениях основ­ной площадки земляного полотна. Высота этих пучин 2-4 см. Весной обычно

появляются весенние пучинные просадки вследствие переувлажнения и резкого понижения несущей способности оттаивающих грунтов. Меры борьбы с балластными пучинами и весенними пучинными просадками: выравнивание основной площадки земляного полотна, замена или очистка загрязненного балласта, устранение застоя воды на земляном полотне (прочистка кюветов, срезка наслоения грунта и грязного балласта на обочинах, устранение различных впадин на основной площадке); увеличение толщины балластного слоя.

Грунтовые пучины образуются при замерзании воды под основной площадкой земляного полотна в течение всего периода промерзания. Высота таких пучин достигает 10-20 см. Причины их появления: неоднородные грунты в промерзаемой части земляного полотна, различно увлажняемые, с неодинаковой интенсивностью пучения; бессточные неровности в глинис­том грунте из-за местного недобора или перебора его при строительстве, а также из-за балластных лож, мешков и гнезд. Осадка грунтовых пучин продолжается до полного оттаивания грунта. Для их устранения необходимо заменять пучащие грунты хорошо дренирующими, а также дополнительно поднимать путь на балласт или устраивать теплоизоляционные подушки (рис. 59) из асбестового балласта. Для борьбы с пучинами в последние годы применяют также теплоизолирующий слой из пенопласта. Нередко достаточно эффективным, наиболее простым и дешевым средством борьбы служит увеличение толщины балластного слоя, особенно асбестового, под шпалами с помощью электробалластеров.

Основные виды разрушений земляного полотна следующие.

Оползни (рис. 60) -крупные смещения земляных масс в основании земляного полотна. Оползневые процессы иногда распространяются на об­ширные районы. Причины оползней, как правило: изменение физико-механи­ческих свойств грунтов под воздействием поверхностных и грунтовых вод; подрезка основания неустойчивого косогора при земляных работах; реч­ные или морские подмывы и др. Мероприятия по стабилизации оползневых участков проектируют на основе инженерно-геологических обследований индивидуально для каждого косогора. В комплекс противооползневых ме­роприятий обычно включают: уменьшение влажности грунтов оползневого склона, планировку территорий и заделку трещин, регулирование поверх­ностного и подземного стока воды, укрепление грунтов растительным по­кровом или другими способами, сооружение устройств, поддерживающих и разгружающих оползневой массив, берегоукрепительные мероприятия.

Для предотвращения сдвигов и сплывов откосы насыпей и выемок (рис. 61 и 62) делают более пологими, укрепляют неустойчивые откосы дре­весной, кустарниковой, травяной растительностью, осушают грунт насыпей, отсыпают контрфорсы и контрбанкеты. Чтобы повысить сопротивление сдви­гу, перехватывают поступающую к откосам воду и отводят ее за пределы на­сыпи, осушают и укрепляют вяжущими растворами балластные ложа, меш­ки, гнезда. Чтобы избежать провалов земляного полотна, пустоты от шахт­ных выработок или карстовые воронки (рис. 63) закладывают породой или

дренирующим грунтом. Расползаются, как правило, насыпи из мелкозер­нистых пылеватых, влагоемких или мерзлых и мокрых грунтов со снегом и льдом. Поэтому необходимо строго выполнять технические требования при их сооружении.

Просадки (рис. 64) могут происходить из-за недостаточного уплотнения грунта в теле насыпи или из-за переувлажнения ее основания, что приводит к выпиранию слабых грунтов. Для предотвращения таких де­формаций отсыпают пригрузочные бермы или контрбанкеты. Иногда прихо­дится частично или полностью удалять слабый грунт и сажать насыпь на устойчивое грунтовое основание.

Устойчивость недостаточно уплотненных грунтов тела насыпи прежде всего повышают отводом воды от основной площадки земляного полотна, увеличением толщины балластного слоя, а в некоторых случаях - отсыпкой поддерживающих массивов - пригрузочных присыпок.

Бывают случаи размыва насыпей вследствие засорения водопропуск­ных труб (рис. 65), подмывы их откосов реками, озерами, водохранилищами (рис. 66), осыпи выветривающихся горных пород из откосов выемок, обвалы скальной породы (рис. 67), внезапные разрушения и загромождения при землетрясениях, селевых потоках и др. Поэтому необходимо систематически контролировать состояние всех сооружений и обустройств земляного полотна, своевременно предупреждать и устранять возможные повреждения, не допуская их накопления и развития до катастрофических разрушений.

