Строительство подъезда от федеральной автодороги М-10 «Россия» — от Москвы до Санкт-Петербурга — в районе г. Зеленоград к скоростной автодороге Москва — Санкт-Петербург
Проектным институтом ОАО «Союздорпроект» предусмотрено использование армогрунтовой геоплатформы на проблемном участке со слабыми грунтами (ил глинистый текучепластичный серого цвета в виде линзы переменной глубины 5-15м, E=0,45МПа).
В составе геоплатформы применена объемная георешетка Геоспан ОРП 30/20 в обойме извысокопрочного тканого геотекстиля Геоспан ТН-80. Расчетный анализ проблемного участка и технико-экономической эффективности аомогрунтовой геоплатформы выполнен инженерами в программе геотехнических расчетов PLAXIS (моделирование армогрунтовых конструкций насыпей на слабых основаниях методом конечных элементов).
Результаты расчета армогрунтовой насыпи показали:
- снижение значений осадки по сравнению с осадкой насыпи без укрепления на 56 см (54%) и снижение неравномерности деформирования;
- увеличение коэффициента устойчивости откосов с Kуст=1,18 до Kуст=1,72 при требуемом значении Kтр.=1,3. Устойчивость армогрунтовой насыпи с приминением геоплатформы с материалами «Геоспан» обеспечивается с запасом 35%;
- уменьшение сроков консолидации на 44%.
Реконструкция федеральной автодороги М-20 Санкт-Петербург до границы с Республикой Беларусь, обход г. Гатчина, Лениннрадская область
При разработке рабочей документации по проекту институтом «Гео-Проект» был выявлен проблемный участок. В основании участка обнаружен торф слабо- и сильноразложившийся, влажный и водонасыщенный мощностью 3,0-4,1 м, являющийся непригодным в качестве основания насыпи автодороги и подстилающий слой из мягкопластичного суглинка с модулем деформации, равным E=4 МПа.
Расчетный анализ проблемного участка (ПК77 — ПК87) выполнен инженерами ГК «Гекса» совместно с проектным отделом АО «ВАД». На основе анализа расчетов осадки насыпи и сроков консолидации, стабильности основания принято решение укрепить основание насыпи тканым геотекстилем Геоспан ТН-80 с укладкой полотенн в поперечном направлении в виде замкнутой обоймы высотой 1м и полной заменой торфа (до 4м).
В результате приминения проектного решения повысиласть жесткость в нижней части насыпи, снизилась неравномерность деформирования, связанная с неоднородность инженерно-геологических условий и сократился период консолидации.
Материалы ТМ «Геоспан» применяют в дорожных конструкциях для усиления оснований, которых в практике ГК «Гекса» региональных и городских насчитывается уже 500 и более 60 федеральных, а в ряде регионов такие дорожные конструктивы приняты как типовые, которые за деситялетие эксплуатации доказали свою эффективность.
Для решения задач по возведению насыпей на слабых грунтах и обоснованию армогрунтовой конструкции наши инженеры выполняют расчеты устойчивости и стабильности земляного полотна, расчеты осадки и деформаций насыпи и сроков ее консолидации, в том числе с полной и частичной заменой слабых грунтов. По результатам расчетов определяется оптимальный вариант укрепления и технология производства работ, например:
- Замена слабого грунта, не обладающего достаточной несущей способностью;
- Армирование основания насыпи по типу армогрунтовой обоймы или геотплатформы;
- Пригрузка для предотвращения последующей осадки насыпи;
- Вертикальное дренирование (вдавливание вертикальных дренажных элементов в переувлажненный грунт);
- Насыпи на сваях с гибким геосинтетическим ростверком;
- Армирование откосов крутизной более 1:1, армогрунтовые сооружения, подпорные стены.
Такой инженерный подход дает уверенность в правильном применении армирующих геоматериалов и получении экономического эффекта, который заключается в сокращении объемов приминения традиционных дорожно-строительных материалов и повышении эксплутационной надежности и сроков службы дорожной конструкции.
Рассмотрим успешные примеры использования армирующих геоматериалов в сложных инженерно-геологических условиях.
Реконструкция автомобильной дороги Белгород-Павловск в Белгородской области
Проектом реконструкции предусмотрено возведение земляного полотна автомобильной дороги на проблемных участках со слабым основанием (грунты с модулем деформации ниже 5 МПа), которое представлено пластичной супесью и мягкопластичными, текучепластичными суглинками разной мощности с модулем деформации в водонасыщенном состоянии E=1,4 МПа. При этом инженерно-геологические условия осложняются высоким уровнем грунтовых вод и необеспеченным водоотводом — подтопление насыпи как поверхностными, так и грунтовым водами. Дополнительно требовалось обеспечить устойчивость насыпи с учетом наличия зоны ослабления по контакту существующего и устраиваемого земляного полотна и усиление зоны сопряжения в связи с возможными деформациями на слабом основании.
