Противодеформационные конструкции для стабилизации земляного полотна (стр. 4 )

Рис. 6.3. Двухрядная свайная стена на оползне

Армогрунтовые конструкции. Около 70 % полных отказов земляного полотна, приводящих к перерывам в движении поездов, приходится на насыпи, особенно высокие. Традиционным способом усиления эксплуатируемых деформирующихся насыпей является отсыпка контрбанкетов из дренирующего грунта. Однако этот способ, являясь надежным мероприятием, имеет ряд недостатков: требует больших объемов привозных дренирующих грунтов, удлинения водопропускных труб, отвода значительных площадей культурных земель под основания контрбанкетов, выноса коммуникаций в ряде случаев, приводит к большим затратам средств и времени и, кроме того, не может быть применен в стесненных условиях.

В связи с этим МИИТом разработан ряд прогрессивных способов и технологий усиления и стабилизации эксплуатируемых деформирующихся или дефектных насыпей армогрунтовыми поддерживающими сооружениями, сетчатыми конструкциями в виде гравитационных габионных стен [14]. Армогрунтовые поддерживающие сооружения являются альернативой обычным контрбанкетам и устраняют присущие им недостатки.

Армогрунтовые поддерживающие сооружения представляют собой грунтовые сооружения в виде поддерживающих стен (армогрунтовые стены) или контрбанкетов, армированных снаружи облицовочной стенкой из стандартных железобетонных блоков (например 2,4´0,6´0,6 м), уложенных друг на друга и опирающихся на фундамент, а внутри – арматурой с антикоррозийной защитой (металлические сетки, крупнообломочные грунты, щебень, сваи, старогодные железобетонные шпалы, лом железобетона, синтетические нетканые материалы (геотекстиль), рис. 6.4.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Применение армогрунтовых стен и армированных контрбанкетов является рациональным в случаях:

– возникшей необходимости экономии дренирующего грунта при сооружении обычного контрбанкета;

– стесненных условий (промышленная и гражданская застройка);

– возникшей необходимости переноса различных коммуникаций при сооружении обычного контрбанкета;

– необходимости экономии площадей культурных земель под основаниями обычных контрбанкетов;

– нецелесообразности удлинения водопропускных труб.

Рис. 6.4. Армогрунтовая стена: 1 – блоки облицовочной стены; 2 – фундамент; 3 – арматура армогрунтовой стены; 4 – контур альтернативного решения – контрбанкета; 5 – критическая поверхность смещения

Гравитационные габионные стены выкладываются из коробчатых габионов (рис. 6.5), выполняемых из отечественных проволочных сеток двойного кручения с шестигранными ячейками. Эти стены по своему поддерживающему эффекту также могут заменять контрбанкеты из дренирующих грунтов.

Рис. 6.5. Гравитационная габионная стена: 1 – габионная стена;
2 – контур альтернативного решения контрбанкета; 3 – критическая поверхность смещения

Вышеперечисленные армогрунтовые сооружения могут применяться как самостоятельный способ, так и в сочетании с устройством традиционных контрбанкетов за пределами концевых участков стен.

Стена системы Террамеш (рис. 6.6) представляет собой массив дренирующего грунта, армированный снаружи габионами, а внутри массива – металлическими сетками. При этом габион и сетка составляют единый элемент системы.

Рис. 6.6. Стена системы Террамеш: а – с вертикальной лицевой гранью; б – со ступенчатой лицевой гранью; в – «зеленый» Террамеш; 1 – элемент системы; 2 – геотекстиль;
3 – грунт засыпки; 4 – элемент «зеленого» Террамеша; 5 – гидропосев; 6 – биополотно

Анкерные конструкции применяют для укрепления откосов насыпей и выемок от сплывов грунта, а также для стабилизации балластных шлейфов на насыпях. В анкерных конструкциях оползневое давление неустойчивого массива грунта частично передается на анкер, частично гасится увеличенными силами трения и сцепления по поверхности сплыва и дополнительными аналогичными силами, действующими по поверхности контакта пригруза с откосом. На рис. 6.7 показаны три вида анкерных конструкций.

Методика и пример расчета анкерной конструкции для повышения устойчивости откоса приведены в прил. 3.

Рис. 6.7. Анкерные конструкции укрепления неустойчивых откосов: а, б – пригруз откоса камнем; в – пригруз откоса усилием в тяжах; 1 – анкер; 2 – тяж; 3 – железобетонные элементы для удержания камня на откосе; 4 – железобетонные плиты; 5 – камень

Подпись: В качестве поддерживающих сооружений наибольшее распространение получили контрбанкеты – грунтовые призмы, отсыпаемые у откосов насыпей (рис. 6.8). Контрбанкеты могут быть из камня, щебня, галечника, гравия, отходов щебеночных заводов, песка или местного грунта (в зависимости от местных условий).

Они могут применяться для повышения устойчивости земляного полотна, укрепления оползневых и неустойчивых косогоров. Контрбанкеты широко используются на дорогах, их отсыпка в основном выполняется грунтом, доставляемым думпкарными поездами. Недостатками контрбанкетов являются их большой объем, невозможность использования в стесненных условиях, необходимость в ряде случаев удлинения водопропускных труб, выноса коммуникаций, потребность большого количества «окон» при производстве работ по их сооружению.

Контрфорсы представляют собой прерывистые небольшой длины поддерживающие сооружения большого поперечного сечения (рис. 6.9). Контрфорсы работают на сдвиг и опрокидывание. В зависимости от вида и состояния грунта основания могут заанкериваться в него или нет. Выполняются они из бетона, каменной кладки или бутобетона.

Методика и пример расчета контрфорсного укрепления представлены в прил. 4.

Рис. 6.9. Контрфорсы для усиления насыпи на косогоре: а – поперечный разрез;
б – продольный разрез; 1 – нарезка уступов; 2 – контрфорсы

Упорные призмы (рис. 6.10) сооружают способом выкладки при наличии сортированного камня или как обычную каменную наброску из несортированной горной массы. Второй способ не требует затрат ручного труда. Для защиты пустот между камнями от проникновения грунта насыпи утрамбовывают разделительный слой из мелкого камня, щебня или других дренирующих грунтов. Крутизна откоса упорной призмы зависит от способа производства работ. При устройстве призмы способом выкладки камня крутизна откоса может быть увеличена до 1:1.

Рис. 6.10. Устройство каменной упорной призмы: 1 – срезка растительного слоя или нарезка уступов; 2 – промежуточный слой; 3 – упорная призма

В отдельных случаях для поддержания сползающих неустойчивых масс грунта применяют прошивающие сваи, забивные или набивные шпоны, контрфорсные столбы – массивы. Наиболее распространены железобетонные шпоны.

При выпирании грунтов основания проектируется присыпка пригрузочных берм (рис. 6.11). Пригрузочные бермы устраивают у подошвы откосов насыпи в виде контрбанкетов небольшой высоты, но значительной ширины; возможно ступенчатое очертание берм.

Рис. 6.11. Пригрузочные бермы для укрепления насыпи: 1 – пригрузочная берма; 2 – суглинок; 3 – супесь пылеватая и илистая; 4 – бугры выпирания

6.3. Современные синтетические и полимерные
покрывные материалы

Для ликвидации различных деформаций укладываются покрытия: теплоизолирующие, гидроизоляционные и упрочняющие грунт.

Покрытия должны иметь достаточно высокие прочностные характеристики. Материалы покрытия должны выдерживать напряжения, возникающие при укладке на них щебеночного балласта, а геометрические размеры должны обеспечивать возможность укладки при работе щебнеочистительных машин.

Теплоизолирующие покрытия применяют для предотвращения пучин в пределах основной площадки и деформаций неустойчивых откосов выемок, а также на участках с неравномерными интенсивными осадками [12]. Используют материалы, имеющие меньшую теплопроводность, чем грунт, например: торфяные плиты, асбест низких сортов, шлаки котельные и металлургические гранулированные. Высокоэффективными теплоизолирующими покрытиями являются пенопласты – материалы с системой изолированных, не сообщающихся друг с другом ячеек (пор), содержащих газ. Пенопласты сохраняют свои свойства неизменными при работе во влажной среде. Их изготовляют на основе полистирола, поливинилхлорида, полиуретанов, фенолоформальдегидных и других полимеров. Наиболее экономично использовать жесткие пенопласты, например экструдированный пенополистирол в форме плит, изготовленных по прессовому или беспрессовому методу.

Отечественные теплоизоляционные плиты «Пеноплэкс» производятся методом экструзии из полистирола общего назначения, обеспечивающим получение материала с однородной структурой, состоящей из мелких закрытых ячеек размером 0,1–0,2 мм. Такая структура обусловливает основные преимущества теплоизоляции «Пеноплэкс» по сравнению с другими теплоизоляционными материалами: низкое водопоглощение – 0,2 %; малый коэффициент теплопроводности – 0,028 Вт/мК; большую прочность на сжатие – до 50 т/м2 (при плотности материала 45 кг/м3), долговечность не менее 50 лет.

Теплоизоляция «Пеноплэкс» производится в виде плит и сегментов. «Пеноплэкс» имеет все необходимые сертификаты: сертификат соответствия Госстроя России, сертификат пожарной безопасности и гигиеническое заключение.