В общем комплексе содержания и ремонта мостов за подходами и регуляционным сооружением требуется особо тщательный надзор, уход и своевременный ремонт, так как в результате воздействия ледохода, высоких паводковых и ливневых вод могут образоваться серьезные повреждения - подмывы, размывы и оползание откосов насыпей, струенаправляющих дамб и берм, а также просадки земляного полотна и разрушения дорожной одежды на подходах. Повреждения элементов мостового перехода в отдельных случаях могут привести к перерыву движения автомобильного транспорта по дороге.

Особое внимание нужно уделять подходам к мостам и регуляционным сооружениям на водотоках с большими скоростями течения, высокими паводками и сильными ледоходами, а также на реках, где насыпи подходов и регуляционных сооружений подвержены ударам волн.

Подходы к постоянным мостам устраивают в большинстве случаев в виде незатопляемых земляных насыпей на поймах рек или в русле для блуждающих беспойменных рек. У временных низководных мостов, а также у мостов на дорогах низких категорий в особых случаях допускается устройство периодически затопляемых подходов.

Необходимым и эффективным мероприятием, обеспечивающим устойчивость земляного полотна подходов и насыпей регуляционных сооружений, является укрепление откосов и конусов, которое защищает их от размыва атмосферными осадками. Кроме того, разрушение подтопляемых конусов и откосов может быть вызвано воздействиями ветровых и судовых волн, течением речных вод вдоль насыпи, периодическими колебаниями длительного подтопления, воздействием фильтрующих вод, ледоходом и корчеходом.

Способ укрепления откосов и конусов предусматривают с учетом условий сооружения земляного полотна, подходов и регуляционных сооружений и возможного воздействия на них природных факторов в процессе эксплуатации моста.

Конструкцию креплений выбирают исходя из следующих основных факторов: конструкция, материал креплений и способ производства работ должны обеспечивать прочность и надежность сооружения; сумма строительных и эксплуатационных затрат должна быть наименьшей; укрепительные устройства по возможности должны предусматриваться из местных материалов; строительные работы, как правило, должны быть механизированными и выполняемыми в сжатые сроки. При выборе типа укрепления учитывают также вид укрепляемого сооружения, род грунтов, из которых сложено сооружение и его основание, местные климатические, топографические и гидрологические условия.

Основным типом укрепления не подтопляемых откосов насыпей подходов является посев многолетних трав, обеспечивающий быстрое создание на откосе дернового покрова и надежное закрепление грунта корневой системой трав. Назначение посева - предохранить откосы земляного полотна от разрушающего действия дождевых и талых вод, ветра и температурных воздействий. Если грунт откосов не может служить благоприятной средой для произрастания трав (пригодные для засева травами грунты содержат не менее 1,5% гумуса), откосы покрывают растительным грунтом, слоем 10-15 см. Несмотря на относительно невысокую стоимость, травосеяние не всегда эффективно, так как развитие корневой системы трав с образованием дерна происходит в течение одного-двух лет, а иногда и больше. А в этот период в результате обильного снеготаяния и интенсивных ливней происходят смывы грунта с укрепляемой поверхности.

Другой способ укрепления откосов - это одерновка, т. е. укладка на откос свежесрезанного лугового дерна. Сплошная одерновка применяется для откосов насыпей, конусов и берм, периодических подтопляемых на короткий период времени при высоте волн не больше 0,2 м и скорости течения воды до 1 м/с, а также для откосов мокрых выемок на подходах к мостам. Толщину дерна принимают от 0,06 до 0,12 м в зависимости от качества его и глубины залегания корней, а толщину - 0,25X0,4; 0,3X0,5 и 0,7X0,7 м.

Укладывают дернины горизонтальными рядами, начиная снизу от подошвы откоса к бровкам насыпей сразу по всей его длине с перевязкой швов. Закрепляют дерн деревянными спицами (кольями) длиной 25-30 см, шириной 2-2,5 см. Спицы забивают на расстоянии 5-6 см от края дернины, по углам ее и вдоль краев на расстоянии 5-6 см от края дернины и не больше 40 см друг от друга (рис. 134, а). Лучшее время для производства работ - ранняя весна (после оттаивания почвенного слоя) и осень, а также дождливые периоды лета.

