Расчет водоотводной канавы.
При определении размеров поперечного сечения канавы, прежде всего нужно вычертить расчетную схему.
Необходимое поперечное сечение канавы (d – ширинa дна; H – глубина канавы) – определяются методом подбора.
При этом необходимо учитывать:
H = h + 0,20 (м);
крутизна откосов m = 1:1,5
ширина канавы по дну не менее 0,6 м;
глубина канавы h = 2.0м;
Между расчетным расходом воды Qp и фактическим расходом Qф, допускается расхождение в пределах 5%;
Схема водоотводной канавы (подставить обозначения)
а) Задаемся расчетной глубиной воды h и шириной по дну d;
h =1,2,м d =0,9,м
б) Определяем площадь живого сечения по формуле: w = dh + mh 2,м2
w =0,9*1,2+1,5*092 =2,295 м2
в) Вычислить смоченный периметр по формуле:
г) Находим гидравлический радиус:
Находим коэффициент шероховатости С в зависимости от гидравлического радиуса, согласно таблицы
д) Определяем скорость течения воды:
е) Определяем фактический расход воды:
И сравниваем его с заданным, если разница не превышает 5%, выбор h и d сделан правильно, в противном случае нужно заменить размеры и расчет повторить.
Разница между фактическим расходом воды и расчетным составляет________%
Расчет сечения канавы рекомендуется свести в таблицу:
4. Контрольные вопросы
1. Что такое водоотведение? Своевременный и полный отвод талых, поверхностных и подземных вод.
2. Типы сечений водоотводных канав. Трапецеидальное, прямоугольное, треугольное.
3. Что такое водоотводная канава? Сооружение в грунте, предназначенное для защиты земляного полотна (чаще насыпей) от размыва или переувлажнения, сбора поверхностных (иногда и грунтовых) вод и отвода их в ближайший водоток.
4. Каково назначение водоотводных устройств? Своевременный и полный отвод талых, поверхностных и подземных вод.
5.Заключение: Я научился определять размеры поперечного сечения водоотводной канавы в суглинках при заданных расходы воды Qp и продольного уклона дна канавы.
Примеры решения задач на вычисления на сколько процентов одно число больше/меньше другого числа
Найти на сколько процентов число 50 больше числа 40.
Ответ: 50 больше 40 на 25%.
Найти на сколько процентов число 20 меньше числа 40.
Практическое занятие № 5
Тема: Определить глубину заложения закрытого трубчатого дренажа (несовершенного) траншейного типа согласно варианта
Цель: Приобрести навыки по расчету дренажа
Оборудование: Учебный полигон (или действующий участок пути).
1.Назначение водоотводных сооружений.
2. Виды водоотводных сооружений для отвода грунтовых вод.
3. Расчет глубины заложения дренажа.
Категория дороги –1
Число путей –2
Класс пути –1класс
Глубина промерзания –1,35
Вид дренажа – односторонний подкюветный
aкп — величина капиллярного подъема воды над кривой депрессии, равная для песчаных грунтов 0,3-0,4 м, для глин – 0,5-0,8 м;
I0 – средний уклон кривой депрессии 0,003 %;
е — величина возможного колебания уровня капиллярных вод и глубины промерзания (обычно 0,2-0,25 м);
hо — расстояние по вертикали от верха трубы до дна дренажа (обычно 0,3-0,4 м);
Понижение уровня грунтовых вод относительно дна кювета –0,20
Вычертить поперечный разрез выемки и дренажа в масштабе 1: 50.
Указать основные размеры.
Примечание: В вопросе 3 расчет свести в таблицу.
Не забудь поделиться страницей с друзьями:
Из Пособия по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий (к СНиП 2.05.07-85).
2.20. Крутизну откосов насыпей и выемок следует назначать в зависимости от вида грунта, высоты насыпи и глубины выемки с учетом инженерно-геологических, гидрологических и мерзлотных условий, а также способа производства работ и метода укрепления откосов согласно СНиП 2.05.07-85, п. 2.56.
2.21. Откосы насыпей, выемок и других грунтовых сооружений, подверженных разрушению под воздействием природных, техногенных и антропогенных факторов, должны быть укреплены. Тип укрепления следует назначать в зависимости от конструкции сооружения, интенсивности воздействия природных факторов и физико-механических свойств грунтов.
На подтопляемых откосах в укреплении следует предусматривать обратный фильтр из дренирующих грунтов или геотекстиля. Отметка верха укрепления подтопляемых откосов должна быть выше отметки наибольшего уровня воды, определяемого с учетом наката волны подпора воды на откос. На подходах к большим и средним мостам, а также на оградительных дамбах превышение должно быть не менее чем на 0,5 м, на подходах к малым мостам и трубам, а также на затопляемых регуляционных сооружениях и бермах — не менее чем на 0,25 м.
2.22. При сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях крутизну откосов назначают:
в выемках глубиной более 12 м: в скальных слабовыветривающихся грунтах, при применении скважинных зарядов методом контурного взрывания допускается устройство вертикальных откосов;
В выемках глубиной до 6 м: в глинистых пылеватых грунтах в районах с избыточным увлажнением следует принимать 1 : 2, глубиной более 6 м — устанавливают расчетом;
в выемках, сооружаемых в легковыветривающихся скальных грунтах и в лессах, следует проектировать с учетом опыта строительства и эксплуатации земляного полотна в рассматриваемом районе;
в выемках в легковыветривающихся неразмягчаемых скальных грунтах — от 1 : 0,5 до 1 : 1,5;
в выемках глубиной до 2 м — 1 : 3 и более;
в выемках, сооружаемых в районах подвижных песков на участках с полузаросшей и заросшей растительностью, крутизну откосов разрешается принимать равной углу естественного откоса песка, но не более 1 : 1,5.
