Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Использование геоматериалов в дорожной отрасли

27.11.2018

Наряду с центральными районами России интенсивное транспортное строительство предусматривается в местах добычи энергоносителей, полезных ископаемых, т.е. в основном в малообжитых местах, местах со сложными природно-климатическими условиями (болота, вечная мерзлота, гористая и песчаная местность, засоленные грунты, оползни и осыпи, проявления карста). Для обеспечения заданных темпов и качества дорожно-строительных работ необходимо применение специальных технологических приемов и материалов.

Стоимость устройства земляного полотна в сложных инженерногеологических условиях будет на 30...60% выше, чем в обычных. Это обусловлено отсутствием доброкачественных грунтов на месте строительства дорог и необходимостью их доставки автотранспортом издалека, проведением мероприятий по регулированию воднотеплового режима, ограниченной возможностью применения всего имеющегося набора дорожных машин, близким залеганием грунтовых вод, коротким строительным сезоном, суровыми климатическими условиями, отсутствием развитой железнодорожной сети и работой дорожных машин при экстремальных температурах.

Использование местных каменных материалов и грунтов возможно при улучшении их свойств добавками различных вяжущих. Однако во многих случаях укрепление грунтов сдерживается погодными условиями, составом грунтов и временем проведения работ. Поэтому при строительстве дорог в сложных условиях следует рассматривать варианты конструктивно-технологических решений с использованием геотекстильных материалов. Сравнение вариантов необходимо производить с учетом функции, выполняемой геотекстильным материалом:

• армирующих прослоек, усиливающих грунтовый массив, повышающих его устойчивость и уменьшающих деформации;

• разделяющих мембран, исключающих перемешивание слоев, различных по составу и состоянию грунтов, улучшающих условия работы слоев и конструкции в целом;

• дренирующих прослоек, обеспечивающих фильтрацию воды из основания или тела насыпи и ускоряющих ее осадку (эту функцию могут выполнять только иглопробивные материалы толщиной не менее 3 мм);

• фильтра, задерживающего грунтовые частицы, перемещаемые потоком воды;

• покрытия, защищающего откосы от водной или ветровой эрозии.

Геотекстильные материалы по своим физико-механическим свойствам должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 7.2.

За рубежом подобный материал применяется с 60-х гг. XX в. В 1975 г. СоюздорНИИ и ВНИИсфойматериалы разработали технологию получения синтетического текстильного материала «дорнит», и с 1982 г. началось его широкое применение в дорожной отрасли. Значительные объемы работ с использованием геотекстильных материалов были выполнены в нефтеносных регионах Тюменской области и Западной Сибири.

По структуре синтетические текстильные материалы подразделяются на тканые и иглопробивные. Иглопробивные материалы имеют беспорядочную спутанно-волокнистую структуру, просты в изготовлении, надежны в работе в качестве фильтрующих элементов. К нетканым, или иглопробивным, относится большинство геотекстильных материалов.

Тканые материалы имеют упорядоченную структуру в виде двух взаимно-перпендикулярных систем нитей, переплетенных между собой. По сравнению с неткаными эти материалы отличаются большей трудоемкостью производства, сложностью технологического оборудования. Однако они имеют высокую прочность и малую деформативность по основе, повышенную деформативность в диагональном направлении и повышенную сопротивляемость прорыву.

Геотекстильные материалы и георешетки претерпели существенное изменение. Появилось много продукции из различных материалов: полипропилена, стекловолокна, базальта, капрона, лавсана (рис. 7.3). Факторами, определяющими область применения геоматериалов, являются механические, гидравлические и эксплуатационные характеристики в условиях той грунтовой среды, в которую они будут помещены в качестве конструктивного элемента.

Геотекстиль в грунтовом массиве может выполнять роль арматуры, разделяющей мембраны, фильтра, дрены, капилляропрерывающего защитного слоя.

Армимирующий эффект геотекстильной прослойки проявляется двояко;

• текстильное полотно за счет собственной прочности и сопротивления растяжению препятствует сдвигу одних частей грунтового массива относительно других;

• работая совместно с грунтом, она обеспечивает перераспределение напряжений между частями массива, обеспечивая передачу части напряжений с перегруженных зон на соседние недогруженные участки, вовлекая их в работу.

