Устройство фундаментов мелкого заложения для мостов

§1. Фундаменты мелкого заложения

1.1. Основные сведения

К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.

ФМЗ

ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.

Рис 10.1. Схема фундамента мелкого заложения:

1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – обрез фундамента.

— ФМЗ по условиям изготовления разделяют на:

монолитные, возводимые непосредственно в котлованах.

сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.

— По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:

отдельно стоящие фундаменты:

под колонну (опору);

под стены (при малых нагрузках)

выполняются под протяженные конструкции (стены);

выполняются под ряды и сетки колонн в виде одинарных или перекрестных лент.

сплошные (плитные) фундаменты

Выполняются в виде сплошной железобетонной плиты, как правило, под тяжелые сооружения. Такие фундаменты разрезаются в плане только осадочными швами, что способствует уменьшению неравномерности осадки сооружения.

Выполняются в виде жесткого компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).

Рис 10.2. Основные типы фундаментов мелкого заложения:

а – отдельный фундамент под колонну; б – отдельные фундаменты под стену; в – ленточный фундамент под стену; г – то же, под колонны; д – то же, под сетку колонн; е – сплошной (плитный) фундамент.

— ФМЗ изготовляют из следующих матреиалов:

каменные материалы (кирпич, бут, пиленные блоки из природных камней)

в отдельных случаях (временные здания) допускается применение дерева или металла.

Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов.

Бутовый камень, кирпич и каменные блоки используются для устройства фундаментов, работающих на сжатие и для возведения стен подвалов.

Бутобетон и бетон целесообразно применять при устройстве фундаментов, возводимых в отрываемых полостях или траншеях при их бетонировании в распор со стенками.

Железобетон и бетон можно применять при устройстве всех видов монолитных и сборных фундаментов в различных ИГУ, т.к. они обладают достаточной морозостойкостью, прочностью на сжатие (а для железобетона и на растяжение → действие моментов).

1.2. Конструкции фундаментов мелкого заложения

1.2. А. Отдельные фундаменты

Могут выполняться в монолитном или сборном варианте. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.

— Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.

Рис 10.3. Конструкция жесткого фундамента:

а – с наклонными боковыми гранями; б – уширяющийся к подошве уступами.

— Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.

Рис 10.4. Сборный фундамент под колонну:

а – из нескольких элементов; б – из одного элемента; 1 – фундаментные плиты; 2 – подколонник; 3 – рандбалка; 4 – бетонные столбики; 5 – монтажные петли.

— Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней — кратной 150 мм.

— При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 10.4.а).

— В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.

— с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.

Рис 10.5. Буробетонные (а), щелевые (б) и анкерные (в) фундаменты:

1 – колонна; 2 – арматурный каркас; 3 — фундамент; 4 – подколонник; 5 – плитная часть; 6 – бетонные пластины; 7 – анкеры (буронабивные сваи) d=15-20см, l=3-4м.

Источник

Технология строительства мостов

Строительство опор мостов

Строительство фундаментов опор

Устройство фундаментов мелкого заложения

Фундаменты мелкого заложения в сухих и маловлажных грунтах возводят в открытых котлованах. В подготовительный период завозят необходимое оборудование, проводят геодезические работы и планировку площадки.

№ стадии	Порядок работ
1	На первой стадии разрабатывают котлован с применением креплений или без креплений при плотных грунтах
2	На второй стадии устраивают фундаментную подушку, которая может бетонироваться на месте или собираться из сборных блоков, омоноличиваемых в стыках.
3	На заключительной стадии после готовности подушки фундамента проводится обратная засыпка котлована.

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

В строительстве мостов свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях, как правило, применяют железобетонные призматические сваи сечением 35х35 см и 40х40 см, длиной 6…18 м.

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС)

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС) сооружают путем устройства в грунте скважин с последующим заполнением их армированным бетоном. В мировой практике строительства БНС нашли широкое применение при больших нагрузках и большой глубине залегания прочных грунтов (до 120 м).