2.23. При проектировании откосов выемок на бортах карьеров высоту устойчивого откоса и его крутизну рекомендуется назначать по табл. 6.
2.24. Откосы насыпей, сооружаемых из дренирующих грунтов над поверхностью болота, следует проектировать с уклоном 1 : 1,5, а из мелких и пылеватых песков — в верхней части насыпей с уклоном — 1 : 1,75, а также нижней, считая от поверхности болота на высоту 1 м, — 1 : 3.
2.25. Крутизна откосов насыпей, возводимых из песчаных грунтов, назначается с учетом вида грунта согласно табл. 7.
2.26. Крутизну откосов кюветов следует назначать с полевой стороны равной крутизне откосов выемки, а со стороны пути — 1 : 1,5.
Глубину кюветов следует принимать не менее 0,6 м, а ширину по дну — назначать 0,4 м. Для районов с сухим климатом допускается уменьшать глубину кюветов до 0,4 м.
В выемках при расположении путей на уклонах менее 2 ‰ в глубину кюветов в водораздельных (переломных) точках допускается уменьшать до 0,2 м.
В выемках, проектируемых в слабовыветривающихся скальных породах, вместо кюветов допускается устраивать бордюры из камня или бетонных блоков.
Кюветы в легковыветривающихся скальных грунтах допускается проектировать глубиной менее 0,4 м.
В скальных выемках для отвода воды можно использовать кювет-траншеи.
2.27. Размеры поперечного сечения кюветов, нагорных водоотводных канав следует определять расчетом с учетом расхода воды: с вероятностью превышения обеспечения 1 % на линиях категории IВ и 3 % на линиях категории IIВ.
Расчет выполняют по программе автоматизированного гидравлического расчета кюветов и канав (прил. 9).
2.28. Верх земляного полотна, присыпаемого для укладки второго пути, следует проектировать: при недренирующих грунтах с поперечным уклоном в сторону от существующего пути 0,04 в выемках и 0,02 в насыпях. С целью экономии балласта верхнюю часть примыкаемого земляного полотна (выше бровки существующего пути) следует отсыпать из дренирующего грунта.
2.29. Верх земляного полотна железнодорожных путей с заглубленным и полузаглубленным балластным слоем, а также земляного полотна, сооружаемого для укладки нескольких путей (более двух), проектируется односкатным или двускатным. При большем числе путей следует проектировать пилообразный поперечный профиль с устройством в пониженных местах водоотводных лотков.
2.30. Количество путей, располагаемых на одном скате, принимают в зависимости от вида грунта земляного полотна, материала балласта и условий увлажнения на основе технико-экономических расчетов, учитывающих затраты на балластировку и устройство водоотводных сооружений (лотков, дренажей).
Наибольшее число путей на одном скате в зависимости от вида грунта, материала балласта и условий увлажнения, а также величины уклонов скатов определяют по табл. 8.
2.31. Ширину насыпей, сооружаемых на вечномерзлых грунтах, назначают с учетом уширения ее за счет компенсации осадки грунтов основания и тела насыпи в результате оттаивания льдистых грунтов в эксплуатационный период — при подъеме пути на балласт.
Уширение основной площадки DВ определяют по формуле
DВ = 2m (Sн + Sо), (1)
где m — крутизна откоса балластной призмы, равная 1,5; Sн — осадка тела насыпи; sо — осадка основания насыпи.
При отсыпке насыпей талых и сыпучемерзлых грунтов при
Н £ 2, Sн = 0, Sэ = (3 — Н) , (2)
2 £ H £ 3, Sн = (H — 2) , Sо = (3 — H) , (3)
где ρстр, ρест — плотность грунтов тела насыпи и естественного основания в строительный период; ρэн, ρэо — плотность грунтов тела насыпи и естественного основания в эксплуатационный период.
Категория: Железнодорожный путь
Водоотводная канава — сооружение в грунте, предназначенное для защиты земляного полотна (чаще насыпей) от размыва или переувлажнения, сбора поверхностных (иногда и грунтовых) вод и отвода их в ближайший водоток. С помощью водоотводных канав осушают заболоченные (сырые) территории для подготовки основания земляного полотна и др. площадок, предназначаются для возведения сооружений, прокладки коммуникаций, устройства складов, грузовых дворов, скверов и т. п. Глубину, ширину дна, крутизну откосов, способы крепления Водоотводные канавы проектируют на основании гидравлические расчётов, используя типовые конструкции. Поперечное сечение (обычно трапецеидальное) выбирают по расчётному (вероятному) расходу воды с учётом скоростей течения и типов креплений откосов, предупреждающих размывы. Наименьший продольный уклон водоотводных канав обычно 3°/00, на равнинных участках (болотах, поймах рек и т. п.) — 2°/00, а в исключит, случаях — 1°/00. При больших продольных уклонах (100—500°/00) устраивают перепады и быстротоки. Как правило, наименьшие ширина дна и глубина водоотводных канав — 0,6 м (на болотах — 0,8 м). Крутизна откосов в обыкновенных грунтах — 1 : 1,5, в щебенистых —1.1, в скальных — 1 : 0,6. В необходимых случаях дно водоотводной канавы защищают от размыва слоем щебня, мощением, сборными (монолитными) плитами или ж.-б. конструкциями; откосы — посевом трав, плитами (реже дёрном, мощением). Для сбора и отвода воды от выемок служат также кюветы (между основаниями откосов и основной площадкой), с верховых сторон на косогорах — нагорные и за- банкетные канавы.
Близкие публикации
2.200. Продольные водоотводные канавы
необходимо предусматривать с нагорной
стороны насыпей без устройства резервов.