Разделяющей мембраной геотекстильная прослойка служит при укладке ее между слоями разнородных по пористости и гранулометрическому составу грунтов. Прослойки препятствуют проникновению мелких частиц в межзерновое пространство крупнозернистого материала или погружению крупных частиц грунта (щебеночных, гравийных) в подстилающий грунт под воздействием знакопеременных нагрузок и вибрации. Такие условия встречаются при укладке щебеночных оснований на слой одномерного песка или переувлажненного грунта при устройстве насыпей на слабых грунтах, а также при использовании текстильного полотна в качестве прослойки, обеспечивающей независимость деформирования соседних слоев конструкции. Подобным образом работает геотекстильная прослойка в качестве грунтозадерживающего слоя. Она препятствует размыву грунта поверхностными водами, выносу грунтовых частиц фильтрационными потоками, просыпанию грунта сквозь щели ограждающих конструкций.

В дренажных конструкциях текстильный фильтр, взаимодействуя с прилегающим грунтом, может задерживать не только крупные частицы, превышающие размер пор фильтра, но и тонкие частицы за счет самопроизвольного возникновения грунтового фильтра на контакте с текстильным полотном.

В качестве дрены, отводящей воду из грунта, могут быть использованы текстильные полотна, сохраняющие толщину не менее

2...3 MM в обжатом массой вышележащей конструкции состоянии и обладающие водопроницаемостью в плоскости полотна. Дренирующий эффект текстильных прослоек используют при ускорении консолидации водонасыщенных грунтов как в основании, так и теле насыпи. Геотекстиль применяют в качестве капилляропрерываюшей прослойки. Располагаясь в грунте, такая прослойка при определенных условиях может прервать вертикальный капиллярный поток воды в активную зону под действием температурного градиента при промерзании, исключив переувлажнение, льдонакопление и снижение несущей способности грунта в верхней части земляного полотна.

Будучи уложенным на поверхность откосов, геотекстиль может выполнять функции защитного слоя, предохраняя грунт от водной и ветровой эрозии. Все многообразие конструкций с текстильными прослойками основывается на выполнении этим материалом одной из перечисленных функций или их комбинаций, из которых в транспортном строительстве наибольшее распространение получили насыпи на слабых грунтах, откосы и дренажные конструкции. Особенности условий работы геотекстильных материалов — в их совместной работе с грунтом, в постоянном контакте с ним или зернистым материалом, в устойчивости синтетического текстильного материала к воздействию воды и погодно-климатических факторов, в характере воспринимаемых нагрузок.

При использовании георешеток для армирования грунтов в процессе уплотнения зернистый материал частично проникает через ячейки, что обеспечивает эффект зацепления частиц грунта с решеткой. Это заклинивание позволяет георешетке оказывать сопротивление горизонтальному сдвигу насыпи и повышать несущую способность подстилающего слоя грунта. Заклинивание между сеткой и заполнителем предотвращает поперечное перемещение частиц в основании насыпи. Таким образом, предотвращается перемещение вверх более мелких частиц при знакопеременных нагрузках.

При устройстве в основании земляного полотна прослойки из геотекстиля отдельные полотнища необходимо склеивать, сшивать или скреплять скобами. Для пропуска дорожно-строительных машин геотекстильное полотно необходимо засыпать слоем грунта или щебня толщиной не менее 0,3 м.

При наличии пней, кочек, углублений, воды на поверхности основания насыпи перед укладкой геотекстиля следует отсыпать песчаный выравнивающий слой, толщина которого должна быть равна величине неровностей.

Закрепление геотекстиля в откосных частях земляного полотна следует производить путем заворачивания свободных концов полотен длиной 1,5...2,0 м вокруг края грунтового слоя, отсыпанного по геотекстилю. Завернутые концы должны быть засыпаны следующим по высоте грунтовым слоем.

Дренирующие и капилляропрерывающие прослойки из нетканых синтетических материалов необходимо устраивать с низовой по отношению к стоку воды стороны. Полотнища материала укладываются внахлестку с перекрытием на 0,1 м и скрепляются. Передвижение транспортных средств или строительных машин непосредственно по разложенному материалу не допускается. Вышележащие слои грунта следует устраивать путем надвижки каменных материалов или грунта способом «от себя».
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: