Трубы чугунные из ВЧШГ / Способы укладки, допустимая глубина заложения / ИнжТрейд.Ру
Меню сайта

Новости
05 Июля 2017
03 Апреля 2017
30 Марта 2017
16 Февраля 2017
26 Января 2017
26 Ноября 2015
14 Мая 2015
20 Марта 2015
19 Марта 2015
17 Марта 2015
06 Октября 2014
22 Сентября 2014
Способы укладки, допустимая глубина заложения
PDF Печать

Способы укладки:

  Поведение уложенных в грунт труб, с механической точки зрения, может быть описано как система взаимодействия труба чугунная - грунт. ВЧШГ трубы могут выдерживать сильные деформации без отказов, благодаря высокой деформационной способности металла. Комбинация шестиметровых труб из ВЧШГ и гибких соединений с уплотнительной резиновой манжетой позволяет трубопроводу противостоять механическим воздействиям и обеспечивает безупречное поведение в сложных грунтовых условиях.


1. Местность с нестабильными грунтами
Раструбное соединение труб из ВЧШГ типа «Т» (соединение Тайтон) не является жестким и допускает угловое отклонение (изгиб) на величину от 1,5 до 5 градусов при сохранении полной герметичности стыка. Это позволяет трубопроводу компенсировать движение грунта (например, на участках с нестабильным основанием или в болотистых грунтах) без возникновения механических напряжений в трубопроводе, не теряя при этом свою работоспособность.
При прокладке трубопроводов в условиях местности с неустойчивыми грунтами (сложный рельеф местности, вероятность сильной осадки грунта, сейсмоопасность и т.п.) целесообразно использовать трубы из ВЧШГ с неразъемным раструбным соединением типа «TF». При этом гарантируется невозможность рассоединения труб и надёжность всего трубопровода в любых условиях эксплуатации. Монтаж ведётся без специальных опор и бетонных упоров, исключающих аксиальные нагрузки.


2. Местность со слабыми грунтами
При строительстве трубопровода из ВЧШГ в условиях местности со слабыми грунтами в основе проектного решения необходимо предусмотреть дополнительное укрепление основания трубопровода:
· удаление слабого грунта и замена его основанием из бетонных конструкций;
· использование слабого грунта в качестве основания с применением мероприятий, обеспечивающих устойчивость основания и ускорение его осадки.

Справка: К слабым грунтам следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания при испытании прибором вращательного среза менее 0,075 МПа, удельное сопротивление статическому зондированию конусом с углом при вершине 30 градусов менее 0,02 МПа или модуль осадки при нагрузке 0,25 МПа более 50 мм/м (модуль деформации ниже 5 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить: торф и затoрфoванные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5, иoльдиевые глины, грунты мокрых сoлoнчакoв.

Испoльзoвание слабого грунта вo мнoгих случаях существеннo снижает стoимoсть и трудoемкoсть рабoт, пoвышает темпы стрoительства, пoэтoму oтказ oт егo испoльзoвания дoлжен быть oбoснoван техникo-экoнoмическим анализoм с учетoм кoнкретных услoвий.
Один из способов закрепления слабых грунтов - применение такого геосинтетического материала, как геотекстиль.

В случаях строительства трубопровода из ВЧШГ геотекстиль может быть применен в качестве оболочки мата (подушки, заполненной щебнем и песком) на дне траншеи. Кроме того, для формирования более жесткого профиля основания трубопровода к щебню и песку внутри мата дополнительно может быть добавлено до 10% цемента. Использование оболочки из геотекстиля позволяет сохранить свойства щебня и песка в основании (они не вымываются, не смешиваются с местным грунтом и т.п.) и, как следствие, значительно сокращается осадка всей конструкции трубопровода.

 ukladka_1
Рисунок 1. Применение геотекстиля в качестве оболочки мата в основании трубопровода

3. Местности с водонасыщенными (обводненными) грунтами
Для предотвращения «плавания» трубопроводов из ВЧШГ, прокладываемых на переходах через болота, на обводненных и заболоченных территориях; в поймах рек и русел малых водных преград, а также на вечномерзлых грунтах необходима балластировка трубопроводов. Выбор конструкции балластировки определяется проектом. Балластирующие конструкции обеспечивают устойчивость трубопровода на проектных отметках в заполненной водой траншее как в процессе строительства, так и при эксплуатации.
В качестве основы (оболочки) для таких конструкций тоже возможно применение геотекстиля. Геотекстиль образует разделительный слой между грунтами, препятствует загрязнению (смешиванию с местным грунтом) балластного материала, благодаря чему его способность распределять нагрузку не изменяется.
 


 

 ukladka_2
Рисунок 2. Балластировка трубопровода

 

4. Подводная прокладка трубопроводов
При прокладке трубопроводов из ВЧШГ под водой для предотвращения вымывания грунта и образования донной эрозии также возможно применение геотекстиля в виде оболочки мата заполненного грунтом. Кроме того, при подводной прокладке трубопровода необходима балансировка трубопровода. Технология применения геотекстиля в этих случаях аналогична описанным выше вариантам.
 