На местности с поперечным уклоном менее
0,02 при высоте насыпей менее 1,5 м, на
участках косогоров с изменяющимся:
поперечным уклоном, а также на болотах
водоотводные канавы следует проектировать
с двух сторон полотна.
2.201. При пересечении лугов, оврагов
глубину канав можно принимать до 0,2 м с
устройством банкета шириной поверху
не менее 3 м, с возвышением его бровки
над расчетным уровнем воды не менее
0,25 м и поперечным уклоном поверхности
банкета от насыпи 0,02 — 0,04.
Расстояние между подошвой откосов
насыпей и внутренней бровкой продольных
водоотводных канав следует принимать
не менее 3 м, а со стороны размещения
будущего второго пути — не менее 7 м.
Поверхность бермы между насыпью и
канавой должна иметь поперечный уклон
0,02 — 0,04.
2.202. Поперечные канавы следует проектировать
в случаях, когда отвод воды от водопропускных
сооружений затруднен или невозможен
продольный отвод воды из местных
понижений у земляного полотна.
Сопряжение водоотводных канав с руслом
водотоков следует проектировать с
выполнением следующих условий: в месте
сопряжения канаву направлять по течению
водотока; угол между осями канавы и
водотока назначать не более 45°;
изменение направления канавы проектировать
плавным по кривой радиусом не менее 5
м, а на участках подходов к перепадам,
быстротокам и искусственным сооружениям
— не менее 10 м.
Отметка устья — выпуска воды из канавы
или лотка должна быть ниже отметки
бровки земляного полотна не менее чем
на 1 м.
2.203. Оптимальный уклон дна канавы должен
быть выбран так, чтобы скорости течения
воды в канавах не превышали допускаемые
(неразмывающие) скорости для данного
грунта согласно прил. 10 настоящего
Пособия.
Если при проектировании продольного
профиля канав топографические условия
местности не позволяют выдержать один
и тот же продольный уклон, следует
назначать крутые уклоны на коротких
участках с соответствующим типом
крепления или устраивать между ними
вставки с уклонами, не требующими
укреплений.
Минимальная допускаемая скорость
течения воды по условиям недопущения
заиливания канав 0,25 — 0,30 м/с (для канав,
не имеющих укрепления и не покрытых
растительностью).
Нагорные канавы
2.204. Нагорные канавы необходимо размещать
с нагорной стороны выемок для перехвата
воды, поступающей с косогора и прилегающего
водосборного бассейна, с последующим
отводом ее к ближайшему водопропускному
сооружению или в сторону от земляного
полотна.
На местности с большой крутизной склона,
когда продольный уклон нагорной канавы
будет больше допустимого значения для
данных грунтов и применяемого типа
укрепления, необходимо предусматривать
устройства для гашения скорости течения
воды — перепады, быстротоки и водобойные
колодцы.
В таких случаях, в виде исключения,
допускается также ступенчатое размещение
отдельных участков нагорной канавы на
косогоре. При этом начало участка канавы,
расположенного ниже, следует размещать
с некоторым перекрытием выхода
вышерасполагаемого участка. Величину
перекрытия и тип укрепления склона в
местах выхода отдельных участков канавы
необходимо назначать с учетом местных
природных условий.
2.205. Минимальные расстояния между бровкой
нагорной канавы и бровкой выемки,
подошвой кавальера или насыпи следует
назначать не менее величин, приведенных
в табл. 22.
Расстояние между бровкой нагорной
канавы и подошвой кавальера принимают
в зависимости от условий снегонезаносимости.
Глубина канавы принимается на 0,2 м больше
расчетной.
2.206. Кюветы в выемках следует размещать
с обеих сторон земляного полотна. Кюветы,
как правило, следует проектировать
трапецеидальной формы с размерами не
менее величин, указанных в табл. 20.
2.207. При отсутствии банкетов и забанкетных
канав минимальное поперечное сечение
кюветов необходимо проверять расчетом
на пропуск расчетного расхода воды
согласно прил. 9 настоящего Пособия, а
при необходимости увеличивать сечение
за счет углубления кюветов при сохранении
минимальной ширины по дну.
Полевые откосы кюветов следует
проектировать крутизной, равной крутизне
откоса выемки, а откосы кюветов со
стороны полотна — не превышающими
величин, приведенных в табл. 20.
Продольный уклон кюветов следует
принимать равным уклону земляного
полотна. В пределах выемок с продольным
уклоном менее 2 %0кюветы назначают
с продольным уклоном 2 %0. В точках
водораздела глубину кюветов разрешается
уменьшать до 0,2 м при сохранении ширины
по дну.
2.208. Для отвода поверхностной воды при
отсутствии ливневой канализации следует
предусматривать закрытые лотки или
дренажные устройства согласно указаниям
СНиП 2.05.07-85, п. 2.67.
Лотки применяются в стесненных условиях,
где затруднено устройство открытых
нагорных канав, а также при неустойчивых
откосах. Лотки устраивают в глубоких
выемках, в пределах путевого развития
раздельных пунктов и междупутий для
пропуска воды с одной стороны пути на
другую, перехвата уровня грунтовых вод
и отвода их за пределы осушаемой
территории.
Нецелесообразно применение лотков в
случаях образования в них наледей и на
пучинистых грунтах.
2.209. Рамные лотки собираются из готовых
рам, закладных плит и покрытий, а также
безраспорных секций, изготавливаемых
из железобетона (рис. 53).
Рис. 53. Железобетонный рамный лоток
глубиной 1 м
1 — железобетонная
рама; 2 — засыпка из песка крупного,
средней крупности, гравелистого или
гравия; 3 — закладная железобетонная
плита; 4 — дренажные щели; 5 — щебеночная
подготовка;
6 —
асфальт;
7
— забивка
пазух мятой глиной
Железобетонные рамные лотки рекомендуется
применять: при затруднительном устройстве
открытой канавы или кювета; при
необходимости понижения уровня грунтовых
вод или перехвата и отвода их в
водоприемник; при углублении кюветов
в существующих глубоких выемках; при
нецелесообразности подрезки откосов
выемки.
