Требования к грунтовой обойме

Грунтовая обойма (грунтовый конверт) - массив грунта, расположенный на некотором расстоянии от вершины свода МГТ до верха засыпки над трубой и в обе стороны от края поперечного сечения конструкции. Он предназначен для восприятия сжимающих напряжений от внешней нагрузки (рис. 2.58).

Прочность и жёсткость МГК обеспечивается за счёт взаимодействия стальной конструкции с хорошо уплотненной вокруг нее грунтовой обоймой. При этом огромную роль играют качество и объем грунта, который окружает МГК (рис. 2.59).
Грунтовая обойма, отсыпанная из дренирующего, хорошо послойно уплотнённого грунта специального состава, должна планомерно перераспределять давление на МГТ. Для этого грунтовая обойма водопропускных сооружений дополнительно армируется композитными комбинациями, например, геотекстилем или другими конструктивными элементами (геомембраны, бетонные и габионные упоры и др.) (рис. 2.60).

Грунтовая обойма формируется армированными слоями, толщина которых назначается по расчёту и составляет в среднем от 0,15 до 0,6 м в зависимости от используемых грунтоуплотняющих средств. Схема армирования во всех случаях определяется проектом (рис. 2.61 и 2.62).
Грунт вокруг тонкой гофрированной оболочки должен быть значительно плотнее, поэтому к его выбору следует подходить более тщательно. Параметры грунтовой обоймы в общем случае зависят от: воспринимаемой нагрузки; жесткости основания; высоты и материала насыпи земляного полотна; высоты засыпки над сооружением. Поэтому особое внимание при проектировании и строительстве СМГК должно уделяться как устройству грунтовой обоймы, так и расчету элементов гофрированных труб и болтовых соединений. Их расчёт и расчёт общей устойчивости формы сооружений должен производиться с учетом упругого отпора грунта.
Основным моментом устройства грунтовой обоймы вокруг металлической трубы являются: использование качественного материала, обеспечение качественной обратной засыпки и соответствующего уплотнения в соответствии с проектным решением; обеспечение проектной формы и ширины обратной засыпки; укладка слоев тонкими, ровными слоями (не более 200 мм) с уплотнением каждого слоя перед укладкой последующего. Засыпка МГТ осуществляется песчаными, супесчаными или суглинистыми грунтами послойно с тщательным уплотнением каждого слоя. Материал обратной засыпки должен быть антикоррозийным, не содержать мерзлых комьев, корней, растительного покрова, мусора или органического материала. Опыт применения МГК показывает, что минимальная плотность засыпки должна быть не ниже 85...90% природной плотности грунта. Однако для того, чтобы гарантировать расчетный срок службы МГК, рекомендуется минимальное значение - 95% плотности грунта ненарушенной структуры.

Грунтовая обойма без армирования устраивается на ширину не менее 4 м с каждой стороны трубы и высотой не менее 0,5...1,0 м над сводом трубы (рис. 2.63). За пределами этих призм к отсыпке насыпи предъявляют требования, предусмотренные для земляного полотна.

Предельная высота насыпи ограничивается. Для типовых труб на автодорогах предельная высота устанавливается в зависимости от диаметра трубы, толщины гофрированных элементов и деформируемости грунта засыпки отдельно для труб под железными и автомобильными дорогами (табл. 2.8). Толщина засыпки над трубой на железных дорогах должна быть не менее 1,2 м.

Грунт засыпки при отсыпке горизонтальными слоями уплотняют пневматическими или электрическими трамбовками. Применение строительных машин (бульдозеры, катки, автомашины и пр.) в прилегающей к трубе зоне на расстоянии менее 3 м не допускается (рис. 2.64). Для недопущения механических повреждений антикоррозионного покрытия МГТ при её засыпке грунтом необходимо трубу обёртывать геотекстилём.
При строительстве многоочковых МГТ по отечественным нормам для удобства отсыпки и уплотнения грунта расстояние между звеньями труб при диаметре до 3 м составляет 1...1,2 м, а при D>3 м - не менее 2 м. В зарубежной литературе приводятся несколько иные рекомендации (рис. 2.65). Грунтовая обойма в пространстве между звеньями армируется с устройством распорки из объемной георешетки. Мембраны в основании и над шелыгой сводов звеньев труб устраиваются без разрыва в промежутках между звеньями.


Для предотвращения вымывания частиц грунтовой обоймы, оголовки труб и откосы укрепляют габионными элементами, бетоном, георешётками, камнем и пр.
В основании МГТ в зависимости от вида грунта (рис. 2.66) под телом трубы обычно устраивается подготовка из гравийно-песчаной смеси толщиной не менее 0,4 м (на вечномерзлых грунтах - не менее 0,7 м). При слабых грунтах толщина подушки устанавливается расчетом с их заменой.