Рис. 134. Укрепление откосов дерновкой:
1 - проезжая часть дороги; 2 - деревянные спицы длиной 0,25-0,3 м и сечением – 0,025X 0,025 м; 3 - травяной засев в клетке; 4 - ленточный дерн шириной 0,25 м; 5 - штучный дери

Рис. 135. Укрепление откосов каменной наброской:
1 - тюфяк; 2 - горная масса с камнями;

Одерновку в клетку применяют для укрепления откосов не подтопляемых насыпей и выемок крутизной не больше 1: 1,5 при незначительных площадях укрепления (вследствие трудоемкости работ) и наличии дерна в районе работ. Размеры клеток обычно принимают не больше 1,5X1,5 м (рис. 134,6). Клетки заполняют растительной землей заподлицо-с лентой и засевают травами. Для устройства клеток применяют дерновые ленты толщиной 0,06- 0,1 м шириной 0,25 м и длиной 2-3 м или штучные дернины шириной 0,2-0,3 м и длиной 0,3-0,5 м. Дерновые ленты укладывают на откосе по двум взаимно перпендикулярным направлениям под углом 45° к горизонтали поверхности откоса.

Вдоль бровки насыпи укладывают одну дерновую ленту, а подошву откоса насыпи и выемки укрепляют тремя лентами (см. рис. 134,а).

В районах, где климатические и почвенные условия не позволяют укреплять откосы посевом трав и укладкой дерна, откосы насыпей защищают от выдувания ветром и дождевой воды, обрабатывая грунт вяжущими материалами - битумом, цементом, глинобетоном или же гравийно-щебеночными материалами, обработанными органическими вяжущими.

Каменную наброску на откосах и конусах подходов и регуляционных сооружений устраивают для защиты откосов от размыва и подмыва текущей водой и разрушающего воздействия волн. Каменная наброска (рис. 135) благодаря простоте, надежности и долговечности - распространенный тип крепления земляных откосов как на подходах к мостам, так и берегов рек, озер, водохранилищ, плотин и дамб обвалования и других земляных гидротехнических сооружений. Для крепления применяют камень рваный или колотый, плитчатый, изверженных метаморфических и осадочных пород, не имеющих признаков выветривания. Марку камня по прочности и морозостойкости устанавливают по СНиП с учетом условий работы и климатических данных района. Крупность камней и толщину слоя наброски определяют в зависимости от высоты и длины волны, крутизны укрепляемого откоса и объемной массы камня. Для наброски применяют несортированный камень - горную массу, содержащую более 50% камней.

Основные достоинства крепления земляных откосов каменной наброски следующие:
– возможность механизации работ (если не предполагается устройство обратного фильтра - подготовки) в любых метеорологических условиях и без применения фондируемых дефицитных материалов;
– возможность производить каменную наброску непосредственно в воду даже при нарастании уровня паводка или при волновых воздействиях;
– долговечность и устойчивость используемых материалов (в условиях резкого изменения температуры) против истирания наносами и размыва при больших скоростях воды;
– гибкость кладки и малая чувствительность к просадкам, так как при подмыве основания каменная наброска самопроизвольно обрушивается (опускается), прекращая дальнейший размыв;
– простота ремонта и возможность восстановления поврежденных участков крепления в период проходящего паводка или волновых воздействий.

Если возможен интенсивный размыв водой от постоянного или периодического подтопления подходов к мостам и регуляционных сооружений, рекомендуется откосы крепить заранее изготовленными бетонными или железобетонными плитами, а в определенных условиях плитами из монолитного железобетона.

Бетонные плиты применяют при высоте волн до 1,2 м и слабом ледоходе. Их изготавливают из гидротехнического бетона М-200, который по водонепроницаемости и морозостойкости с учетом климатических условий строительства должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4795-68. Кроме того, бетон должен быть стойким против агрессивного действия воды, в которой находится плита.

Перед укладкой бетонных плит устраивают подошвы откоса упорную призму (берму) из камня или бетонный упор (рис. 136), а при укреплении подтопленного откоса отсыпают на период строительства берму из камня до отметки на 0,25 м над уровнем воды.

