Постройка опор мостов

В комплекс работ по постройке опор входят:

• разбивка осей опор;

• возведение фундаментов;

• сооружение опор выше обреза фундамента;

• устройство облицовки.

Перед сооружением моста производятся работы по разбивке продоль­ной оси моста, подходов к нему и осей опор. Положение осей надежно за­крепляется на весь период строительства врытыми в землю выносны­ми столбами. При разбивке опор малого моста непосредственным про­мером от ближайшего пикета определяются точки пересечения попереч­ной оси каждой опоры с осью пути (рис. 3.17, 3.18). С помощью теодо-80

лита производится разбивка попе-

речных осей, положение которых закрепляется выносными столбами по обе стороны пути. Высотная раз­бивка опор (отметки подошвы и об­реза фундамента и др.) производит­ся нивелированием по реперу. Репер — деревянный или бетонный стол­бик, надежно врытый в землю; на верхней части репера указывается его отметка.

Разбивка котлованов фундамен­тов опор мостов, расположенных на суходолах, поймах или островках, может производиться при помощи досок, пришиваемых к столбам или сваям, установленным вокруг опоры на расстоянии 1—1,5 м от границы котлована. Оси опор и боковые гра­ни выносятся на эти доски, называемые обноской, и закрепляются на них зарубками или гвоздями, по которым в процессе работы натягива­ются проволочные чалки. Пересечение чалок определяет положение осей и боковых граней опор. Правильность геометрической формы опо­ры проверяется с помощью отвеса и уровня.

Рис. 3.18. Разбивка осей опор малых мостов: 1 — столбы закрепления продольной оси; 2 — столбы закрепления поперечных

осей; 3 — фундамент опоры

Продольная ось средних и больших мостов закрепляется с помощью створных столбов, расположенных по два на каж­дом берегу. Измерение углов при разбивке производится те­одолитом, а измерение рассто­яний — мерной проволокой, стальной лентой или рулеткой не менее двух раз с вычислени­ем точности измерения. Все измерения вдоль оси моста производятся от одного створ­ного столба, расположенного на продольной оси и связанно­го с пикетажом линии. При не­возможности непосредствен­ных измерений разбивка опор производится теодолитом (рис. 3.19).

В сухих и маловлажных грунтах котлованы устраиваются без креп­лений с крутизной откосов, принимаемой в зависимости от глубины котлована и рода грунта.

В котлованах глубиной до трех метров и шириной до четырех мет­ров при естественной влажности грунтов применяется крепление гори­зонтальными досками, удерживаемыми стойками и распорками, опира­ющимися на бобышки. В случае необходимости крепления стенок ши­роких котлованов, когда распорки не могут быть поставлены, опорные стойки укрепляются подкосами. Если по условиям организации работ установка подкосов невозможна, то верх стоек крепится к забиваемым на некотором расстоянии от бровки котлована сваям-анкерам при помо­щи досчатых схваток. Деревянные крепления применяют для крепления неглубоких котлованов. Для котлованов глубокой более 5 м применя­ются инвентарные металлические конструкции креплений.

Разработка грунта в котлованах производится, как правило, меха­низированным способом экскаваторами (драглайнами или обратной ло­патой) с недобором грунта на 0,1—0,2 м. Зачистка и планировка дна котлована производится вручную. Для удаления грунтовой воды, посту­пающей в котлован, в нем устраивают углубление — приямок — откуда вода откачивается насосами. Количество воды, поступающее в котлован

через дно и шпунтовое ограждение, зависит от водопроницаемости грунтов, уровня грунтовых вод и качества шпунтового ограждения.

В некоторых случаях на местности, покрытой водой, применяют за­щиту котлована временными грунтовыми перемычками. Грунтовые пе­ремычки сооружают при глубине воды до 2 м. Ширина грунтовой пере­мычки поверху назначается не менее 1 м. Крутизна откосов со стороны котлована не круче 1:1, со стороны воды — 1:2; возвышение перемычки над рабочим горизонтом воды не менее 0,7 м. При устройстве фунда­ментов в огражденном шпунтом котловане работы по укладке бетона производятся с водоотливом. При большой глубине воды, а также при сильной донной фильтрации применяется подводное бетонирование; наиболее применим метод подводного бетонирования по вертикальным трубам диаметром 20—30 см. Нижний конец трубы всегда должен на­ходиться ниже уровня уже уложенного бетона, а вся труба должна быть загружена бетонной смесью на полную высоту. Радиус действия одной трубы 3—4 м.

Погружение свай при устройстве фундаментов может производиться посредством забивки. Для забивки свай применяют свайные молоты, краны, оборудование для подмыва. Для подержания свебойного обору­дования используются специальные строительные машины — копры.

Свайные молоты по конструкции делятся на четыре основных типа: подвесные, паровоздушные оди­ночного и двойного действия, ди­зельные.

Подвесной молот представля­ет собой чугунную отливку весом 100—400 кг, передвигающуюся в направляющих стрелах копра; молот поднимается тросом на вы­соту 3—4 м и, свободно падая, ударяет по свае.

