Укрепление оснований и склонов у МГТ

25.05.2016

Конструктивные решения по устройству и укреплению оголовков, входных и выходных участков водопропускных труб являются неотъемлемой частью комплекса всего водопропускного сооружения. От их устойчивости во многом зависит не только надежное функционирование водопропускных труб, но и сохранение экологического равновесия окружающей местности.
В настоящее время практически все виды подпорных стен, с помощью которых укрепляют оголовки МГТ, можно свести к нескольким типам: массивные каменные и бетонные стены; железобетонные стены уголкового типа; габионные конструкции; шпунтовые стены (забивные шпунты из дерева, железобетона, полимерных материалов, металла и пр., которые применяются для сооружений из МГК редко и в специфических условиях). Оголовки с массивными подпорными стенами в виду большого расхода материала устраивают при наличии его на месте строительства. Железобетонные стены, требующие меньшего количества материала, имеют достаточно трудоёмкую технологию возведения. Недостатки более экономичных и экологичных габионных конструкций отмечены ранее, несмотря на это практически на каждом водопропускном дорожном сооружении насыпь, окружающая МГТ, армируется геотекстилем или георешеткой и ограждается с двух сторон габионными стенками (рис. 2.104). Применение на водотоках МГК в сочетании с армированными стенами из габионов и матрацами Рено толщиной 17, 23 или 30 см и габионами Джамбо толщиной 50 см по слою геотекстиля на входе и выходе надежно защищает сооружение от размыва (рис. 2.105).
Укрепление оснований и склонов у МГТ

Длина укрепления определяется расчётом, при этом доминирующим фактором является рельеф местности (рис. 2.106).
Укрепление оснований и склонов у МГТ

Многие недостатки перечисленных классических конструкций отсутствуют у конструкций из стального тонкостенного прокатного листа специального профиля, которые, изучив опыт применения таких конструкций, разработаны и внедряются в РФ ЗАО «Гофросталь» (рис. 2.107).
Укрепление оснований и склонов у МГТ

Для создания инженерной инфраструктуры подпорные стены из стальных элементов корытообразного профиля представляют собой засыпанную коробчатую конструкцию из связанных стойкой секций. Секции образуются из стальных гнутых и гофрированных оцинкованных профилей (гофропанелей): стоек, ригелей, диафрагм, соединяемых между собой на болтах (рис. 2.108). В процессе монтажа секции засыпаются дренирующим грунтом, различными каменными или другими материалами в зависимости от условий применения конструкции, с коэффициентом уплотнения 0,95 слоями, толщиной не более 200 мм и работают как классическая подпорная стенка гравитационного типа. При этом стальная ячеистая конструкция является гибкой структурой, что позволяет ей перераспределять нагрузки между элементами, приспосабливаясь к давлению грунта, не образуя трещин и недопустимых деформаций. За счёт этого стены весьма устойчивы и адаптивны к воздействию различных нагрузок, в том числе сейсмических. Начиная с 2010 г., большое количество таких конструкций построено на Кавказе, Урале, в Центральном и Южном регионах России.
Укрепление оснований и склонов у МГТ

Водопропускные трубы из МГК за рубежом часто выполняют вместе с оголовками полностью из алюминия, металлопластика или пластика, отдельные элементы собираются по месту установки (рис. 2.109).
Укрепление оснований и склонов у МГТ

Входные и выходные русла за трубами из МГК, непосредственно примыкающие к оголовкам, в зависимости от наличия материала и применяемой технологии, укрепляют от возможных подмывов и размывов следующими видами креплений:
- бетонные сборные плиты, укладываемые на щебеночное основание толщиной 0,1 м (например, квадратные размером 49х49х10 см со срезанными углами или призматические - блоки П-2 и др.);
- монолитный бетон классом по прочности на сжатие не ниже В20, толщиной не менее 0,08 м или асфальтобетон;
- одиночное мощение, камень или каменная наброска по основанию из песчано-щебёночной смеси, толщиной не менее 0,3 м (рис. 2.110-2.112);
- геосетки и георешётки;
- габионные конструкции (рис. 2.113).
Укрепление оснований и склонов у МГТ

Тип и размеры укреплений откосов насыпи определяются в соответствии с гидравлическими расчетами. Практически все виды крепления должны выполняться с устройством обратного фильтра из геотекстильных материалов.
Укрепление оснований и склонов у МГТ

Границы подтопления верхнего бьефа и обусловленные им планово-высотные границы укрепления верховых откосов земляного полотна у водопропускных труб, а также режим протекания воды в них определяются расчетным уровнем воды с учётом нагона и наката волны, возникающей от динамического воздействия водного потока, и запаса возвышения укрепления откоса. Для нижнего бьефа условия подтопления и планово-высотные границы укрепления низовых откосов земляного полотна у водопропускных труб должны определяться положением уровня воды, который зависит от режима ее протекания в трубах, а также от возможного дополнительного влияния подпорных природно-техногенных явлений (близкорасположенные дороги, плотины, сгонно-нагонные, приливно-отливные и другие явления). Предварительно граница укрепления откосов насыпи разного типа у входного оголовка дорожной трубы принимается в среднем на 0,25...0,5 м выше максимального уровня воды.
Габариты и конструктивные решения укреплений всех элементов верхнего и нижнего бьефов водного объекта, а также необходимое заглубление их концевых частей на подходных и выходных участках водопропускных труб должны устанавливаться на основе гидротехнических и гидравлических расчетов с учётом скорости протекания потока воды, а также на основе технико-экономического анализа.
Для уменьшения размывающей способности потока и предотвращения его сбоя в отводящем русле на водобойном участке устанавливают различные виды гасителей энергии: водобойные стенки, прорезные гасители, растекатели, специальные противосбойные конструкции устройств нижнего бьефа (рис. 2.114).