Минимальный продольный уклон дна лотка
0,002.
2.210. Междупутные лотки рассчитываются
без учета влияния временной нагрузки
от подвижного состава (рис. 54). При
устройстве лотков большей глубины или
расположении их в зоне нагрузок от
поезда, а также на крутых косогорах
конструкцию лотков следует проектировать
индивидуально.
Рис. 54. Железобетонный лоток под
железнодорожными путями
1 — фундаментный
блок; 2 — гидроизоляция; 3 — блок
железобетонного лотка замкнутого
сечения; 4 — шпала; 5 — рельс; 6 — балластный
слой
2.211. Лотки безраспорные, секционные
(междушпальные) следует проектировать
для отвода воды поперек пути и в случае
продольного стока воды вблизи зданий
и сооружений, платформ и открытых
погрузочных площадок (рис. 55). Типы лотков
приведены в серии 3.501-68 «Сборные
железобетонные междушпальные лотки на
железнодорожных путях промышленных
предприятий», разработанной
ПромтрансНИИпроектом и в Альбоме
водоотводных устройств на станциях
(инв. № 984), разработанном Мосгипротрансом.
Рис. 55. Безраспорные секционные лотки
а — глубиной 0,2 м
с глухими стенками; б — то же, глубиной
0,85 м с дренажными отверстиями в стенках;
в — блок безраспорного лотка
2.212. Лотки под путями устраиваются в
случаях, когда расходы воды превышают
возможные для безраспорных лотков.
Наибольшее применение получили
железобетонные лотки сечением 0,75´1,25
м (рис. 54), устраиваемые на блочных
железобетонных фундаментах, а при
хороших инженерно-геологических условиях
— на щебеночной подготовке. Лотки могут
сооружаться под одним или несколькими
путями.
Большая часть
выпадающих непосредственно на поверхность
дороги осадков стекает с нее ввиду
наличия на проезжей части и обочинах
поперечных уклонов. Эта вода стекает
по откосам земляного полотна.
Для отвода воды
вдоль дороги, переходящей в выемке или
насыпи высотой до 1–1,5
м, устраивают боковые канавы (кюветы).
Боковые канавы также способствуют
осушению грунтов земляного полотна в
связи с испарением влаги с внутренних
откосов боковых канав.
В связных грунтах
кюветам придают трапецеидальное сечение
шириной по дну 0,4 м, с крутизной откосов
в выемке 1:1,5, в насыпе: внешний откос
1:1,5, внутренний 1:3 или 1:4.
Рис. 5.1. Поперечные
сечения боковых канав:
а – трапецеидальное;
б –
треугольное
В несвязных грунтах
устраивают кюветы треугольного сечения
с крутизной внутреннего откоса 1:3.
При выборе формы
поперечного сечения боковой канавы
следует учитывать, что при одинаковой
глубине кювета площадь живого сечения
трапецеидальной канавы больше, чем
треугольной.
Минимальная глубина
кювета 0,3 м от поверхности земли,
максимальная 0,7–0,8
м (редко до 1,2 м), считая от бровки насыпи.
hкюв
= hрек
–
( bпр
iпр/2
+ bоб
iоб)
–
hраб
Дну кюветов придают
продольный уклон, равный уклону бровки
земляного полотна, но не менее 5 ‰, а в
исключительных случаях 3 ‰. На участках
выемок и низких насыпей, где уклон
проектной линии менее 5 ‰ проектируют
так называемые заглубленные кюветы с
уклоном не менее 5 ‰.
Не допускается
проектировать красную линию в выемках
в виде горизонтальных участков и вогнутых
кривых ввиду трудности осуществления
водоотвода из выемки.
В тех случаях,
когда вследствие равнинного рельефа
местности устраивать кюветы с уклоном
5–3
‰ не удается, земляное полотно проектируют
в насыпи, отсыпаемой из дренирующих
грунтов. Рабочие отметки насыпи назначают
как для III
типа местности.
Необходимо
использовать все возможности для отвода
воды из кюветов в пониженные места в
сторону от дороги, устраивая отводные
русла желательно, чтобы отвод воды из
кювета в сторону или в искусственные
сооружения осуществляется не реже, чем
через 500 м.
Не допускается
пропуск воды из насыпи через выемку.
Перед входом в выемку воды из боковой
канавы отводят в сторону. Воду из выемки
отводят в сторону от дороги с того места,
где насыпь становится выше 0,5 м, постепенно
доводя глубину канавы до нуля (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Вывод воды
из выемки
Проектирование водоотводных и напорных канав
Водоотводные
канавы служат для отвода воды от дороги
в стороны, в пониженные места или к
водопропускным сооружениям.
Если дорога
пересекает на коротком расстоянии
несколько логов, воду можно не пропускать
через дорогу в каждом понижении, а
устраивать водоотводные канавы,
перехватывающие воду в малых логах и
отводящие в главный лог (рис. 5.3). Обычно
канавы глубиной 0,25–0,5
м, собирающие воду с малых логов, начинают
в самом русле.
Рис. 5.3. Схема отвода
воды из бокового лога к сооружению в
главном логе
Канавы устраивают
с продольными уклонами не менее 5 –
7 ‰,
длину принимают не более 500 м.
Водоотводные
канавы также проектируют для выпуска
воды из пониженных участков –
бессточных впадин, которые пересекает
дорога.
Воду из впадины
отводят до ближайших логов или более
глубоких впадин, устраивая водоотводные
канавы с двух сторон дороги (рис. 5.4, а).