Копер — строительная маши­на для подъема сваи, удержания ее в нужном положении, а также для подъема свайного молота и правильного его направления (рис. 3.20).

В молотах одиночного дей­ствия давлением пара или сжато-

го воздуха производится подъем ударной части молота. Рабочий ход (удар по свае) происходит при свободном падении молота под действи­ем собственного веса. В молотах двойного действия ударной частью яв­ляется поршень, который перемещается под действием пара или сжато­го воздуха. Благодаря большой частоте ударов молоты двойного дейст­вия обладают высокой производительностью. Эти молоты не требуют направляющих устройств, они устанавливаются на голове сваи.

Широкое применение получили дизель-молоты, не нуждающиеся в специальных установках для получения пара или сжатого воздуха.

Подмыв свай применяется в песчаных и гравелистых грунтах (рис. 3.21). Подмывные трубы располагаются либо центрально, либо с боков сваи. Подмывные трубы снабжены наконечниками. Под действи­ем струи воды грунт у острия сваи разрыхляется, взмучивается и ча­стицы его выносятся наружу с вы­ходящей водой вдоль сваи, умень­шая трение грунта. В результате под действием слабых ударов мо­лота свая погружается в простран­ство, вымытое под ее острием.

Вибропогружение свай произ­водится с помощью вибратора, же­стко прикрепленного к голове сваи. Для вибропогружения требуется копер и источник электроэнергии.

Завинчивание свай осуществля­ется с помощью кабестана, наде­ваемого на голову сваи.

Сооружение фундаментов из
оболочек. Устройство фундаментов
из готовых оболочек заключается в
их погружении в грунт, удалении
грунта из внутренней полости и за­
полнении оболочки бетоном. Обо-
Рис. 3.21. Погружение сваи подмывом: лочки диаметром от 0,4 до 2,0 м и
1 — свая; 2 — подмывные трубы; длиной 8—12 м изготавливают в
3 — трубопровод; 4 — молот заводских условиях способом

центрифугирования. Оболочки диаметром от 1,6 до 5 м и длиной до 12 м изготавливают на полигоне в металлических формах в вертикальном положении. При изготовлении секций оболочек в металлической форме сначала собирается внутренняя опалубка, затем монтируется на опалуб­ке арматурный каркас, после этого собирается наружная опалубка. Ук­ладка бетона в опалубку производится с обязательным его уплотнением глубинными вибраторами. После выдержки и пропаривания бетона опалубка разбирается, и готовые оболочки транспортируют на место установки.

Оболочки устанавливают отдельными секциями, соединяемыми фланцами на болтах или сваркой. Погружение оболочек осуществляется вибрационным способом. В результате работы вибропогружателя, при­крепленного к верхнему концу оболочки, создается вертикальная воз­мущающая сила, которая вызывает вибрацию оболочки и окружающего грунта, вследствие этого оболочка преодолевает лобовое сопротивление и погружается в грунт.

Тип и мощность вибропогружателя подбирается так, чтобы величина его возмущающей силы превосходила полный вес оболочки, наго­ловника и вибропогружателя в 1,5— 2 раза. Вибропогружатель ВП-3 способен опустить оболочку диаметром 1,6 м в грунты средней плотно­сти на 10—15 м. Для погружения крупных оболочек применяют спа­ренные вибропогружатели, действующие синхронно. При значительной глубине воды (более 2 м) для погружения оболочек используют плав­средства. При погружении оболочки на глубину 3—5 м вибропогружа­тель снимается, а затем из внутренней полости оболочки выбирается грунт либо грейфером, либо способом гидромеханизации, и внутреннее пространство заполняется бетоном.

Бетонирование тела опор. Так как бетон до затвердевания является пластичным материалом, бетонные, бутобетонные и железнобетонные монолитные опоры сооружаются в опалубке.

Опалубка бывает 3 видов:

• стационарная деревянная опалубка, устраиваемая из заранее изго­товленных дощатых щитов;

• разборно-переставная металлическая или деревянная опалубка (ин­вентарная);

• подвижная (скользящая) дерево-металлическая опалубка, передви­гаемая (поднимаемая) по мере бетонирования.

Щитовая сборно-разборная деревянная опалубка устраивается из дощатых щитов, соединенных в четверть, чтобы не допустить вытека-85

ния цементного молока. Для соединения элементов опалубки применя­ют гвозди, болты. Внутренняя поверхность опалубки должна быть глад­кой (оструганной) и покрытой побелкой для уменьшения сцепления бе­тона с деревянной опалубкой.

Инвентарная сборно-разборная опалубка состоит из металлической обшивки толщиной 2—3 мм и каркаса из уголков и швеллеров.

Скользящая (подвижная) опалубка применяется для бетонирования промежуточных опор; состоит из щитовой обшивки (металлической или деревянной) и каркаса. По мере бетонирования опалубка поднима­ется с помощью винтовых домкратов, скрепленных с каркасом опалуб­ки и опирающихся на упорные стержни, заделываемые в кладке опоры. Уровень бетона в подвижной опалубке поддерживается на 20—25 см ниже верхнего края опалубки.

