Сооружение металлических гофрированных труб

Металлические гофрированные трубы являются конструкциями, работающими совместно с окружающим их земляным массивом насыпи. При песчаных грунтах труба укладывается непосредственно на грунт основания, при других грунтах устраивается подушка из песчано-гравийной смеси. Отсутствие фундамента значительно снижает трудоемкость и стоимость их сооружения по сравнению с железобетонными.

Металлические трубы собирают на болтах из отдельных элементов, изготавливаемых на специализированных заводах из плоских гофрированных листов, изгибая их по радиусу трубы и устраивая по краям отверстия для болтов.

Стыки элементов труб устраивают внахлестку с использованием шайб специальной формы с цилиндрическими опорными поверхностями, обеспечивающими плотное прилегание шайб к поверхностям гребней и впадин гофров. Монтаж трубы производят на спланированном ложе на месте ее установки. Можно собрать трубу рядом, а затем перекаткой установить на место.

Для защиты от коррозии на металлические гофрированные элементы, болты, гайки и шайбы наносят в заводских условиях слой цинка толщиной 80 мкм. Кроме того, их дополнительно покрывают специальными битумными мастиками или полимерными эмалями. В зависимости от степени агрессивности водно-грунтовой среды дополнительное покрытие наносят с двух сторон или только по наружной поверхности труб и соответственно назначают количество и толщину слоев этого защитного покрытия. Более надежно и менее трудоемко нанесение (обычно на заводах) дополнительного защитного покрытия (марок Э-1 и Э-2) из полимерной эмали. Для труб северного исполнения применяют только эмали.

Для предотвращения истирания защитного покрытия и основного металла внутри труб по нижней части поверхности устраивают бетонные или асфальтобетонные лотки толщиной 5-6 см над впадинами гофров или не менее 2 см над гребнями. В трубах северного исполнения разрешается устраивать лотки только из асфальтобетона. С учетом грунтовых условий металлическую трубу обычно укладывают на подушку из дренирующих грунтов-песков средней крупности, а также крупных и гравелистых, щебенисто-галечниковых и дресвяно-гравийных грунтов, не содержащих частиц размером больше 50 мм. Наименьшая толщина подушки - 0,4 м (размеры подушки указаны на рабочем чертеже трубы). Трубу можно укладывать непосредственно на естественное основание, если оно сложено из мелкого песка или из грунтов, рекомендуемых в качестве материала подушки. При укладке трубы в тело насыпи тип основания принимают исходя из тех же условий. Подушку устраивают, если насыпь под трубой отсыпана из скальных и крупнообломочных грунтов с обломками крупнее 50 мм, а также из глинистых грунтов или пылеватых песков.

Чтобы ни водоток, ни подрусловые воды не могли вынести мелкие частицы грунта из-под трубы, у ее концевых участков устраивают так называемые противофильтрационные экраны, т.е. водонепроницаемые перемычки из глинистого грунта, цементогрунта, железобетона или другого материала (размеры и конструкции экранов указывают в проекте). Обычно экраны из железобетона или другого жесткого материала делают сборными из элементов, устанавливаемых непосредственно перед концевыми участками трубы. Экраны из глинистого грунта, цементогрунта и т.п. укладывают под тремя концевыми звеньями.

Важным условием надежной и долговечной работы металлических труб является их качественная и правильная засыпка. При этом предотвращаются недопустимые деформации трубы и обеспечивается совместная работа трубы и грунта. Засыпают трубу послойной укладкой и тщательным уплотнением грунта симметрично с обеих сторон трубы. Толщина слоев составляет 0,15–0,20 м, а степень уплотнения грунта должна обеспечивать не менее 95% его стандартной плотности. Отсыпку грунта производят самосвалами, бульдозерами, драглайнами, а уплотнение – колесами транспортных и грунтоуплотняющих машин. Непосредственно у трубы грунт уплотняют механизированным инструментом – электро- и пневмотрамбовками. Проезд транспортных средств над трубой допускается при толщине засыпки над верхом трубы не менее 0,5 м.

Предельная высота насыпи ограничивается. Для типовых труб ее величина установлена в зависимости от диаметра трубы, толщины гофрированных элементов и деформативности грунта засыпки отдельно для труб под железными и автомобильными дорогами ( табл. 2). Принятая для типовых конструкций деформативность грунта характеризуется величиной модуля деформации, определяемого по данным компрессионных испытаний.

Для труб индивидуальной конструкции предельная высота насыпи может быть увеличена. Значение модуля деформации грунта засыпки при этом должно быть не меньше 500 кгс/см², а коэффициента уплотнения грунта - не меньше 0,98. Засыпка труб в этом случае должна выполняться при особо тщательном контроле.

Таблица 1

Лекция 2