Железобетонные плиты сборного укрепления (рис. 137) на мостовых переходах применяют (см. табл. 37) для защиты откосов постоянно или периодически подтопляемых насыпей, конусов и регуляционных сооружений, подверженных действию ветровых волн высотой до 1,7 м. Плиты изготавливают из гидротехнического бетона М-200 с двумя сварными сетками, располагая рабочую арматуру перпендикулярно урезу воды (рис. 138). В плитах толщиной 15 см арматуру принимают из горячекатаной стали класса A-I, а в плитах толщиной 20 см - класса A-I и A-II. Для подъема плит предусматривают четыре монтажных петли.

Рис. 136. Укрепление откосов бетонными плитами

Рис. 137. Сборное железобетонное укрепление откосов из плит:
1 – железобетонные плиты, уложенные на обратный фильтр; 2 – упор из монолитного бетона; 3 – упорная каменная призма; 4 – слой гравия (щебня) толщиной 15 см; 5 - слой крупнозернистого песка толщиной 10 см; 6 - шарнирные соединения

После укладки на откос отдельные плиты омоноличивают в карты, размеры которых устанавливают проектом. Между картами устраивают температурно-осадочные швы на ленточном фильтре.

Монолитное железобетонное покрытие из плит предназначают для защиты откосов постоянно или периодически подтопляемых насыпей, подверженных действию ветровых волн высотой до 2,5 м (см. табл. 37). Плиты изготавливают из гидротехнического бетона М-200 и армируют то же двумя сетками из стали класса A-I и A-II. Располагают плиты на слой гравия и щебня толщиной 15 см, под швами укладывают железобетонные доски шириной 30 СМ, толщиной 7-10 см, покрытые битумными. Между собой плиты соединяют арматурными стержнями. В швы между плитами укладывают сосновые доски толщиной 2 см, пропитанные креозотом. Укрепление откосов насыпей монолитным покрытием из железобетонных плит допускается только после стабилизации насыпей. Такое укрепление применяют для насыпей из песков граве-листых, крупных, средней крупности и мелких, средней плотности в естественном залегании или намытых способом гидромеханизации, а также из песков пылеватых плотных.

Рис. 138. Армирование железобетонной плиты толщиной 20 и 15 см

Укрепление асфальтобетонными плитами в настоящее время рекомендуется для опытного применения для защиты откосов подтопляемых насыпей подходов от текущей воды и волнобоя при толщине льда не больше 0,4 см и отсутствии в водном потоке крупноблочных материалов, истирающих битумные плиты. Размер плит-1X1X0,06 (рис. 139); 3,9X2,9X0,1 и 3,9X1,4X0,1 м. Их армируют сварными сетками из холоднотянутой проволоки марки Ст. 3 диаметром 3 и 5 мм. Для плиты надо применять асфальтобетон высокой прочности, водостойкости, морозостойкости и теплостойкости, а изготавливать их в заводских условиях. Асфальтобетонные плиты нужно укладывать на спланированное и уплотненное основание с щебеночной или гравийной подготовкой.

Для защиты откосов насыпей подходов к мостам, конусов (рис. 140,а), а также берегов рек (рис. 140,6) от воздействия быстро и бурно текущей воды, несущей большое количество наносов, широко применяют габионные укрепления в любых климатических условиях при плотных грунтах основания (см. табл. 37). Материалом габионной одежды служит гибкая проволока диаметром 2-4,2 мм для плетения сетки и диаметром 6-8 мм для устройства каркаса. Иногда габионы делают без каркаса в виде проволочного мешка. В неагрессивной среде срок службы габиона из оцинкованной проволоки 8-12 лет, а из неоцинкованной - от 3 до 5 лет. А за этот период габионная кладка обычно настолько уплотняется и калматируется, что потребность в ней отпадает.

Рис. 139. Армирование асфальтобетонной плиты толщиной 6 см:
1 - арматурная проволочная сетка; 2 - монтажные петли

Рис. 140. Габиониая кладка

Лицевые камни должны быть более крупными и выступать из ячеек габиона. Соединяют габионы между собой вязальной отожженной проволокой диаметром 3 мм. Под габионную кладку рекоменду- -ется устраивать щебеночную или гравийную подготовку толщиной 20-40 см. Нижние габионы закрепляют забитыми в землю по углам стержнями (жезлами) диаметром по 16-19 мм.

