МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ПОДДЕРЖИВАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В ОПОЛЗНЕВЫХ РАЙОНАХ НА БАЗЕ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И АНКЕРНЫХ КРЕПЛЕНИЙ

УТВЕРЖДЕНЫ зам. директора Союздорнии канд. техн. наук Б.С.Марышевым

ОДОБРЕНЫ Главтранспроектом (письмо N 3002/15-26-430 от 27.12.85 г.)

Обобщены результаты научно-исследовательских и экспериментальных (лабораторных и полевых) работ, выполненных Союздорнии в 1981-1985 гг.

Приведены классификация свайных поддерживающих сооружений в зависимости от типа поперечного профиля земляного полотна на оползневом склоне, их конструктивные схемы и область применения.

Содержатся рекомендации по расчету свайных поддерживающих сооружений земляного полотна как обычных, так и заанкеренных грунтовыми анкерами; приведены основные положения по технологии их устройства.

Приведен способ оценки времени стабилизации оползневого массива, учитывающий геометрическую схему свайного поля в поддерживающем сооружении и реологические свойства глинистых оползневых грунтов (вязкость, ползучесть, длительную прочность, порог ползучести).

Содержатся также рекомендации по использованию литых бетонных смесей с комплексной пластифицирующей добавкой при устройстве буронабивных свай.

Предисловие

"Методические рекомендации по проектированию и строительству поддерживающих сооружений земляного полотна автомобильных дорог в оползневых районах на базе буронабивных свай и анкерных креплений" разработаны в соответствии с программой 0.55.11.01.03.01 на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных Союздорнии в 1981-1985 гг., а также на основе опыта проектирования сооружений данного типа, накопленного проектными институтами "Тбилгипроавтодортранс" и Киевским филиалом Союздорпроекта. При разработке раздела по технологии строительства учтен опыт строительных организаций Главдорстроя.

Методические рекомендации могут быть использованы проектными организациями в качестве методического пособия при проектировании свайных поддерживающих сооружений, устройство которых входит в комплекс противооползневых мер по обеспечению устойчивости земляного полотна автомобильных дорог, сооружаемого на оползневых и потенциально оползневых склонах.

Методические рекомендации составили канд. техн. наук Э.М.Добров (разд.1-2.2), инженеры А.П.Аксенов (разд.1-3), Ю.М.Львович (разд.2.2), кандидаты технических наук Ю.В.Пудов (пп.2.3.47-2.3.54) , Э.Р.Пинус (разд.3), инж. Г.М.Калашникова (разд.3).

1. Общие положения

1.1. Настоящие Методические рекомендации распространяются на проектирование и строительство свайных поддерживающих сооружений, применяемых для обеспечения устойчивости земляного полотна автомобильных дорог при их сооружении в сложных инженерно-геологических условиях оползневых районов территории СССР. Их следует использовать совместно со СНиП II-17-77, СНиП 2.05.03-84, а также с работами /1, 3, 5, 6/.

1.2. Свайные поддерживающие сооружения позволяют обеспечить устойчивость:

всего оползневого склона и расположенной в его пределах дорожной конструкции;

локальной части оползневого склона, в пределах которой находится дорожная конструкция.

1.3. Свайные поддерживающие сооружения следует применять в тех случаях, когда земляное полотно строящихся, реконструируемых и эксплуатируемых автомобильных дорог расположено на оползневых или потенциально оползневых склонах с четко выраженной и обусловленной геологическим строением поверхностью скольжения. При этом целесообразность применения свайных поддерживающих сооружений определяется следующими инженерно-геологическими условиями:

твердой и полутвердой консистенцией оползневых грунтов;

наличием отдельных зон увлажнения у поверхности скольжения (струйчатый характер грунтовых вод);

наличием в пределах оползневого склона несмещающихся контрфорсных массивов.

1.4. Устройство свайных поддерживающих сооружений при строительстве автомобильных дорог в оползневых районах следует осуществлять до начала производства основных работ по сооружению земляного полотна в целях предупреждения образования антропогенных оползней и только после проведения мероприятий по поверхностному водоотводу, изменению баланса грунтовых масс на склоне, дренированию подземных вод и т.д.

1.5. Целесообразность применения свайных поддерживающих сооружений в каждом конкретном случае устанавливают на основе результатов технико-экономического сопоставления вариантов комплексов противооползневых мероприятий, включая устройство поддерживающих сооружений различных типов (подпорные стены, земляные и каменные контрбанкеты, контрфорснодренажные прорези, контрфорсы и др.), а также вариантов расположения трассы автомобильной дороги за пределами оползневого склона: так, при обходе оползня в плане предусматривается перенос трассы на устойчивую часть склона, в продольном профиле - устройство тоннеля или эстакады.