 

ukladka_3

Рисунок 3. Укладка трубопровода под водой

 

 

Допустимая глубина заложения труб из ВЧШГ:


Glubina_zalozheniya

 

Рисунок 1. Максимально допустимые значения величины глубины заложения для труб из ВЧШГ* при самых благоприятных и самых сложных для трубопровода условиях
(для диаметров от 400 до 1 600 мм)
* Значения приведены для труб класса К9, изготовленных в соответствии со стандартом ISO 2531, с внутренним цементно-песчаным покрытием без учета особых условий транспортных нагрузок и требований национальных стандартов.
 
Величина глубины заложения для труб из ВЧШГ зависит от комплекса условий:
·         от нагрузки от транспортных средств,
·         от давления грунта на трубопровод,
·         от взаимодействия трубы и грунта, которое определяется в зависимости от:
- типа грунта,
- типа траншеи,
- параметров самой трубы,
- имеющихся дополнительных ограничений, введенных национальными стандартами.
При самых сложных для трубопровода условиях, таких как:
·         коэффициент нагрузки транспорта 1,5 (большая транспортная нагрузка),
·         при мелкозернистом грунте со средней или высокой подвижностью, а также органических грунтах (большое давление грунта),
·         заделка траншеи местным грунтом без уплотнения (чрезвычайно малая компенсирующая внешние нагрузки реакция подложки и боковой засыпки),
допустимая глубина заложения труб наименьшая.
При самых благоприятных для трубопровода условиях, таких как:
·         коэффициент нагрузки транспорта 0,5 (весьма малая транспортная нагрузка),
·         при неокатанном каменистом грунте, включающем ряд насыпных материалов (сравнительно малое давление грунта),
·         заделка траншеи с высокой степенью уплотнения (значительная компенсирующая внешние нагрузки реакция подложки и боковой засыпки),
допустимая глубина заложения тех же труб наибольшая.
Допустимые значения глубины заложения труб из ВЧШГ рассчитываются при помощи уравнений и данных, приведенных в стандарте ISO 10803:1999 «Метод расчёта труб из чугуна с шаровидным графитом» (см. Приложение). При этом рассматриваются три варианта значений коэффициента нагрузки транспорта (0,5; 0,75; 1,5), шесть типов грунтов и пять типов траншей.
Типы транспортных нагрузок:
·         основные дороги,       β = 1,5: это – основной случай, кроме подъездных дорог;
·         подъездные дороги,   β = 0,75: дороги, где запрещён проезд грузового транспорта;
·         сельская местность,  β = 0,5: во всех остальных случаях
Примечание:при особо высоких транспортных нагрузках (или по требованию национальных стандартов) может применяться β = 2 и более.
 
Классификация грунтов, используемых для заделки:

 

 

 

Группа
 
Характеристика
Группа А
Неокатанный каменистый грунт (ф 6-40мм), включая ряд насыпных материалов, которые могут сыграть роль в некоторых случаях (дробленый камень, дробленый гравий, горошковый гравий, дробленый ракушечник).
Группа В
Грубозернистый грунт, без мелкозернистых частниц, все частицы более 40мм.
Группа С
Грубозернистый грунт с мелкозернистыми частницами, со средней или нулевой подвижностью, с содержанием грубозернистых частиц более 25%, с пределом текучести менее 50%.
Группа D
Мелкозернистый грунт со средней или нулевой подвижностью, с содержанием грубозернистых частиц более 25%, с пределом текучести менее 50%.
Группа Е
Мелкозернистый грунт со средней или высокой подвижностью, с пределом текучести более 50%.
Группа F
Органические грунты.

 

  
Типы траншей:
Устройство траншеи можно разделить на две условные части (Рисунок 2.):
·         заделка (заполнение, засыпка и т.п.) (6) – совокупное расположение и типы материалов заполнения вокруг трубы в траншее, способствующие улучшению структурных свойств закопанной трубы.
·         основная засыпка (2) - меняется в зависимости от области, где производится укладка трубы (сельская, городская и т.п.) и учитывает стабильность, которую необходимо достичь на поверхности
 
Glubina_zalozhenya_2
 
 
Рисунок 2. Устройство траншеи
  

 

Тип траншеи
 
Заделка траншеи
Тип 1
Заделка навалом
 
Тип 2
 
Заделка крайне легкой степени уплотнения, более 75% стандартной плотности по Проктору*
Тип 3
 
Заделка легкой степени уплотнения, более 80% стандартной плотности по Проктору*
Тип 4
 
Заделка средней степени уплотнения, более 85% стандартной плотности по Проктору*
Тип 5
 
Заделка высокой степени уплотнения, более 90% стандартной плотности по Проктору*

 

 
* Стандартная плотность по Проктору – степень уплотнения в соответствии со стандартом AASHTOT99 c использованием трамбовщика весом 2,5 кг и бабы диаметром 305 мм.
 
Примечание: Как правило, ВЧШГ труба укладывается в плоскодонные траншеи, когда есть возможность обеспечить надлежащее крепление; в других случаях используется нижняя подложка – слой рыхлого грунта.