Противодеформационные конструкции для стабилизации земляного полотна (стр. 6 )

Рис. 6.17. Вариант конструкции усиления земполотна «гибкая эстакада» (пат. № 000 НИЛ «Основания и фундаменты»): 1 – дорожное полотно; 2 – слабое основание; 3 – осадка дорожного полотна в слабое основание; 4 – «конвейер» из СНМ; 5 – ролики; 6 – тяги; 7 – анкер; 8 – досыпанное до проекта дорожное полотно

Конструкция дополнительно снабжена тягами, заанкеренными с двух сторон слабого основания в прочные грунты. Полотнища СНМ выполнены в виде замкнутой ленты и уложены на проектной отметке полотна насыпи, при этом замкнутая лента натянута между тягами. Кроме того, внутри замкнутая лента из полотнищ СНМ заполнена грунтом, а на тяги надеты ролики.

Другой вариант усиления земляного полотна на слабом основании представляет собой конструкцию, состоящую из траншей с обеих его сторон, заполненных грунтом в СНМ (рис. 6.18, свидетельство на полезную модель № 000).

Рис. 6.18. Вариант конструкции усиления земполотна «гибкая эстакада» (свидетельство на полезную модель № 000 НИЛ «Основания и фундаменты»): 1 – дорожное полотно; 2 – траншеи; 3 – СНМ; 4 – скальный грунт; 5 – слабое основание; 6 – сечение с максимальной осадкой; 7 – «Арка» из СНМ

Для этого каждая траншея выполнена с переменным сечением по длине деформирующегося участка. Переменное сечение уменьшается от максимума в прочных грунтах до минимума на участках наибольшей осадки. Концевые участки каждой траншеи расположены в прочных грунтах. Продольный уклон по дну траншеи составляет не менее 0,003.

6.3.2. Полимерные материалы

Объемные пластиковые георешетки. Строительная компания 494УНР» впервые в России освоила промышленный выпуск объемных пластиковых георешеток Прудон-494. Объем выпуска составляет около 2 млн м2 в год. Как показали сравнительные испытания, выполненные СоюздорНИИ в 2001 г., по своим техническим характеристикам георешетка Прудон-494 не уступает зарубежному аналогу – георешетке Геовеб (фирма «Престо Продукт», США) и может применятся при отрицательных сверхнизких температурах (до –60 °С). Качество этой продукции подтверждено Государственным сертификатом соответствия № РОСС RU. СЛ33.Н00045, а новизна конструктивных и технологических решений – патентами на изобретение РФ (№ 000, № 000, № 000).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Полимерные сетки (геосетки) Тензар британской компании «Нетлон Лимитед» используются для стабилизации грунтов основной площадки, откосов земляного полотна и склонов, армирования оснований из слабых грунтов [18].

Дерновое полотно Тензар используют для противоэрозионных мероприятий. Размеры ячеек сеток от 15 до 65 мм.

Издана соответствующая литература по разработке и проектированию конструкций, предназначенных:

– для армирования грунтовых стен, склонов, земляных насыпей, а также укреплению оползней;

– армирования дополнительного слоя дорожной одежды;

– армирования асфальтовых покрытий;

– предотвращения эрозии;

– организации мест захоронения отходов с использованием изделий Тензар;

– геосинтетических глиняных облицовочных материалов, бентонитных геотекстильных композитных материалов.

Молекулярная ориентация полимера происходит во время производства и приводит к ряду важных физических изменений:

– образует сетки, отличные от псевдосеток, обеспечивая высокую прочность на растяжение при низких напряжениях;

– уменьшает ползучесть.

При качественном проектировании геосетки Тензар являются одним из наиболее долговечных армирующих материалов, используемых в гражданском строительстве.

Полиэтилен и полипропилен высокой прочности, используемые для производства геосеток Тензар, не подвергаются воздействию водных растворов кислот, щелочей и солей, а также дизельного топлива и бензина при температуре окружающей среды; устойчивы к биологическому разрушению.

Полимеры являются материалом, стойким к ультрафиолетовому излучению. Долговечность полимерных геосеток, прикрытых грунтовым или растительными слоями, практически бесконечна, а их технические свойства сохраняются десятки лет, даже если они подвержены воздействию солнечных лучей.

При строительстве насыпи на слабом основании полимерные сетки имеют следующие преимущества:

– возможность приступить к строительству, не дожидаясь консолидации грунта;

– отказ от устройства монолитного или сборного ростверка;

– быстрая укладка, не требующая существенных затрат.

6.4. Технологии усиления земляного полотна

Усиление земляного полотна может быть достигнуто путем увеличения прочности грунтов земляного полотна, а именно их уплотнением, заполнением вяжущим составом пор и трещин в массиве грунта, а также увеличением связи между частицами грунта. Введением в грунт вяжущих добавок и его специальной тепловой или электрохимической обработкой можно существенно повысить прочность, водостойкость и снизить водопроницаемость грунта. Укрепление грунтов производится цементацией, силикатизацией, термической обработкой или химическими способами [7].

