Крепление по типу мостовой

При покрытии откосов по этому типу камни укладывают с подбором вплотную друг к другу с минимальными зазорами в углах. Благодаря расклинивающему действию камней устойчивость покрытия повышается и расчетная толщина их по сравнению с каменной наброской уменьшается.

При расчетной толщине камней не более 0,35 м применяют одиночную мостовую, при увеличении размера камней переходят на двойную мостовую.

Одиночная мостовая выполняется из булыжного или колотого камня, размер которого определяют расчетом. Учитывая трудность получения камня строго расчетного размера, допускается употреблять камни меньшего размера (до 25%) при условии равномерного распределения их по всей площади покрытия.

Для покрытия откосов по типу мостовой берут камень с соотношением сторон примерно 1 : 2 и укладывают, располагая большую сторону камня перпендикулярно образующей откоса, благодаря чему повышается устойчивость покрытия. Подготовка под мостовую может быть однослойной или многослойной. Пример покрытия одиночной мостовой приведен на рисунке 59.


Рис. 59. Одиночная мостовая:
1 - камень; 2, 3 - слои подготовки; 4 - грунт тела плотины

Практика и исследования показали, что крепление по типу мостовой при соблюдении расчетных размеров камня, надлежащей подготовке и правильной технологии производства работ вполне надежно от волновых воздействий.

Существенным недостатком мостовых является большая трудоемкость их выполнения с применением квалифицированного ручного труда. Кроме того, при случайном выпаде одного-двух камней происходит прогрессивное разрушение покрытия, распространяющееся на большую площадь.

Этот недостаток может быть устранен   при  укладке мостовой в клетках. Случайные деформации в этом случае будут ограничены пределами только одной клетки, не затрагивая цельности остальной части покрытия.

Форма клеток бывает в виде прямоугольника, квадрата или ромба с размерами сторон от 0,8 до 1,5 м. Стенки, образующие клетки, располагают обычно под углом 45° к бровке откоса. Клетки могут быть из камней повышенной крупности, из плетней или из бетонных и железобетонных элементов.

Каменные клетки укладывают по заданному направлению стенок из крупных камней с подбором, и тщательной подгонкой их друг к другу. Основание таких камней находится ниже слоя подготовки (с небольшой врезкой в грунт) или на уровне нижней плоскости подготовки. Поверхность мостовой, укладываемой в пределах клеток, выполняют заподлицо с верхом стенок.

Плетневые клетки делают так: в откос плотины по углам предполагаемых клеток забивают свайки диаметром 6-8 см на глубину 40-50 см. В промежутках между узловыми свайками, через 25-30 см, забивают промежуточные колья меньшего диаметра. Выступающие над поверхностью откоса колья оплетают ивовыми прутьями по типу корзиночного плетения. В образовавшиеся клетки вначале насыпают подготовку, а по ней укладывают камни мостовой. Применение свежесрубленных кольев и прутьев ивовых пород способствует их прорастанию, что дополнительно укрепляет откос за счет корневой системы.

Конструктивное решение одиночной мостовой в плетневых клетках показано на рисунке 60.


Рис.  60.  Одиночная  мостовая в  плетневых клетках

Для устройства клеток можно также использовать бетонные или железобетонные элементы, устанавливая их так же, как бортовые камни на тротуарах дорог. Пример одиночной мостовой в бетонных клетках приведен на рисунке 61.


Рис. 61. Одиночная мостовая в бетонных клетках: 1 - камень;  2 - подготовка;  3 - армированные бетонные  балки

Такие клетки наиболее устойчивы, и мостовая, уложенная в них, имеет повышенную прочность. Стоимость такого крепления выше, но зато увеличивается срок службы и сокращаются эксплуатационные расходы.

Применение сборных железобетонных элементов для устройства клеток ускоряет работы по покрытию откосов, но в то же время требует повышенной точности разбивки клеток (в плане и по высоте), в противном случае примыкание и замоноличивание в узлах сборных элементов вызывает затруднения.

В тяжелых условиях волнового воздействия на откосы плотин, когда по расчетным условиям применение одиночной мостовой недостаточно, применяют двойную мостовую (рис. 62).

Рис. 62 Двойная мостовая:
1 - камень; 2 - гравий; 3 - два слоя фильтра; 4 - грунт тела плотины.

При двойной мостовой на спланированный откос заданного заложения вначале, укладывают однослойную или многослойную подготовку. По ней укладывают первый (нижний) слой мостовой. Для него применяют более мелкие камни размером 15-20 см. Этот слой мостовой покрывают мелким щебнем толщиной до 5 см. На выровненную поверхность укладывают второй слой из более крупных камней (размером 20-30 см). Промежуточный щебеночный слой между двумя слоями мостовой улучшает их соединение и может рассматриваться как дополнительный слой обратного фильтра.

Поверхность верхнего слоя мостовой укладывают по шнуру, в соответствии с принятым заложением откоса.

Отдельные местные углубления по поверхности допустимы, но они не должны быть более 5 см.

Двойная мостовая, аналогично одиночной мостовой, может быть выполнена в плетневых. клетках, однако следует иметь в виду, что при значительной толщине покрытия устройство клеток будет затруднено и роль их в устойчивости покрытия снизится.

При расчете покрытия по типу мостовой определяют линейный размер камня, отвечающий толщине покрытия, измеряемой перпендикулярно откосу.

Расчетные формулы для определения толщины покрытия получены на основе экспериментальных лабораторных исследований, в которых основными параметрами, определяющими размеры камня, являются высота волны и объемный вес материала покрытия.

В ряде формул учитывается также заложение откоса, но влияние этого параметра на толщину покрытия сказывается мало.

Разные условия проведения опытов отразились на числовых коэффициентах, полученных различными авторами. Эти коэффициенты определялись на основе обработки ряда опытных данных исходя из предельного равновесия устойчивости покрытия.

Ниже приведены формулы различных авторов, в какой-то степени оправданные практикой и рекомендуемые технической литературой для использования.

Формула П. А. Шанкина:

(96)

При длинных волнах, когда , толщина крепления увеличивается на  10%.


Формула Б. А. Пышкина:

(97)

где    - коэффициент запаса, в зависимости от класса капитальности сооружения,  принимается   равным 1,25-1,50 в соответствии с пояснением к формуле  (94).

Формула П. К. Божич:

(98)

Формула М. И. Лупинского

(99)

где    - коэффициент запаса, принимаемый   в   зависимости от заложения откоса от 1,25 до 1,5.

В приведенных формулах приняты обозначения:
- размер   камня, измеренный   перпендикулярно откосу;
h - высота волны, м.

Формулы (96-99) для определения толщины каменной мостовой однотипны; разница между ними лишь в числовых  коэффициентах.    Если  принять   во  внимание коэффициенты запаса, то общие числовые коэффициенты во всех формулах будут близки между собой. Отсюда толщина покрытия, вычисленная при одних и тех же исходных данных, по приведенным формулам практически одинакова. Вместе с тем следует отметить, что для водохранилищных плотин средней и малой высоты целесообразно применять формулу П. А. Шанкина, так как она по сравнению с другими формулами больше учитывает крутизну откосов.