Свайные фундаменты опор на вибропогружаемых железобетонных оболочках

Свайные фундаменты опор на вибропогружаемых железобетонных оболочках диаметром 1 м и более применяют для опор с плитой свайного ростверка и для безростверковых опор.

Глубина погружения оболочек может доходить до 70 м, а несущая способность до 200 тс и более. Сборные железобетонные оболочки заполняют монолитным бетоном или железобетоном.

Фундаменты опор на опускных колодцах

Фундаменты опор на опускных колодцах рименяют, если прочный грунт залегает на относительно небольшой глубине, но фундаменты мелкого заложения при этом будут слишком дорогостоящими, а свайные фундаменты нецелесообразны из-за недостаточной глубины забивки свай.

Строительство устоев и промежуточных опор

Возведение устоев

Устои могут иметь обсыпную (свайные, козловые, безростверковые) или необсыпную (с обратными стенками, с откосными крыльями) конструкцию. Под железобетонные пролетные строения длиной до 33 м и более обычно используют обсыпную козловую конструкцию устоев с фундаментами на забивных и буронабивных сваях.

Щитовая опалубка устоя

Возведение пойменных опор

При отсутствии воды на пойме и маловлажных грунтах сваи забивают с поверхности грунта. Котлован разрабатывают экскаватором с узким ковшом для возможности выемки грунта между сваями. Головы свай срубают и арматуру заводят в тело ростверка.

Возведение русловых опор

Строительство русловых опор является наиболее сложной частью всего процесса возведения моста. Технология возведения русловых опор зависит от множества факторов, таких как природные условия строительной площадки, геологическое строение в русловой части, принятая конструкция фундамента, интенсивность ледохода.

Возведение пролетных строений

Монтаж сборных железобетонных пролетных строений

Балки пролетного строения

Монтаж ребристого пролетного строения

Конструкция сборных балочных пролетных строений

Сборные балочные пролетные строения можно подразделить на ребристые и плитные. Пролетные строения формируются из отдельных монтажных блоков — балок или плит.

Наибольшее распространение в последние годы находят ребристые пролетные строения (ПС) из цельноперевозимых тавровых балок полной длиной до 33 м с монолитными продольными стыками по плитам балок.

Изготовление цельноперевозимых балок и их транспортировка

Изготовление предварительно напряженных цельноперевозимых балок с натяжением арматуры на упоры до бетонирования на заводах МЖБК осуществляется по поточно-агрегатной технологии в специализированных цехах

Особенности изготовления тавровых типовых балок с каркасной арматурой

В настоящее время каркасные балки часто изготавливают стендовым методом на базах мостостроительных организаций, занимающихся строительством и ремонтом мостов. Для формования балок используют металлическую раскрывающуюся опалубку.

Краны, применяемые для монтажа балок

В мостостроении применяют общестроительные и специальные краны для строительства мостов. Общестроительные краны предпочтительнее специальных из-за дефицитности последних и необходимости их перевозки, сборки и разборки, что увеличивает временные затраты и стоимость монтажа.

Схемы и правила строповки балок

При погрузке-разгрузке балок и их монтаже необходимо строго соблюдать правила строповки (захвата) балок. Для строповки балок крюками и стропами при длине – до 15 м в их конструкциях предусматриваются петли.

Разновидности технологических схем монтажа

Для выбора оптимальных схем сооружения пойменных и русловых пролетных строений разрабатываются варианты технологических схем и проводится их сравнение по технико-экономическим показателям.

Укрупнительная сборка разрезных составных железобетонных балок

При длине балки 42 м и весе 90 тс укрупненные таким образом балки устанавливают в проектное положение с помощью шлюзового крана грузоподъемностью 100 т или двух козловых кранов.

Монтаж сборных неразрезных пролетных строений

Неразрезные пролетные строения из ребристых балок широко использовали в мостах и путепроводах. В основу конструкции легло использование типовых преднапряженных балок длиной 33 и 24 м.