Транспортирование бетона организуется таким образом, чтобы не произошло расслоения бетонной смеси и чтобы к моменту укладки эта смесь не начала схватываться. Подача бетона к месту укладки должна производиться непрерывно, не задерживая бетонирование. Продолжи­тельность транспортирования с момента выгрузки из бетономешалки до момента окончания уплотнения не должна превышать 1 час.

Технология бетонирования монолитных опор. Бетонирование произ­водится непрерывно горизонтальными слоями на всей площади опоры в плане, с полным перекрытием одного слоя другим, до начала схватыва­ния бетонной смеси обоих слоев. Высота свободного падения смеси не должна превышать 3 м; при большей высоте спуск бетонной смеси осуществляется по трубам или звеньевым хоботам. Для уменьшения динамического воздействия падающей бетонной смеси на уложенный бетон применяются подвесные сетки-гасители с размером ячеек в свету, превышающим в 1,5—2 раза размер крупного заполнителя. После ук­ладки очередного слоя бетона он тщательно уплотняется вибрировани­ем, шаг перестановки вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия.

Бетон должен быть уплотнен равномерно по всему телу. При соору­жении бетонных и бутобетонных опор необходимо организовать работу так, чтобы кладка велась на всю высоту опор без перерыва, т.е. без уст­ройства технологических швов. Перерывы в бетонировании, которые иногда допускаются при возведении опор, в период эксплуатации могут вызывать появление вертикальных и горизонтальных трещин в теле опоры. Для ускорения твердения и повышения прочности бетона при­меняются следующие методы:

• использование цемента с повышенной активностью и повышенной экзотермией (выделением тепла);

• применение жестких бетонов с В/Ц 0,35-0,45;

• введение в бетон ускорителей твердения;

• увеличение времени перемешивания бетонной смеси в бетоносме­сителе на 30 %.

Бетонирование при отрицательных температурах производится с ис­пользованием бетонов и растворов, твердеющих на морозе, или с пред­варительным подогревом составляющих бетонной смеси (воды, запол­нителей), что обеспечивает бетону при его укладке положительную температуру. Преждевременное замерзание бетона до достижения им 70 % проектной прочности не допускается.

В зимних условиях при отрицательных температурах воздуха уст­ройство бетонных и железобетонных монолитных опор осуществляется способом термоса, т.е. в утепленной опалубке или под защитным по­крытием.

По способу термоса нагретый до 40—60 °С бетон непрерывно ук­ладывается на открытом воздухе в утепленную опалубку. По окончании укладки бетон укрывается. Тепло, полученное при подогреве и вы­деляемое бетоном, создает нормальные условия для твердения. Иногда используется бетонирование в тепляках, где создается теплая и влажная среда с температурой не ниже +10 °С. Может применяться обогрев уложенного бетона паром, циркулирующим между двойными стенками опалубки.

Устройство облицовки (рис. 3.22). Для защиты поверхности бетон­ной, бутобетонной и железобетонной кладки опор применяются следу­ющие виды облицовки:

• массивная — из естественного камня или бетонных блоков, кото­
рые устанавливаются одновременно с кладкой сооружения;

• навесная — из естественного камня, бетонных блоков или же­
лезобетонных плит, устанавливаемых после возведения ядра соору­
жения;

• облицовка из тонких железобетонных плит — облицовка-опалубка,
которая устанавливается до возведения ядра кладки.

Наиболее распространенными каменными материалами для обли­цовки опор являются гранит, песчаник и плотный известняк. Лицевые грани камней обрабатываются различными способами: в «шубу», чис­той и получистой тески, для малых мостов применяется циклопичес-

Рис. 3.22. Устройство облицовки опор:

а — в «шубу» (в прикол); б — в «шубу» с лентой; в — чистой (получистой)

тески; г — в подбор; д — крепление блоков облицовки к телу опоры; 1 — блоки

облицовки; 2 — кладка опоры; 3 — анкеры; 4 — проволока; 5 — петли

кая облицовка в подбор. При обработке в «шубу» облицовка имеет буг­ристую поверхность с впадинами и выпуклостями высотой от 15 до 100 мм.

Навесная облицовка устанавливается после окончания кладки опо­ры. Крепление естественных камней облицовки между собой и с ядром кладки осуществляется с помощью металлических анкеров. Каждый камень облицовки крепится к кладке не менее чем в двух точках. Уста­новка облицовочных камней производится на клиньях на высоту одного ряда, после чего камни скрепляются между собой и с ядром кладки. Следующий ряд облицовки ставится после закрепления нижнего ряда и заполнения раствором или бетоном промежутков между камнями и яд­ром. Бетонные блоки для навесной облицовки делаются толщиной не менее 20 см. Для облицовки опор используются бетонные блоки и пли­ты с гранитной крошкой. Для заполнения швов между камнями обли­цовки употребляются портландцементный раствор.

Тонкие железобетонные облицовочные плиты, используемые в каче­стве опалубки, имеют толщину не менее 8 см и армируются по расчету на давление бетона. Это наиболее современный и распространенный в новом строительстве вид облицовки.