АРМИРОВАНИЕ ГРУНТА ГЕОТКАНЯМИ

Новые технологии укрепления грунтов сегодня все шире входят в практику транспортного и гражданского строительства. Укрепление слабых оснований земляного полотна, усиление дорожной одежды, возведение насыпей с откосами повышенной крутизны, строительство армогрунтовых подпорных стен - все эти задачи легко решаются при помощи современных армирующих материалов.

Армирование подразумевает использование в грунтовых конструкциях специальных элементов, которые позволяют увеличить механические свойства грунта. Работая в контакте с грунтом, армирующие элементы перераспределяют нагрузку между участками конструкции, обеспечивая передачу напряжений с перегруженных зон на соседние недогруженные. Эти элементы могут быть изготовлены из различных материалов работающих на растяжение: метал, железобетон структуры из стеклянных или полимерных волокон и т.д.

Наиболее перспективными для армирования грунтов являются геосинтетические материалы, благодаря своим уникальным свойствам: высокая прочность, устойчивость к низким температурам и агрессивным средам, неподверженность коррозии и гниению, низкая ползучесть (старение).

Геосинтетические материалы (геосинтетики) - материалы, используемые в контакте с грунтом, в которых как минимум одна из составных частей изготовлена из какого-либо полимера и предназначенные для разных целей, в том числе: армирование грунтов, создание гидроизоляции или дренажа в грунте, противоэрозионная защита склонов. Геосинтетики для армирования грунтов представлены в виде объемных сотовых георешеток, плоских геосеток и геотканей. Каждый из этих видов имеет свои особенности при монтаже, но наибольший интерес с точки зрения широкого распространения представляют геоткани.

В качестве примера рассмотрим геоткань Geolon, поставляемую компанией Геостройкомплекс. Высокопрочные геоткани Geolon имеют два вида Geolon РР - из полипропилена и Geolon РЕТ - из полиэстера, прочность на разрыв различных марок от 15 до 1000кН/м при относительном удлинении до 15%.

Армирование слабых оснований.

Традиционно строительство сооружений на слабых основаниях связано с полной или частичной заменой грунта, устройством свайного поля и т.д. Применение высокопрочных геотканей Geolon показало возможность успешного строительства без использования вышеперечисленных дорогостоящих методов. Широкий диапазон прочности геотканей Geolon позволяет подобрать нужный тип материала в соответствии с характеристиками грунта и величиной нагрузок.

Известно, что, чем проще технология монтажа, тем качественнее и быстрее возводится сооружение. В связи с этим, геоткани Geolon имеют значительное преимущество в сравнении с аналогичными материалами, т.к. ширина и длина полотен может выпускаться необходимых для проекта размеров (ограничение вес упаковки). Основные схемы армирования слабых оснований представлены на рис.1

Последовательность производства работ такова:

1. Подготовка площадки. Основание под геоткань должно быть спланировано. Растительный слой, пни булыжники необходимо удалить, канавы и рытвины засыпать (Рис.1а). В случае строительства на подтапливаемом участке, геоткань Geolon может быть уложена на поверхности, покрытой водой.

2. Укладка рулонов Geolon. Если геоткань поставлена в стандартной упаковке рулоны раскатываются на спланированной поверхности по всей площади захватки в направлении поперечном оси дороги. Геоткань укладывается на всю ширину насыпи таким образом, что часть материала выходила за пределы насыпи (рис 1.а). Для достижения еще большей стабилизации основания насыпи используются схемы армирования, представленные на рис.1б,в. В случае применения схемы 1в, используется временная опалубка, и края геоткани перед отсыпкой песка заводятся за опалубку.

3. Отсыпка песка. На уложенную геоткань Geolon отсыпается слой песка толщиной минимум 0,3м. Не допускается движение транспорта непосредственно по геоткани. Для схемы 1в, у края насыпи формируется валик высотой 0,5 м и шириной 0,5 м. Песок уплотняется катком до нормативной величины, валик уплотняется при помощи ручной виброплиты. Далее, свободные края геоткани Geolon заворачиваются через валик, ткань натягивается и закрепляется нагелями. Далее отсыпается слой песка до расчетной отметки и уплотняется.

Для армирования слабых оснований обычно используется биоксиальный Geolon (равнопрочный в обоих направлениях). Материал поставляется в рулонах шириной 5.2., но, по заказу, полотна геоткани могут поставляться большей ширины, позволяя раскатывать материал вдоль дороги и сократить количество нахлестов.

Возведение армогрунтовых подпорных стен.

При строительстве или реконструкции автомагистралей, в условиях городской застройки, часто возникает проблема ведения работ на ограниченной площади, когда насыпи с типовыми откосами выходят за пределы выделенной территории.

Традиционное решение для подобной ситуации - строительство подпорной стены из железобетона. Но использование ж/б стен не всегда оправдано, например, при залегании в основании насыпи слабых грунтов. В таких случаях незаменимы армогрунтовые конструкции с использованием геосинтетических материалов, позволяющих возводить откосы до 90°.

Технология монтажа материала, в этом случае схожа, с технологией армирования основания.

1. Подготовка площадки. Основание должно быть спланировано. Растительный слой, пни, булыжники и другие крупные предметы необходимо удалить.

2. Устройство первого слоя армирования. Для обеспечения заданного профиля откоса применяется специальная опалубка, которая может быть временной, а в некоторых случаях может служить и неотъемлемым элементом конструкции для фиксации облицовочных блоков. Высота опалубки должна быть равна шагу армирования. На спланированной поверхности по всей длине захватки производится установка опалубки. Полотна геоткани Geolon укладываются в поперечном направлении относительно осевой линии насыпи.

Один край полотна заводится в тело насыпи на расстояние согласно расчетам. Противоположный край геоткани, используемый для обратного загиба огибает опалубку и свободно размещается за ней. На уложенную геоткань отсыпается слой песка толщиной 0.3 м. В области примыкания к опалубки формируется валик высотой равный шагу армирования. Слой песка может отсыпаться экскаватором или бульдозером методом надвига. Песок уплотняется виброкатком до нормативной величины. Не допускается движение катка с включенным вибратором ближе 1 м к бровке откоса. Валик уплотняется при помощи виброплиты. После уплотнения песка, свободный край геоткани укладывается поверх валика и закрепляется монтажными нагелями, по всей площади армирования, отсыпается слой песка до отметки валика и уплотняется. Затем опалубка удаляется и устанавливается на следующий участок.

Часто, по проекту, укладка первого слоя производится на основание ниже уровня нулевой отметки на глубину шага армирования без применения опалубки.

3. Устройство внутренних слоев армирования. На нижележащий армированный слой производится установка опалубки. Далее все работы осуществляются аналогично монтажу первого слоя.

4. Устройство верхнего слоя армирования. Верхний слой грунта служит выравнивающим слоем и основанием под дорожную одежду. Толщина верхнего слоя армогрунта определяется отметкой дорожной одежды и может изменяться от 0,3 до1,0 м. Последовательность и схема выполнения работ аналогична устройству первого слоя армирования.

Поверхность откоса армогрунтовой насыпи должна быть облицована камнем или озеленена с применением противоэрозионных материалов, типа Robulon или Enkamat.