Возможно и другое решение: устройство
водопропускной трубы и водоотводной
канавы с низовой стороны (рис. 5.4, б).
Вопрос решается с учетом конкретной
ситуации: наличия понижений с двух
сторон дороги и технико-экономических
расчетов (следует подсчитать, что дешевле
–
труба или канава).
Рис. 5.4. Схема отвода
воды из бессточной впадины: а –
без устройства трубы; б –
с устройством трубы под полотном
Рекомендуется
пересекать впадину не в самом глубоком
месте, а сбоку. Тогда более глубокая
часть впадин будет играть роль
испарительного бассейна.
При наличии
поперечного уклона местности косогора
вода, притекающая к дороге с верховой
стороны, должна быть перехвачена и
отведена в сторону от дороги с помощью
нагорных канав (рис. 5.5).
Рис. 5.5. Нагорные
канавы:
а – у насыпи; б –
у выемки; 1 – насыпь; 2 – нагорная канава;
3 – берма; 4 – откос
выемки; 5 – банкет
Сечение нагорных
канав рассчитывают по расходу воды,
притекающей к ней. Канаве придают
трапецеидальный поперечный профиль с
наименьшей шириной по дну 0,5 м. минимальная
глубина канавы 0,5 м, крутизна откосов
1:1,5, продольные уклоны не менее 3–5
‰.
Если земляное
полотно проложено по косогору в насыпи,
то нагорную канаву располагают на
расстоянии не менее 2,0 м от подошвы
насыпи, а между ней и насыпью отсыпают
берму с уклоном 20 ‰ к канаве (рис. 5.5, а).
При наличии кювета
в насыпи и расположении дороги в выемке,
во избежание сплывов и оползания откосов
из-за переувлажнения грунтов, нагорные
канавы располагают на расстоянии не
менее 5 м от внешнего откоса кювета или
выемки (рис. 5.5, б). Чтобы избежать
затопления выемки при переполнении
нагорной канавы, между выемкой и канавой
отсыпают земляные призмы –
банкеты.
При большом притоке
воды на крутых и длинных косогорах
устраивают два и более ряда нагорных
канав. Кюветы и нагорные канавы укрепляют
дерном, укрепленным грунтом, мощением.
Соседние файлы в папке АД 3 осень
6.2.12 Установив крутизну откосов и ширину боковой продольной канавы и кювета по дну, необходимо назначать продольный уклон сооружения и затем подбирать глубину воды в нем. Минимальная глубина боковой продольной канавы и кювета на автомобильных дорогах должна быть такой, чтобы расстояние от дна сооружения до низа дренажных устройств, отводящих воду от основания проезжей части, было не менее 0,20 м. Бровка боковой продольной канавы и кювета должна возвышаться над уровнем воды не менее чем на 0,20 м.
6.2.14 Продольный уклон боковых продольных канав и кюветов следует принимать не менее 5 и в исключительных случаях — не менее 3 .
6.2.15 Минимальную глубину (расстояние от дна сооружения до уровня поверхности земли) боковых продольных канав и кюветов следует назначать в соответствии с таблицей 2. При невозможности пропуска расчетного расхода воды сечение боковых продольных канав и кюветов требуется увеличить за счет их углубления при сохранении минимальной ширины дна.
Таблица 2 — Минимальные геометрические параметры водоотводных сооружений
6.2.16 При ширине земляного полотна более 11 м боковые продольные канавы и кюветы должны иметь глубину в пределах от 0,5 до 1,2 м, при ширине 11 м и менее — от 0,4 до 0,9 м. Нижний предел глубины принимается для песчаных и супесчаных грунтов, верхний — для суглинистых и глин.
6.2.17 Замкнутые резервы следует устраивать на участках с дренирующими грунтами в районах с засушливым климатом и в районах распространения подвижных песков. Поперечный уклон дна резерва должен быть не менее 10 . При ширине резерва до 10 м его проектируют односкатным с поперечным уклоном от земляного полотна, а при ширине более 10 м — двухскатным с уклоном от краев резерва к его середине.
6.2.18 Достаточность поперечного сечения водоотводных сооружений следует проверять на пропуск расчетного расхода воды, вероятность превышения которого для автомобильных дорог I и II категорий составляет 2 %, III категории — 3 %, IV категории — 4 %; при проектировании системы поверхностного водоотвода мостов вероятность превышения рекомендуется принимать по ГОСТ 33384-2015 (пункт 8.8.1) на автомобильных дорогах I и II категорий — 1 %, III категории — 2 %, IV категории — 3 %.
6.2.19 Выпуск воды из водоотводных канав и кюветов в пониженные места рельефа местности допускается при условии, что это не вызовет заболачивания местности и застоя воды у прилегающего земляного полотна. В случае пересечения водоотводными сооружениями территории, где просачивание поверхностного стока в грунт угрожает устойчивости откосов выемок, основания земляного полотна и прилегающей к нему территории, водоотводные канавы, кюветы и резервы необходимо устраивать с соответствующей гидроизоляцией, а поверхность слоя гидроизоляции укреплять от размыва и разрушения с учетом гидравлических характеристик потока.
6.2.20 Укрепление водоотводных канав следует выполнять в зависимости от продольного уклона дна канавы по таблице 3.
Таблица 3 — Типы укреплений
6.2.21 При скорости течения потока в водоотводной канаве больше допустимой (неразмывающей) следует предусматривать водогасящие устройства — перепады, быстротоки с водобойными колодцами и т.д.
6.2.22 При уклонах местности более 50 в канавах следует устраивать перепады и энергогасители в виде колодцев из сборного бетона по ГОСТ 8020-2016 (пункт 4.1.1).