Монтаж железобетонных предварительно напряженных составных пролетных строений

Конструкция сборных балочно-неразрезных предварительно напряженных пролетных строений

Пролетные строения с пролетами до 150 м собирают из отдельных блоков длиной до 4 м и массой до 60 т. Блоки изготавливаются на заводах МЖБК или полигонах. Составные по длине железобетонные пролетные строения успешно применяются как для балочных, так и для рамных систем.

Монтаж железобетонных предварительно напряженных пролетных строений

Для возведения неразрезных балочных пролетных строений применяются следующие методы монтажа:

№ стадии	Порядок работ
1	Сборка на сплошных подмостях
2	Навесная уравновешенная и полунавесная сборка неразрезных пролетных строений
3	Попролетная сборка на продольно перемещаемых стальных подмостях плитно-ребристых пролетных строений (ПРК)
4	Сборка консольно-шлюзовым краном-агрегатом
5	Надвижка в сочетании с конвейерно-тыловой сборкой
6	Укрупнительная сборка на берегу с последующей установкой пролетного строения в проектное положение плавучими средствами

Возведение монолитных балочных предварительно напряженных пролетных строений

Конструкция балочных пролетных строений

Монолитные балочные предварительно напряженные пролетные строения могут быть неразрезными, в том числе криволинейными в плане, при этом количество деформационных швов значительно сокращается, что важно для нормальной эксплуатации сооружений.

Варианты технологических схем

№ стадии	Порядок работ
1	Циклическая продольная надвижка
2	Попролетное бетонирование. Наиболее широко применяется в Западной Европе
3	Бетонирование цельного пролетного строения на сплошных подмостях
4	Навесное бетонирование с использованием агрегатов консольного типа
5	Навесное бетонирование с использованием агрегата шлюзового типа

Бетонирование балочных неразрезных предварительно напряженных пролетных строений на сплошных подмостях

В настоящее время бетонирование пролетных строений секциями на сплошных подмостях широко применяется. Длина секций, как правило, включает 2-3 пролета.

Навесное бетонирование

Пролетные строения, бетонируемые навесным способом, имеют обычно коробчатое поперечное сечение с вертикальными стенками, с постоянной или переменной по длине высотой

Циклическая продольная надвижка

Суть метода циклической продольной надвижки или, точнее, конвейерно-тылового бетонирования с продольной надвижкой, заключается в том, что секции пролетного строения длиной 20 и более метров бетонируют на стапеле, и после натяжения арматуры конструкция надвигается в пролет

Сооружение сталежелезобетонных балочных пролетных строений

Конструкция сталежелезобетонных пролетных строений

Строительство сталежелезобетонных пролетных строений за рубежом началось в конце 1940-х годов. Применяют сталежелезобетонные мосты разных систем: балочные, рамные, комбинированные. Сталежелезобетонные балки жесткости используют в вантовых и висячих мостах малых пролетов.

Монтаж типовых сталежелезобетонных пролетных строений со сборной железобетонной плитой

Возведение сталежелезобетонных пролетных строений производится в два этапа. На первом устанавливают в проектное положение стальные конструкции, на втором монтируют железобетонную плиту.

Основные схемы установки стальных балочных конструкций в проектное положение

№ стадии	Порядок работ
1	Продольная надвижка по капитальным опорам с аванбеком
2	Продольная надвижка по капитальным и временным опорам
3	Продольная надвижка по капитальным опорам с использованием шпренгеля
4	Продольная надвижка с плавучей опорой
5	Продольная надвижка с двух берегов по капитальным опорам с замыканием в середине главного пролета
6	Навесная и полунавесная сборка

Возведение сталежелезобетонных пролетных строений с монолитной плитой

При бетонировании плиты необходимо стремиться к максимальному устранению вредного влияния на продольный профиль прогибов стальных балок от веса укладываемого бетона. Для этого плиту бетонируют в несколько стадий и устанавливают временные опоры в серединах пролетов

Монтаж балочных неразрезных коробчатых стальных пролетных строений с ортотропной плитой проезжей части

Конструкция коробчатых пролетных строений

Коробчатые пролетные строения с ортотропной плитой проезжей части значительно легче сталежелезобетонных. При этом они обладают достаточной жесткостью на кручение, а также имеют существенные технологические преимущества

Конвейерно-тыловая сборка с циклической продольной надвижкой с аванбеком

Продольная надвижка с аванбеком применяется наиболее часто для мостов и путепроводов с коробчатой ортотропной конструкцией. Сборка пролетного строения осуществляется на насыпи подхода, на специальном стапеле, который располагается по оси надвигаемого пролетного строения.

Монтаж стальных пролетных строений сквозной системы

Конструкция сквозных пролетных строений

Для пролетов до 84 м возможно устраивать классическую конструкцию проезжей части с балочной клеткой из поперечных и продольных балок и железобетонной плитой проезжей части. Для больших пролетов целесообразно облегчать проезжую часть за счет применения ортотропной плиты проезжей части

Сборка сквозных пролетных строений разрезной системы с гибкими поясами на сплошных подмостях

Сборка пролетных строений на сплошных подмостях отличается от других способов простотой и безопасностью производства работ, а также высокой точностью.

Полунавесная сборка балочных сквозных пролетных строений

При полунавесной сборке пролетных строений подмости устраивают не сплошными, а в виде отдельных опор (рам), расположенных под узлами ферм с гибкими поясами

Навесная сборка сквозных пролетных строений

Навесной монтаж металлического пролетного строения способом навесной сборки основан на принципе постепенного наращивания пролетного строения в пределах между постоянными опорами без подмостей или временных промежуточных опор.

Продольная надвижка сквозных пролетных строений

Общая схема организации работ аналогична применяемой для сплошностенчатых пролетных строений. Сначала пролетное строение возводится на берегу поэтажным, секционным или комбинированным методом. Затем производится его продольная надвижка.

Установка сквозных пролетных строений на опоры с помощью плавучих средств

Установка сквозных пролетных строений с помощью плавучих средств применяется довольно часто на больших реках для многопролетных мостов при наличии парка понтонов или барж.

Строительство арочных, висячих и вантовых мостов

Постройка арочных мостов

Монолитные арки бетонируют при пролетах до 20…30 м без деления на секции с интенсивной укладкой смеси слоями с обеих сторон от пят к замку. Кроме бетонирования на подмостях и кружалах, возможно использование метода навесного бетонирования и навесной сборки.

Строительство вантовых мостов

Основные схемы сборки вантовых пролетных строений со стальными балками жесткости:

№ стадии	Порядок работ
1	Навесная сборка с минимальным количеством временных опор
2	Продольная надвижка балок жесткости с аванбеком и шпренгелем
3	Сборка на временных опорах

Строительство висячих мостов

№ стадии	Стадии работ
1	возведение анкерных (береговых) опор;
2	возведение фундаментов под пилоны и монтаж пилонов;
3	монтаж временных висячих подмостей для проведения монтажных работ по возведению несущего кабеля из параллельных проволок;
4	монтаж балки жесткости и подвесок

Устройство мостового полотна

Мостовое полотно является наиболее нагруженным в процессе эксплуатации элементом моста. Оно находится под воздействием силовых и природных факторов (динамическое воздействие транспорта, дождевая вода и снег, противогололедные реагенты, нагрузки от механизмов, используемых при эксплуатации мостов и дорог, температурные воздействия и проч.).

Устройство дорожной одежды, гидроизоляции, дренажа, ограждений проезжей части

Дорожная одежда включает в общем случае при железобетонной плите проезжей части: выравнивающий бетонный слой толщиной не менее 30 мм из бетона (при монолитной плите отсутствует), гидроизоляцию, защитный слой толщиной не менее 60 мм, асфальтобетонное покрытие

Источник