1.6. В зависимости от характера решаемой задачи и типа поперечного профиля земляного полотна автомобильной дороги, пересекающей оползневой склон, свайные поддерживающие сооружения классифицируют следующим образом: верховые, нагорные, осевые и низовые (рис.1). Низовые свайные поддерживающие сооружения в свою очередь в зависимости от уклона дневной поверхности склона и высоты насыпи подразделяют на подоткосные (1:3) и откосные (1:3).

Рис.1. Свайные поддерживающие сооружения:

1 - верховое; 2 - нагорное; 3 - осевое; 4 - низовое откосное; 5 - низовое подоткосное

Осевые свайные поддерживающие сооружения наиболее целесообразно применять в тех случаях, когда оползневые глинистые грунты характеризуются небольшими углами внутреннего трения и низким сцеплением и могут быть отнесены к категории пластичных глинистых грунтов.

1.7. Основными конструктивными элементами свайных поддерживающих сооружений являются:

элементы механического сопротивления движению оползневых грунтов в виде буронабивных свай (0,8 м) или свай-столбов (0,8 м), располагаемых поперек движения оползня в один или несколько рядов или в шахматном порядке (эти элементы в дальнейшем будем именовать буронабивными сваями);

монолитная железобетонная плита ростверка, объединяющая верхние концы буронабивных свай;

"одевающая" стена (для верховых поддерживающих сооружений);

подпорная стена (для верховых и низовых откосных поддерживающих сооружений), устраиваемая на плите ростверка как на основании.

1.8. В целях повышения технико-экономической эффективности функционирования свайных поддерживающих сооружений (увеличение удерживающей способности, снижение материалоемкости) следует применять их заанкеривание грунтовыми, предварительно напрягаемыми анкерами в уровне низа плиты ростверка (заанкеренные свайные поддерживающие сооружения) (рис.2). При этом наиболее рациональной является схема расположения свай в два ряда в шахматном порядке.

Рис.2. Заанкеренное свайное поддерживающее сооружение:

1 - буронабивные сваи; 2 - плита ростверка; 3 - верхний анкер; 4 - "одевающая" стена; 5 - анкерная тяга; 6 - нижний анкер

1.9. При наличии в оползневом или потенциально оползневом склоне водоносных горизонтов следует осуществлять мероприятия по дренированию грунтовых вод (рис.3), устраивая дренажные конструкции под защитой свайных поддерживающих сооружений.

Рис.3. Дренажные устройства под защитой свайных поддерживающих сооружений:
а - траншейный дренаж с заложением дна траншеи ниже поверхности скольжения оползня; б - то же, в уровне поверхности скольжения оползня; в - горизонтальный трубчатый (бестраншейный) дренаж; 1 - коренные несмещаемые породы; 2 - поверхность скольжения оползня; 3 - оползневой массив; 4 - свайное поддерживающее сооружение; 5 - траншейный дренаж; 6 - земляное полотно; 7 - горизонтальная трубчатая дрена; 8 - трубчатая дрена для отвода грунтовых вод из траншейного дренажа

1.10. Свайные поддерживающие сооружения проектируют, как правило, в две стадии: технический проект и рабочие чертежи. На аварийных участках автомобильных дорог, где применение свайных поддерживающих сооружений обусловлено необходимостью быстрого достижения противооползневого эффекта, допускается проектирование в одну стадию с разработкой технорабочего проекта.

1.11. Инженерные изыскания на оползневых участках автомобильных дорог должны выполняться в соответствии с принятой стадийностью проектирования согласно СН 202-81 "О составе, порядке разработки, согласовании и утверждении проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений" (М., 1982).

1.12. Все виды инженерных изысканий, необходимых для разработки проекта свайных поддерживающих сооружений, должны осуществляться в составе проектно- изыскательских работ на стадии разработки технического проекта.

1.13. Объем и состав изыскательских работ определяются техническим заданием на их производство, разработанным проектной организацией и учитывающим получение материалов инженерных изысканий в соответствии с требованиями "Инструкции по проектированию и строительству противооползневых и противообвальных защитных сооружений" СН 519-79* (М., 1981) и СНиП II-17-77.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 22-02-2003. - Примечание изготовителя базы данных.

Кроме того, техническое задание должно предусматривать:

постановку и проведение геодезических (по поверхностным реперам) и инклинометрических наблюдений на оползневом склоне в целях определения скорости смещения оползня и фиксации его поверхности скольжения; поверхностные реперы устанавливают в разведочных продольных и поперечных створах на оползневой и устойчивых частях склона;

определение реологических показателей оползневых грунтов: длительной прочности , порога ползучести и коэффициента вязкости .

1.14. Для проведения инклинометрических наблюдений в каждом разведочном створе должно быть оборудовано не менее трех разведочных скважин глубиной, которая не менее чем на 5 м превышает глубину расположения нижних концов свай, отсчитываемую от поверхности скольжения и принимаемую равной (710).

1.15. Периодичность проведения геодезических и инклинометрических наблюдений должна составлять не реже 1 раза в 3 мес.

2. Проектирование свайных поддерживающих сооружений     

 
2.1. Основные положения

2.1.1. Конструктивную схему свайного поддерживающего сооружения следует назначать в соответствии с п.1.6 в зависимости от расположения земляного полотна автомобильной дороги на оползневом или потенциально оползневом склоне и типа его поперечного профиля.

2.1.2. Для восприятия горизонтальных нагрузок от оползневого давления, а также вертикальных нагрузок и изгибающих моментов в поддерживающих сооружениях следует предусматривать устройство вертикальных и наклонных буронабивных свай. Помимо буронабивных свай, в качестве основных несущих элементов свайных поддерживающих сооружений можно применять буронабивные сваи с использованием сборных железобетонных призматических или цилиндрических элементов заводского изготовления.

После установки таких элементов в пробуренные скважины и их объединения зазоры между боковыми поверхностями элементов и стенками скважины следует заполнить цементно-песчаным раствором.

При назначении диаметра буронабивных свай в поддерживающем сооружении необходимо ориентироваться на возможно большую его величину.

2.1.3. В аварийных ситуациях, а также при закреплении оползней с целью снизить скорость их смещения для изготовления буронабивных свай допускается применять стальные трубы диаметром, соответствующим диаметру пробуренных скважин, которые в дальнейшем могут быть использованы как жесткая арматура свай.

2.1.4. В поддерживающих сооружениях с применением буронабивных свай следует предусматривать жесткое сопряжение их с плитой ростверка. При этом глубину заделки свай в плиту ростверка (см) определяют по формуле

,                                                                         (1)

     
где 20 - при арматуре периодического профиля;

40 - при гладкой арматуре;

- диаметр стержня рабочей арматуры, см.

2.1.5. Конструкцию плит ростверков верховых и подоткосных поддерживающих сооружений в целях сокращения материальных и трудовых затрат можно назначать решетчатой (рис.4, а). При этом плиты могут быть выполнены как из сборного, так и монолитного железобетона. Ростверки осевых поддерживающих сооружений следует проектировать в виде сплошной плиты с утолщениями в местах сопряжений с верхними концами свай (см. рис.4, б).

Рис.4. Решетчатая монолитная (а) и сплошная монолитная с местными утолщениями (б) плиты ростверка

2.1.6. Для облицовки "одевающих" стен из монолитного бетона в верховых поддерживающих сооружениях наиболее целесообразно использовать сборные железобетонные плиты, являющиеся одновременно и опалубкой при устройстве "одевающей" стены (рис.5). Наружным поверхностям сборных облицовочных плит следует придавать различную рельефность и фактуру путем закладки в опалубку перед бетонированием соответствующих форм или мелкодисперсных материалов.

Рис.5. Конструкция "одевающей" стены верхового поддерживающего сооружения:

1 - "одевающая" стена из монолитного бетона; 2 - сборные железобетонные плиты облицовки; 3 - застенный дренаж с выпусками; 4 - фундамент "одевающей" стены

2.1.7. Для изготовления буронабивных свай следует применять бетон класса прочности при сжатии не ниже В 20, а для железобетонных ростверков - тяжелый бетон класса прочности при сжатии не ниже В 22,5. Проектную марку бетона буронабивных свай и ростверков по морозостойкости и водопроницаемости следует назначать исходя из климатических условий района строительства и грунтовых условий эксплуатации поддерживающих сооружений.

2.1.8. Состав бетонной смеси для изготовления буронабивных свай проектируют в соответствии с ГОСТ 4795-68 и ГОСТ 10268-80 на бетон гидротехнический.

2.1.9. Для продольной арматуры буронабивных свай следует использовать стержни диаметром от 16 до 28 мм из стали периодического профиля классов А-II и А-III.

Для изготовления спиралей, кольцевых хомутов, петель-ограничителей применяют арматурную сталь гладкого профиля из стали класса А-I. Рабочие стержни в сечениях свай следует располагать равномерно по всей окружности, а в случаях фиксированного направления оползневого давления - асимметрично, размещая стержни в соответствии с расчетом.