6.2.23 При строительстве автомобильных дорог в районах с высокой сейсмичностью и возможностью возникновения толчков силой более 7 баллов по шкале Рихтера следует производить дополнительные расчеты на устойчивость откосов выемок в случае расположения в них водоотводных канав и перепадов; самих водоотводных конструкций; достаточности заглубления упоров фундаментов и зубьев в соответствии с требованиями. Типовые решения водоотводных конструкций рассчитаны на воздействие толчков силой 7 баллов, поэтому дополнительные расчеты для случая возникновения более слабых толчков не требуются.
6.2.24 Быстротоки монолитные и сборные железобетонные необходимо устраивать на крутых спусках при продольных уклонах участка более 30 , в местах выхода водоотводных канав в овраги, суходолы и другие пониженные места. Поперечное сечение быстротока назначают прямоугольным или трапецеидальным с минимальной шириной дна от 0,6 м.
6.2.25 Гасители энергии представлены в виде водобойных колодцев, уступов, стенок, каменной наброски, бетонных блоков и плит с гибкими связями.
Водобойные колодцы и стенки следует располагать на склонах крутизной более 10 % для гашения энергии водного потока. Допускается применение типовых конструкций водобойных колодцев 2,0; 2,5; 4,0 м и индивидуальных конструкций.
6.2.26 Перепады следует устраивать для уменьшения скорости течения воды в кюветах, канавах, резервах, подводящих и отводящих руслах:
— одноступенчатые перепады без гасителей энергии при продольном уклоне трассы водоотвода, обеспечивающем получение высоты ступени не более 0,5 м;
— многоступенчатые перепады без гасителей энергии, неколодезного типа, при продольном уклоне трассы водоотвода от 50 до 60 ;
— многоступенчатые перепады с гасителями энергии колодезного типа при продольном уклоне от 100 до 350 и расходах более 1 м 3/с.
3 Требования к проектированию нагорных канав
6.3.1 Нагорные канавы следует устраивать для перехвата воды, поступающей с косогора и из прилегающего водосборного бассейна и последующего отвода ее к ближайшему водопропускному сооружению или в сторону от земляного полотна.
6.3.2 При большой крутизне склона и больших объемах стока, а также с целью ликвидации необходимости устройства укреплений, нагорные канавы рассредоточивают на самостоятельные участки со ступенчатым размещением отдельных участков на косогоре. В этом случае начало участка нагорной канавы, располагаемого ниже предыдущего, размещают с некоторым перекрытием выхода на косогор вышерасположенного участка.
6.3.3 Размеры нагорных канав следует принимать согласно таблице 4.
Таблица 4 — Минимальные параметры нагорных канав
6.3.5 Во избежание сплывов или оползания откосов земляного полотна из-за переувлажнения грунта, которое может возникнуть в результате случайного засорения канавы, расстояние между бровкой канавы и подошвой насыпи должно быть не менее 2 м, то же, между бровкой нагорной канавы и бровкой выемки — 5 м (см. рисунок 3).
6.3.6 При расположении выемки в лессах и лессовидных грунтах бровка нагорной канавы должна отстоять от бровки выемки на расстоянии не менее 10 м.
6.3.7 На косогорах с откосом круче 1:5 грунт из нагорных канав следует использовать для отсыпки между насыпью и канавой бермы с уклоном 20 к канаве (см. рисунок 3 а)) или устройства банкета (см. рисунок 3 б)).
а) — у насыпи; б) — у выемки;1 — откос насыпи; 2 — нагорная канава; 3 — берма; 4 — откос выемки; 5 — банкет; 6 — забанкетная канава
Рисунок 3 — Нагорная и забанкетная канавы
6.3.8 Угол между направлением канавы и направлением течения воды в водотоке на участках примыкания водоотводных сооружений к существующим водотокам рекомендуется принимать не более 45°.
6.3.9 В местах перехода автомобильной дороги из выемки в насыпь нагорные канавы следует отводить в резерв, а боковые продольные канавы — на поверхность грунта в сторону от выемки (см. рисунок 4).
4 Требования к проектированию испарительных бассейнов
6.4.1 Испарительные бассейны необходимо предусматривать в IV и V ДКЗ в равнинной местности при отсутствии возможности устройства боковых (продольных) канав с отводом воды в естественные понижения рельефа.
6.4.2 Вместимость одного бассейна не должна превышать 300 м 3, глубина не более 1,5 м, а уровень воды должен быть не менее чем на 0,2 м ниже отметки низа дорожной одежды.
6.4.3 В качестве испарительных бассейнов следует использовать замкнутые местные понижения, выработанные карьеры и резервы глубиной не более 0,4 м.
1 — выемка; 2 — нагорная канава; 3 — банкет; 4 — боковая продольная канава; 5 — земляное полотно; 6 — испарительный бассейн; 7 — укрепление выпуска из канавы на рельеф; 8 — насыпь
Рисунок 4 — Организация водоотвода в местах перехода дороги из выемки в насыпь
5 Требования к проектированию прикромочных (продольных) и откосных телескопических (поперечных) лотков
6.5.1 Прикромочные (продольные) и откосные телескопические (поперечные) лотки следует устраивать на автомобильных дорогах при наличии одного из условий:
Водоотводные и нагорные канавы. Резервы, лотки, водосбросы-быстротоки
Сооружения и конструктивные мероприятия системы дорожного водоотвода предназначены для предотвращения переувлажненияземполотна. Они перехватывают и отво-дят воду, поступающую к земполотну, или преграждают доступ воды из глубинных слоев земли в верхнюю часть земполотна. Их действие должно обеспечивать постоянный и благоприятный режим влажности грунтовых оснований дорожных одежд.
Боковые канавы (кюветы) устраивают по бокам земпо-лотна в выемках и невысоких насыпях. В выемках они собирают и отводят воду, стекающую с полотна и откосов, в насыпях — с полотна дороги.