Усиление насыпи может быть произведено уположением откосов с использованием дренирующих или балластных материалов (рис. 6.19), осушением тела насыпи, инъецированием в него вяжущих материалов.

Рис. 6.19. Схема усиления насыпи подъемкой пути и уположением откосов: 1 – насыпь поврежденная; 2 – восстановленная насыпь; 3 – верхнее строение пути после восстановления насыпи; 4 – откосы поврежденной насыпи; 5 – варианты крутизны откоса; 6 – уступы

6.4.1. Укрепление грунтов земляного полотна
инъецированием вяжущих

Высоконапорные инъекции вяжущими растворами используются в переувлажненных глинистых грунтах и рыхлых недоуплотненных техногенных отложениях. В результате инъецирования происходит нарушение сплошности грунта в виде щелевидных разрывов, заполняемых нагнетаемым вяжущим раствором (рис. 6.20). Грунт между зонами разрывов уплотняется, его прочностные свойства улучшаются.

При инъецировании вяжущих для нагнетания используют цемент различных марок, аэрированные цементно-песчаные растворы, эпоксидные смолы и другие вещества. При инъецировании растворов в грунт важнейшей задачей является обеспечение сплошности и равномерности пропитки в заданных объемах и контурах грунтового тела.

Рис. 6.20. Высоконапорные инъекции вяжущими растворами

6.4.2. Укрепление грунтов силикатизацией

Укрепление грунтов силикатизацией (рис. 6.21) используется для закрепления песчаных и лессовых просадочных грунтов естественной влажности, не нарушает естественного сложения грунтов.

Рис. 6.21. Укрепление грунтов силикатизацией

6.4.3. Уплотнение грунтов набивными сваями
с использованием пневмопробойников

При использовании пневмопробойников (рис. 6.22) происходит радиальное уплотнение грунта. Образовавшаяся скважина заполняется уплотняющим материалом (песок, щебень, цементно-песчаная смесь и т. д.), и проходка пневмопробойника повторяется. После последней проходки скважина тампонируется.

Рис. 6.22. Уплотнение грунтов набивными сваями с использованием пневмопробойников

6.4.4. Технология раскатки скважин и уплотнения грунтов
с использованием раскатчиков грунтов

Раскатка скважин – это непрерывный процесс образования в грунте цилиндрической полости путем деформации и уплотнения его раскатывающим кривошипным механизмом.

Реверсивный раскатчик скважин предназначен для проходки вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин в дисперсных уплотняемых грунтах, в том числе в грунтах, содержащих до 50% крупнообломочных частиц размером до трети диаметра скважины.

Подпись: Раскатчик скважин (рис. 6.23) представляет собой ряд установленных на эксцентриковом валу конических катков, оси которых смещены и развернуты так, что при вращении вала они катятся по винтовой линии. Катки посажены на вал с помощью подшипников, которые защищены от попадания на них частиц грунта торцевыми уплотнениями. При передаче валу вращения и продольного усилия катки начинают обкатывать грунт, внедряясь в него и образуя при этом скважину.

Скорости проходки могут достигать 1 м/мин. В отличие от пневмопробойников раскатчики не создают шума и динамических воздействий, обеспечивают высокую точность проходки, что особо важно при работах в условиях плотной застройки.

Область применения реверсивного раскатчика скважин:

– устройство набивных свай при укреплении земполотна;

– упрочнение грунтов в основании насыпей;

– стабилизация земляного полотна;

– устройство противофильтрационных завес;

– проходка скважин для осушения балластных мешков и лож.

6.4.5. Разрядно-импульсная технология

Для усиления откосов насыпи и стабилизации балластных шлейфов могут быть использованы конструкции, состоящие из подпорной стенки одного, двух, а в некоторых случаях и трех рядов свай, изготовленных по разрядно-импульсной технологии (рис. 6.24) [8, 9].

Подпись: Разрядно-импульсная технология (РИТ) основана на использовании энергии электрического разряда в скважине, что позволяет увеличить в 2–4 раза начальный диаметр пробуренной скважины с образованием зон цементации и уплотнения грунта до 0,6–1,2 м и почти в 2 раза снизить вес бурового оборудования. Сваи, изготовленные по разрядно-импульсной технологии, имеют несущую способность на вертикальную и горизонтальную нагрузку в 1,5–2,2 раза выше по сравнению со сваями, изготовленными с применением традиционной технологии. За счет электрического разряда, воздействующего на грунт, коэффициент внутреннего трения и сцепления грунта увеличивается на 10–15 %, что положительно влияет на устойчивость земляного полотна и балластного шлейфа.