Согласно п.7.44 СП 34.113330.2012 при устройстве насыпей на слабых основаних следует назначать обоснованные расчетами специальные мероприятия, обеспечивающие возможность использования слабых грунтов в основании — армирование насыпей ткаными геосинтетическими материалами. Для каждого участка выполнены расчеты общей устойчивости земляного полотна, расчеты осадки и деформаций насыпи и сроков ее консолидации, в том числе с частичной заменой слабых грунтов и пригрузом для предотвращения последующей осадки насыпи. Расчеты выполнены как аналитческими методами в программах Credo Откос, Осадка и GEO-5, так и численным анализом по методу конечных элементов в программе Plaxis. Марка и тип геосинтетического материала для армогрунтовых конструкций подбирались по расчету требуемой прочности с учетом коэффициентов, учитывающих влияние отдельных факторов на ухудшение свойств (повреждаемость, ползучесть, морозостойкость, УФ и химстойкость).
По результатам расчетов выбраны оптимальные варианты укрепления, прочностные характеристики геоматериала и технология производства работ:
- Армирование основания насыпи без замены слабого грунта по типу армогрунтовой обоймы из тканого полипропиленового геотекстиля марки Геоспан ТН-80, выполняющего комбинированную функцию армирования и разделения (А+Р). Это позволило увеличить жесткость нижней части насыпи и снизить разность осадок по оси и у края поперечного сечения насыпи, что сократило время консолидации (период консолидации армонасыпи до степени 0,9xUTP составил 6 месяцев);
- Армирование тела насыпи на участках с крутизной откосов от 1:1,5 до 1:1 для обеспечения требуемого Kуст=1,3 прослойками из высокопрочной полиэфирной геоткани Геоспан ТНПЭ-300 с прочностью при растяжении 300 кН/м в продольном направлении.
Капитальный ремонт автомобильной дороги Р-255 «Сибирь» Новосибирск-Кемерово-Иркутск км 1375 — км 1379 в Иркутской области
На этом участке выемки со слабым основанием наблюдались деформации существующнго земляного полотна. Это приводило к образованию трещин на покрытии и его преждевременному разрушению. Проектной организацией ЗАО «МК Индор» (г. Иркутск) предусмотрено устройство замены грунта и устройство рабочего слоя на участке выемки со слабыми грунтами. Замена проводилась скальным грунтом на глубину 1 метр от низа рабочего слоя по типу «грунт в обойме». В качестве геосинтетического материала армогрунтовой обоймы принят армирующий тканый геотекстиль Геоспан ТН-80. Строительные работы на данном участке выполнены ЗАО «Братскдорстрой» с июне 2014 года.
Применение армогрунтовой обоймы позволило повысить расчетные показатели прочности конструкции, что в дальнейшем должно увеличить межремонтные сроки эксплуатации.
Строительство магистрали М-4 «Дон» на участках км 517 — км544 в обход Новой Усмани и Рогачевки и км 633 — км 715 в обход Лосева и Павловска, Воронежская область
Проектным институтом Воронежский филиал ОАО «Гипродорнии» предусмотрена защитно-армирующая прослойка из тканого полипропиленового геотекстиля Геоспан ТН-40 или аналога на границе щебеночного и песчаного подстилающего слоя в конструкции дорожной одежды. Конструкция дорожной одежды (асфальтобетон — 5+6+12 см, несущее основание из смеси С-6 — 40 см, защитно-армирующая прослойка Геоспан ТН-40 (ТН-50), дополнительный слой основания из песка средней крупности — 50см, грунт земляного полотна — песок мелкий) при принятых проектных данных соответствует критериям ОДН 218.046.-01, что подтверждается выполненными расчетами дорожной одежды в программе Credo Радон.
Строительство автомобильной дороги А-121 «Сортавала» Санкт-Петербург — Р-21 «Кола» на участке км 197 — км 215, Республика Карелия
На всем протяжени участка между подстилающим песчаным слоем и несущим слоем из щебеночно песчаной смеси (ЩПС) для повышения несущей способности дорожно йодежды использован тканый геотекстиль Геоспан ТН-50 в качестве комбинированной прослойки с функцией армирования и разделения (А+Р). Строительные работы выполнены АО «ВАД».
Реконструкция автомобильной дороги Саяногорск — Майнская ГЭС — Черемушки
Один из запоминающихся объектов 2011 года — работы по реконструкции автомобильной дороги Саяногорск — Майнская ГЭС — Черемушки, которая обеспечила беспрепятственный и надежный провоз тяжеловесных грузов (до 300 т) дл явосстановления после аварии технологического оборудования Саяно-Шушенской ГЭС. Проектировщиком рассматривались десятки вариантов конструкций дорожной одежды с применением инновационных материалов.
По итогам обсуждения для увеличения несущей способности на границе земляного полотна и слоя щебеночной смеси применена защитно-армирующая прослойка из таного геотекстиля Геоспан ТН-50. После запуска Саяно-Шушенской ГЭС и трех лет эксплуатации автодороги проведен мониторинг состояния покрытия, который подтвердил правильность выбранного решения.