Глубина боковых канав во многом зависит от грунтов полотна. В грунтах маловодопроницаемых, мало впиты вающих влагу боковые канавы глубже, чем в супесчаных, впитывающих значительную ее часть. Форму поперечного сечения боковых канав и крутизну откосов назначают в зависимости от грунтово-гидрологических условий, безопасности движения и удобства механизированного производства работ.
Канавы устраивают с откосами 1:1,5 — 1:3. Уклон канав не менее 5%. Глубина боковых лотков и канав 0,5—1 м.
Технология работ по устройству канав состоит из следующих операций. На месте обозначают оси канав вехами, затем проводят автогрейдерами крайние борозды и поперечными зарезаниями бульдозерами перемещают грунт в насыпь или распределяют по прилегающей местности. Планировку откосов и точное придание им формы производят автогрейдерами с откосниками (рис. 16, 16 а).
Для выпуска воды из боковых канав (кюветов) или находящихся вблизи от дороги котловин в расположенные поблизости пониженные места служат водоотводные канавы.
Их сечение принимают равным сечению канав, из которых отводится вода. Для уменьшения объемов работ и улучшения пропуска воды откосам придают наибольшую крутизну, допускаемую условиями устойчивости грунта. Их сопряжение с естественными водотоками во избежание размыва и заиливания осуществляют по плавной кривой радиусом не менее 10 м.
Для перехвата воды, стекающей по косогору к дороге, и отвода ее к ближайшим искусственным сооружениям, в резервы и пониженные места рельефа служат нагорные канавы. Размеры их трапецеидального сечения обосновывают гидравлическими расчетами. На местности эти канавы трассируют «вдоль горизонтали» с таким продольным уклоном, при котором не размывало бы водой грунт канавы и не требовалось бы ее укрепления. Иногда для уменьшения сечения одной большой канавы устраивают две параллельные, но меньшего сечения.
Резервы — выработки грунта правильной формы, используемого для устройства насыпи. Их закладывают вблизи отсыпаемой насыпи с двух или одной ее стороны, при поперечном уклоне местности — с нагорной стороны. Для обеспечения водоотвода резерв должен иметь непрерывный продольный уклон к ближайшему водопропускному сооружению или водотоку не менее 3%. Переходы от одной ширины резерва к другой делают плавным отклонением полевого откоса под углом ~ 15° к продольной оси.
Для предохранения обочин и откосов земляного полотна на участках дорог I—IIIкатегорий с продольными уклонами более 30% предусматривают устройство продольных лотков для сбора и отвода воды, стекающей с проезжей части. Для отвода воды из лотков, устраиваемых по обочинам дороги, через 50—100 м по откосам насыпей предусматривают устройство водосбросов-быстротоков, располагаемых в наиболее устойчивых местах. В местах вогнутых кривых устройство водосбросов обязательно. Иногда наружные водосбросы заменяют приемными колодцами с решетками и выпускными трубами от дна этих колодцев.
2.2.3. Технология устройства канав и водосбросов
В случаях, когда условия производства работ позволяют сохранить сооружения открытого водоотвода в период устройства насыпи или выемки, предусмотренные проектом канавы и кюветы следует сооружать сразу после удаления почвенного слоя — до начала основных земляных работ.
Водоотводные сооружения начинают разрабатывать с пониженных мест рельефа и на первом этапе работ обеспечивают вывод из них накапливающейся воды.
Канавы глубиной до 0,7 м нарезают автогрейдерами, бульдозерами с профильными отвалами, кустарниковыми плугами; глубиной 0,7—1,5 м — канавокопателями плужного или роторного типов; глубиной более 1,5 м — отрывают многоковшовыми или одноковшовыми экскаваторами.
При устройстве канав на косогорах вынимаемый грунт укладывают в виде призмы вдоль канавы с низовой стороны. При устройстве боковых канав в выемках грунт вывозят за ее пределы. В уширенных выемках грунт допускается укладывать на закюветную полку с последующей планировкой и уплотнением.
Водоотводные канавы укрепляют, как правило, немедленно после их устройства.
Наиболее распространенный вид укрепления канав в обычных условиях (при скоростях течения воды 0,1— 0,8 м/с) — посев многолетних трав. Механизация укрепительных работ обеспечивается методом гидропосева с помощью машины ДЭ-16.
При скорости течения воды 0,8—3,0 м/с водоотводные канавы укрепляют грунтом, обработанным вяжущими материалами. Для механизации укрепления применяются машины на базовом тракторе с бункерным распределителем-укладчиком.
Для укрепления канав, рассчитанных на скорость течения воды свыше 3 м/с, применяются сборные бетонные и асфальтобетонные плиты и лотки, монолитный цементобетон и асфальтобетон.
Монолитные конструкции устраивают с помощью машин на базовом тракторе с боковым бункерным распределителем-укладчиком.
Сборные элементы водоотводных конструкций укладывают вручную (при массе 10—12 кг) или краном.
Стыки заделывают цементным раствором или уплотняющими прокладками. При этом особое внимание должно быть обращено на примыкание нижней поверхности лотков к стенкам и дну кюветов и канав. Для этого лотки предварительно укладывают на маячные рейки и после установки цепочки лотков в зазор между поверхностью лотков и грунтом подают песок, грунт или цементный раствор.
Для водосбросов применяют телескопические сборные железобетонные лотки Союздорнии трапециидального сечения в плане. Их укладывают без заделки стыков внахлестку, насухо, вдвигая одно звено в другое. Против сползания с откоса лотки через 2—3 м снабжены зубьями-ступеньками.
Нижнее звено упирается в бетонный борт, втопленный в грунт. Особое внимание уделяется укрепительным работам у нижнего выпускного лотка, так как размыв у его основания может вызвать сползание по откосу всего водосброса. В местах устройства водосбросов в продольных лотках обочин устраивают пропуски-зазоры шириной до 1 м. Плиты продольного лотка и звенья лотков водосброса устанавливают кранами в заранее подготовленные траншеи снизу откоса вверх.
2.2.4. Общие сведения о водопропускных трубах
Трубы применяют для пропуска под идущей в насыпи дорогой небольших постоянных или периодически действующих водотоков. Трубы — наиболее распространенные искусственные сооружения на автомобильных дорогах. Они встречаются в 3—4 раза чаще, чем малые мосты.
Трубы располагают в теле насыпи так, чтобы над ее верхом высота засыпки h была не менее 0,5 м. Этот слой распределяет давления от проезжающих автомобилей и смягчает их динамическое воздействие (рис. 18, а).
По условиям протекания воды трубы подразделяют на безнапорные, полунапорные и напорные. Безнапорная труба имеет отверстие, достаточное для беспрепятственного пропуска всей притекающей к ней воды при наибольшем расчетном расходе (см. рис. 18, а). В полунапорных вход в трубу полностью закрыт водой, но труба работает неполным сечением (рис. 18, б). Скорость протекания воды в такой трубе выше, чем в безнапорных, и потому ее можно делать меньших размеров, но следует опасаться фильтрации воды через насыпь или ее размыва. Наиболее интенсивно работают напорные трубы, которые заполнены водой по всей длине (рис. 19, а).
Для того чтобы вода плавно втекала и вытекала из трубы, устраивают специальные входные и выходные оголовки различных типов (см. рис. 20).
Кроме того, для предохранения поверхности грунта у входа, и особенно у выхода трубы, от размыва делают укрепление железобетонными или бетонными плитами, а также мощением. Так же укрепляют верховой откос насыпи напорных и полунапорных труб. Напорные и полунапорные трубы должны иметь конусную входную часть, обеспечи вающую плавное втекание воды в трубу (см. рис. 17, б и 18, а). В суровых климатических условиях напорные трубы не
Железобетонные трубы применяют круглого и прямоугольного очертания. Наиболее распространены круглые трубы.
Звенья круглых железобетонных труб изготавливают цилиндрическими, а для сопряжения звеньев с входными и выходными оголовками — коническими.
Круглые трубы применяют диаметром от 0,5 до 2 м. Длина звена —1м (кроме труб отверстием 0,5 м, где длина звена принята 3 м) Марка бетона в звеньях — 200.
Трубы могут иметь одно, два или несколько отверстий. При нескольких отверстиях их называют многоочковыми. Существуют различные виды оголовков (рис. 20). Портальные оголовки представляют собой стенку, перпендикулярную оси трубы, с укрепленными мощением конусами. Раструбные оголовки имеют крылья, улучшающие условия входа воды в отверстие трубы. Раструбные оголовки с коническим входным отверстием. Коридорные оголовки с прямыми открылками.
В продольном направлении трубам придают уклон, принятый при гидравлическом их расчете.
По длине трубу делают постоянной высоты или же входную часть устраивают выше для улучшения условий входа воды.
2.2.5. Технология устройства водопропускных труб
Строительство сборной железобетонной трубы состоит из следующих циклов:
1. Подготовительные работы и рытье котлованов.
2. Сооружение фундамента и трубы с оголовками.
3. Устройство гидроизоляции и засыпки труб.
4. Укрепление русла и откосов насыпи.
К подготовительным работам относятся: устройство временной дороги к трубе, расчистка и планировка стройплощадки, установка оборудования, завозка блоков трубы.
Разработка котлована при отсутствии воды производится бульдозером вдоль оси трубы или драглайном. При наличии водотока воду отводят в сторону, выемку грунта производят экскаватором.
После устройства гравийно-песчаной подготовки укладывают блоки фундамента, начиная с одного из оголовков (обычно выходного). Швы между блоками заполняют песчано-цементным раствором с уплотнением плоскими металлическими трамбовками. Через 3—4 м в фундаменте оставляют незаполненный поперечный шов, который является деформационным. Чтобы образовать деформационный шов, в теле фундамента оставляют поперечный щит из досок. Если же сооружают монолитный фундамент, бетонную смесь доставляют с ближайшего полигона или приготовляют на месте строительства в передвижной бетономешалке и укладывают в опалубку из деревянных щитов простейшей конструкции с уплотнением глубинными или площадочными вибраторами.
По окончании сборки или бетонирования фундамента котлован засыпают местным грунтом горизонтальными слоями 15—20 см с тщательным уплотнением.
Укладка блоков железобетонной трубы прямоугольного сечения производится на песчано-цементном растворе. Во избежание его выдавливания под блок укладывают деревянные рейки высотой 2—3 см.
Круглые звенья, при отсутствии бетонных лекальных подкладок, укладывают на поперечные деревянные подкладки с последующим заполнением образующегося зазора бетоном.
Швы между звеньями плотно заполняют пропитанной битумом паклей. С внутренней стороны швы заполняют цементным раствором. Лотки в пределах оголовков делают из монолитного бетона по гравийной подготовке.
Сборка трубы производится автомобильным краном. Целесообразно применение крана-экскаватора с емкостью ковша 0,15—0,35 м3 и грузоподъемностью, соответствующей массе блоков.
Гидроизоляцию трубы выполняют в сухую погоду при положительной температуре. Если звенья трубы были по крыты гидроизоляцией при изготовлении, после монтажа стык звеньев перекрывают двумя полосами битантита на мастике.
Засыпка трубы производится песчаным грунтом слоями 15—20 см равномерно с обеих сторон трубы с тщательным уплотнением ручными или механическими трамбовками на проектную высоту, после чего через трубу можно пропускать самосвалы и бульдозер.
2.2.6. Технология строительства
