Для оценки условий площадки строительства требуются геологические изыскания с целью выявления наличия пластов и линз в виде слабых пород и скальных включений.
  Подготовка котлована под трубу выполняется так же, как и для обычных фундаментов. Различают два типа оснований трубы: основание, устраиваемое на скальных грунтах и на деформируемых нескальных грунтах.
  При устройстве оснований на скальной породе, ее следует разработать на глубину d, указанную в проекте, и устроить неуплотненную песчаную подготовку.

Устройство сооружения из МГК на скальных породах

Устройство сооружения из МГК на нескальных основаниях

  При устройстве сооружений на грунтах, не обеспечивающих требуемую несущую способность основания, проектом может быть предусмотрена замена грунта основания.

  Если в основании трубы имеются валуны и прочие объемные включения, то их следует извлечь и заменить уплотненным грунтом. Основание по длине трубы должно быть однородным и равномерно уплотненным на расчетную глубину. Основание сооружения необходимо выполнять таким образом, чтобы монтируемая на него конструкция опиралась полностью, и чтобы эксплуатационная нагрузка была равномерно распределена  по площади основания.

  В зависимости от размеров поперечного сечения сооружения из МГК основание может быть плоским или сформированным по радиусу лотка трубы.

  Для исключения концентрированного опирания впадин гофра на тщательно уплотненном основании дополнительным вытрамбовыванием выполняется траншея, в которой устраивается неуплотненная песчаная подушка.

  По верху песчаной подготовки непосредственно укладываются нижние листы лотка трубы.

  На уклоне под высокой насыпью необходимо предусмотреть строительный подъем. После консолидации грунта основания и стабилизации осадок сооружения в середине трубы, вызванных увеличенными нагрузками в середине насыпи лоток трубы будет находиться в заданном положении. Определение величины строительного подъема для разных условий выполняется обычными методами механики грунтов.

Образование строительного подъема

  В настоящее время доступны различные механизмы, удовлетворяющие любым условиям строительной площадки и/или возводимому сооружению: от ручного инструмента до тяжелой техники.
  В любом случае основной задачей в процессе сборки сооружения из многолистовых МГК  является обеспечение заданной проектом геометрии сооружения.
  В настоящее время наиболее распространены четыре способа монтажа многолистовых конструкций из МГК:

1. Последовательная полистовая сборка.

  Большинство многолистовых МГК собираются непосредственно на готовом основании в простой для полистового монтажа последовательности, начиная с нижней части свода по всей длине трубы, затем боковые и верхние. Этот тип сборки подходит для многолистовых МГК любых размеров.

Последовательная полистовая сборка

  В начале, конструкция собирается с возможно меньшим числом болтов. Гайка всегда устанавливается сферической поверхностью к листу. Обычно бывает достаточно трех – четырех незатянутых болтовых соединений вдоль каждого шва. После того, как конструкция полностью собрана, устанавливаются и от руки затягиваются все оставшиеся болты. Установка болтов всегда ведется от середины межлистового шва к его краям.

  После того, как установлены все болты, начиная с одного конца сооружения, с одинаковым усилием затягиваются все гайки. В случае необходимости данная операция повторяется.

  Значение контролируемого крутящего момента на ключе должно быть не менее 20 кгм и не более 35 кгм. Следует избегать перезатяжки болтовых соединений. Очень важно, чтобы окончательное натяжение всех болтов было сделано до начала засыпки. Во многих конструкциях гайки расположены снаружи и дозатяжка их после засыпки сооружения невозможна.

  В процессе засыпки сооружения усилия в МГК постепенно перераспределяются и фактический момент натяжения болтовых соединений будет так же постепенно меняться.  Это обычное явление, но после окончания очередного этапа засыпки следует контролировать отсутствие ослабления болтовых соединений.

  Работы внутри сооружения ведутся со дна и/или лесов или подмостей; снаружи – с эстакад и/или приставных лестниц.

2. Последовательная кольцевая сборка.

  Этот способ последовательного монтажа собранных заранее непосредственно на месте или в стороне от основания элементов кольца или арки подходит для устройства большинства грунтозасыпных конструкций. Такой способ часто является наиболее рациональным, чем последовательная полистовая сборка.

  Главным преимуществом этого метода является возможность одновременного возведения конструкций на нескольких участках. Приготовление основания, устройство подготовки и предварительная сборка конструкций могут вестись одновременно.

  Размещение листов нижней части трубы на заранее сформированную подготовку поднимает проблему постановки болтов и их затяжки для лотков большого радиуса. Болты можно установить заранее с помощью специальных шайб или других способов, таких как использование магнитов или устройство специальных траншей для доступа.

Последовательная кольцевая сборка

  Сборка сооружений больших диаметров и пролетов ведется с помощью специальных кабельных приспособлений, обеспечивающих контроль за неизменностью формы конструкции.
  Работы внутри сооружения ведутся со дна и/или лесов или подмостей; снаружи – с эстакад и/или приставных лестниц.

3. Монтаж конструкции 100% готовности.

  Монтируемая конструкция полностью собирается либо в заводских условиях, либо на строительной площадке. Сборка конструкций в заводских условиях  ограничена габаритными размерами трубы для ее транспортировки.
  Сборка конструкций в полевых условиях возможна для тех сооружений, которые можно целиком смонтировать крановым оборудованием или скатить на готовое основание.
  Технология монтажа конструкций 100% готовности имеет существенное значение для установки труб в условиях затопленных оснований.