Габионы различают трех видов - тюфяки, ящики прямоугольные (см. рис. 140,в) и цилиндрические (см. рис. 140,г). Защитные стенки в подводной части откоса устраивает из габионных прямоугольных ящиков. Габионные тюфяки, отличающиеся от этих ящиков меньшей высотой (0,25-0,5 м), используют в качестве одежды откосов и основания стенок габионной кладки. Цилиндрические габионы применяют редко и обычно в тех случаях, когда быстрое течение воды в реке не позволяет правильно уложить габионы.

Для укрепления откосов насыпей в бесснежных и малоснежных районах часто применяют плетневое прорастающее укрепление (рис. 141), а также хворостяные прорастающие выстилки (рис. 142,а). Прорастающие плетни более устойчивы против размывающего действия потока и раньше других видов посадок начинают проявлять свои гидротехнические свойства. Хворостяная прорастающая выстилка - временный тип укрепления и в комбинациях с посадками применяется в случаях, когда до прорастания откос не может быть оставлен без укрепления.

Рис. 141. Плетневое прорастающее укрепление

Рис. 142. Укрепление откоса хворостяной выстилкой:
1 - хворостяные канаты; 2 - прижимные жер^и; 3 - двойные спицы

Для облегчения условий работы струенаправляющих сооружений и защиты земляного полотна от размыва, действия волн, а также для борьбы с размывами берегов и отложением наносов применяют лесонасаждения преимущественно в виде древовидных и кустарниковых пород ивы, которые высаживают черенками, кольями или прутьями. Большое преимущество таких лесонасаждений перед другими видами укреплений - долговечность и экономичность при незначительных трудовых затратах. Посадки кустарника и деревьев у верховых откосов насыпей подходов к мостам снижают высоту волн водотока на 50-70 см. Произрастанию посадок в этом случае мешают большие скорости течения пароход льдин, поэтому посадки с верховой стороны насыпи целесообразны лишь в том случае, если они приживаются.

Мощение камнем как способ укрепления подтопляемых откосов в настоящее время не имеет особого распространения из-за трудоемкости и необходимости выполнять основную часть работы вручную. Этот способ применяют главным образом при ремонтных работах небольшого объема. Камни, обычно размером 15-см, кладут снизу вверх и по откосу горизонтальными рядами на слон мха, соломы или песка толщиной 5-10 см или слой щебня или гравия, толщиной 10-15 см. У подошвы откоса устраивают упорную берму шириной не меньше 1 м из более крупного камня.

Рис. 143. Укрепление фашинами:
1 - фашинные канаты; 2 - ивовые колья толщиной 6-7 см; 3 - двухкомельные фашины; 4 - сваи – козули диаметром 6-7 см; 5 - жерди диаметром 8-10 см

В отдельных случаях, в частности при незавершенном укреплении откоса подходов или конусов постоянным типом креплений, а также при срочном ремонте отдельных участков откосов, когда невозможно сделать постоянное крепление, прибегают к временной защите откосов и конусов.

Таким мероприятием может служить, например, кладка легкими фашинами в стенку (рис. 143,а), защищающая от размыва подтопляемые откосы и берега при скоростях течения, превышающие допускаемые для данных грунтов. Укрепляя откос, вначале у подошвы откоса укладывают горизонтально поперек откоса первый ряд фашин с незначительным запуском комлей в откос. Для связи между фашинами вдоль откоса располагают фашинные канаты, которые насквозь прошивают ивовыми кольями. Потом аналогичным способом укладывают все последующие ряды. Промежутки между рядами фашин по мере кладки заполняют камнем, щебнем или местным неразмываемым грунтом с плотной трамбовкой. К недостаткам такой фашинной кладки следует отнести малый срок службы в зоне переменного увлажнения, большая трудоемкость и сравнительно высокая стоимость.

В зоне периодического подтопления откосов может быть применен и другой тип временного укрепления - устройство фашиннои кладки плашмя (рис. 143,6). Для фашин рекомендуется гибкий свежесрубленный хворост. Укладываемые фашины перевязывают вицами, проволокой или просмоленной веревкой. Фашины плашмя в виде тюфяков располагают продольной осью или параллельно иНии ската откоса, или перпендикулярно к нему с пришивкои их откосу ивовыми кольями.