4. Предварительная сборка замкнутых колец.

  Этот способ заключается в сборке в стороне от места расположения сооружения колец криволинейного очертания. Эти кольца, арки или коробовидные элементы после устанавливаются в проектное положение для последующего объединения по швам с помощью болтов. Эта технология может быть использована совместно с предыдущим способом с целью перекрытия концов гофрированных элементов одним кольцом, соединяя сооружение в единую протяженную конструкцию.

1. Выбор заполнителя и определение объемов засыпки.

  Для равномерного восприятия нагрузок от веса земляного полотна, дорожного покрытия и транспорта необходима устойчивая структура заполнения вокруг сооружения из МГК. Устойчивость системы взаимодействия сталь-грунт требует не только соответствующих конструктивных решений по МГК, но решений по материалу и объемам заполнения пространства вокруг этой системы. Такие характеристики, как гибкость конструкции, неизменность формы и герметичность зависят от выбора материала, положения и уплотнения грунтовой обоймы, окружающей конструкцию, которая распределяет давление по примыкающему естественному рельефу.
  Грунт засыпки является несущей конструкцией, и требования по однородности, плотности, к физико-механическим характеристикам должны быть соответствующие. Требования к выбору материала заполнения для круговых или близких к нему сечений сооружений несколько выше по сравнению с требованиями  к грунтам насыпей земляного полотна в связи с тем, что грунт вокруг тонкой гофрированной оболочки должен быть плотнее.
  Размеры грунтовой обоймы зависят от воспринимаемых нагрузок, от жесткости основания, от высоты и материала насыпи земляного полотна и высоты засыпки над сооружением.
  В качестве грунтовой обоймы рассматривается участок на определенном расстоянии в обе стороны от края поперечного сечения сооружения и от вершины свода до верха засыпки над трубой. Грунтовая обойма для обычных условий приведена на рис. 5.7. Конструкции, устраиваемые в траншеях, требуют меньшей ширины обоймы, которая ограничивается устойчивостью откоса стен выемки и необходимостью устройства монтажного прохода.
  Для устройства грунтовой обоймы (конверта) с целью сокращения трудозатрат предпочтительно использование песчаных грунтов средней крупности. С максимальным диаметром частиц 70мм. При обеспечении уплотнения с оптимальной влажностью можно использовать и связные грунты. Нельзя использовать глину или ил, применять мерзлый грунт и грунты с органическими включениями.

Грунтовая обойма для круглой трубы на плоском основании

  При необходимости следует применять геотехнические материалы. При наличии у сооружения напорного фронта и высоких уровнях грунтовых вод следует предусматривать противофильтрационные мероприятия.
  Опыт применения показывает, что минимальная плотность засыпки должна быть не ниже 85-90% от природной плотности грунта. Однако, для того, чтобы гарантировать расчетный срок службы МГК рекомендуется минимальное значение – 95% от плотности грунта ненарушенной структуры.

2. Отсыпка и уплотнение материала вокруг конструкции

  Важнейшим этапом возведения гофрированного сооружения, влияющим на его дальнейшую эксплуатацию является отсыпка и уплотнение засыпки вокруг МГК. Поэтому эту работу следует выполнять с особой тщательностью и соответствующим инженерным надзором.
  Особое внимание следует уделить ручному уплотнению нижних четвертей сечения грунта у основания. Эта область является зоной с повышенными концентрациями напряжений при засыпке.

Способы ручного уплотнения в зонах концентрации напряжений.

  Грунт засыпки должен укладываться и уплотняться слоями толщиной 150-300 мм до требуемой плотности. Отсыпка ведется равномерно с обеих сторон трубы. Уплотнение должно вестись ручными или механическими трамбовками, прицепными, самоходными или виброкатками. Выбор оборудования осуществляется в зависимости от условий строительства.

  Предпочтительно механическое уплотнение грунтов, полив водой выполняется для песчаных грунтов при необходимости, если требуемая степень плотности не может быть достигнута.

  В процессе засыпки ведется непрерывный контроль формы поперечного сечения сооружения из МГК с помощью различных инженерных приспособлений.

Изменение гибкой кольцевой структуры при уплотнении засыпки

  В общем случае грунтовая обойма, выполняемая вокруг трубы, имеет 5 зон, различных по способу уплотнения грунта:

Схема зонирования грунтовой обоймы

• Зона 1 – Нижняя четверть диаметра трубы или стрелы подъема арочного пролетного строения из МГК. Зоны повышенных концентраций напряжений, находящиеся вне доступа техники, уплотняются вручную с особой тщательностью и надлежащим контролем.
• Зона 2 – Защитное пространство между рабочими органами машин и механизированного инструмента, снижающее дополнительное давление из-за неравномерности засыпки с обеих сторон конструкции и механические повреждения оболочки гофрированной конструкции.
• Зона 3 – Слой засыпки над сводом толщиной 200-300мм, выполняемый без уплотнения на высоту 1/5D в верхней части свода с целью предохранения гофрированной конструкции от повреждения рабочими органами уплотнительного оборудования.
• Зона 4 – Пространство, в котором разрешено использование тяжелого уплотнительного оборудования и строительной техники.
• Зона 5 – Насыпь земляного полотна.