К в качестве временного укрепления откосов земляного полотна подходов к мосту для защиты от размыва или периодическом их подтоплении, а также для укрепления откосов свежеотсыпанных насыпей, не имеющих еще постоянных укреплений, часто укла-пывают хворостяные выстилки в районах богатых хворостом. Закрепляют выстилку на откосе тонкими жердями (рис. 142,6) или же хворостяными канатами с двойными спицами (рис. 142,в). Жерди прикрепляют к конусу кольями-вилками длиной не меньше 1 м. Хворостяную выстилку на откосах делают с противопожарными разрывами шириной 2 м через каждые 50 м.

В настоящее время для укрепления откосов насыпей и конусов в Японии и откосов глубоких выемок в Болгарии получили распространение сборные решетчатые железобетонные конструкции.

В нашей стране на автомобильных дорогах применен новый тип укрепления конусов и откосов земляного полотна. Решетчатые конструкции этого типа укреплений, разработанные в Союздорнии и Союздорпроекте, состоят из сборных железобетонных и армированных цементогрунтовых элементов, которые после соединения в стыках образуют на поверхности откоса (конуса) решетку с ячейками (рис. 144). В поверхностных слоях откоса (конуса) конструкцию закрепляют металлическими штырями или железобетонными сваями, которые забивают в узлах стыков.

Сборные решетчатые конструкции укладывают параллельно горизонтали или под углом 45° к ней. У подошвы откоса насыпи укладывают бетонный или железобетонный упор, который воспринимает сдвигающие усилия от собственного веса решетчатой конструкции. Упоры делают монолитными сечением 30X40 см или сборными из блоков 30X40X250 см. Элементы решеток имеют сечение от 5ХЮ до 10X20 см. Металлические штыри изготавливают из арматуры периодического профиля диаметром 20- 30 мм. Круглые железобетонные сваи имеют диаметр 30-80 мм.

Длину штырей и свай назначают с учетом глубины промерзания, скорости течения и высоты волн с набегом, но не меньше 0,5 и не больше 1,5 м. Для объединения элементов сборных решетчатых креплений разработаны типы жестких замковых соединений и гибкое соединение с помощью арматурных петель.

Рис. 144. Решетчатые железобетонные конструкции на откосе насыпи

Ячейки решетчатых конструкций имеют размеры в свету lxi 1,5X1,5 и 2X2 м. Для их заполнения применяют местный морозостойкий (непучинистый) грунт с последующим посевом трав-песчано-гравийные смеси; щебень размером 40-70 мм, каменную наброску с размером камня 50-10 мм, песчаный асфальтобетон монолитный цементобетон. Для повышения морозостойкости бетона сборных решетчатых конструкций рекомендуются воздухо-вовлекающие и пластифицированные поверхностно-активные добавки. При определенных гидрологических условиях сборные решетчатые конструкции могут оказаться рациональными в сочетании с существующими другими способами укрепления откосов насыпей и конусов.

Для защиты подтопляемых откосов насыпей автомобильных и железных дорог, берегов рек и каналов ЦНИИС предложил конструкцию гибких железобетонных4 покрытий, которая может заменять такие типы укреплений, как каменная наброска, хворостяные тюфяки и мелкие бетонные плитки, а в отдельных случаях и железобетонные плиты (толщиной до 10 см). Гибкое железобетонное покрытие толщиной 5 см состоит из отдельных плит размером в плане 7,5X2,6 м с выпусками арматуры для стыкования между собой и подъема. Плиты соединяют в карты необходимой длины и ширины. Гибкость покрытия достигается членением его при изготовлении на более мелкие плитки размером в плане 75X30 см, которые соединены между собой арматурной проволочной сеткой, образуя пластичный шарнир. Пластичный шарнир представляет собой участок арматуры длиной 100 мм, заключенный в полиэтиленовую оболочку толщиной 2 мм; которая защищает сталь от коррозии. Между плитками имеются сквозные щели шириной 0,5-1 мм, через которые покрытие способно пропускать воду (фильтрующий поток) из грунта откоса, одновременно обеспечивая грунтонепроницаемость конструкции.