Геотехнические решения в МГК

25.05.2016

Для дополнения и компенсации физико-механических свойств грунтов и других строительных материалов, используемых при проектировании дорог и строительстве транспортных сооружений, в ряду инновационных продуктов широко используется геотекстильная арматура из геосинтетических материалов. Она изготавливается из синтетического и другого вида сырья (минерального, стекло- или базальтового волокна). Геосинтетические материалы поставляются в компактном виде (рулоны, блоки, плиты). В транспортных водопроводящих сооружениях они предназначены для создания дополнительных слоев (прослоек) различного назначения (армирующих, дренирующих, защитных, разделяющих, укреплющих, фильтрующих, гидроизолирующих, теплоизолирующих). Наиболее широкое внедрение геотекстильные материалы получили с середины 1990 годов при строительстве МКАД, автомагистралей «Дон» и «Крым», при строительстве многочисленных объектов в Москве и Санкт-Петербурге.
Различают следующие группы материалов: геотекстильные материалы, геосетки, георешетки, геокомпозиты, геооболочки, геомембраны, геоматы, геоплиты и геоэлементы. Геосинтетики эффективно применяются для: армирования асфальтобетонных покрытий (предпочтительно георешётки и геосетки); повышения несущей способности слабых оснований; обеспечения равномерной нагрузки на неоднородное основание с локальным слабым звеном; защиты уплотняемых слоёв насыпи от механических повреждений при движении строительного транспорта; армирования и стабилизации откосов земляного полотна с целью повышения устойчивости откосов, грунтовой обоймы водопропускного сооружения при строительстве подпорных стен оголовков труб, укрепления русел у входных и выходных оголовков водопропускных труб (рис. 2.101). Например, для защиты лотковой части и тела МГТ от соприкосновения с металлом матрасов Рено, укладываемых на дно трубы по слою песчано-гравийной (щебеночной) подготовки толщиной 0,15...0,30 м, часто применяется геосинтетический материал типа «дорнит» с плотностью не менее 300 г/м2. Этот же способ служит защитой антикоррозийного покрытия трубы от грунта засыпки при устройстве фильтрующих насыпных слоев. Иногда применение таких материалов - единственный способ увеличения несущей способности, прочности и устойчивости грунтов оснований и дорожных одежд.
Геотехнические решения в МГК

Геосетки (HaTelit, RAUGRID, ARMAPAL G и GL тканные геосетки Armatex и т.п.) в современной технологии строительства автомобильных дорог применяются в основном как армирующий элемент.
Геосинтетические глиноматы и геомембраны HDPE(Carbofol, Carbofix, Bentofix и др.) относятся к водонепроницаемым материалам и применяются как изоляционные материалы. Геомембраны обладают высокой сопротивляемостью к механическим повреждениям, водонепроницаемы и морозоустойчивы.
При строительстве крупных объектов чаще всего требуется использование как минимум двух видов геосинтетиков (нетканого геотекстиля и еще одного вида геосинтетического материала), например, геополотно часто сочетается с георешеткой или геосеткой. В настоящее время наиболее распространенными видами геотекстиля являются Дорнит, Спанбонд, Тураr, Пинема, ГеоКом, Terram, Terradrain, Enkadrain, Geolon, Стабитекс, Secutex, Stabilenka и др. Основными достоинствами этих видов геотекстиля являются: стойкость к влаге и химическим соединениям, в частности к щелочам, кислотам; неподверженность гниению, воздействию грибков и плесени, грызунов и насекомых, прорастанию корней. Структура геотекстиля обеспечивает хорошие прочностные и фильтрующие свойства. Рабочий температурный диапазон от -60°С до +90°С. Подробные технические характеристики каждого типа геотекстильных материалов приводятся в каталогах фирм-производителей. В соответствии с Европейскими нормами SN 640 552 выбор марки геотекстиля, применяемого в качестве обратного фильтра в дренажах из крупнозернистых материалов, производится в зависимости от типа и характеристик грунтов по минимальному и максимальному размеру эффективного размера пор геотекстильного материала, а также по коэффициенту фильтрации геотекстиля в поперечном направлении.
Нетканый геотекстильный материал должен отвечать следующим требованиям:
- быть устойчивым к действию погодно-климатических и грунтовых воздействий;
- предотвращать развитие опасных фильтрационных деформаций на контакте сооружения с дренируемым грунтом;
- не создавать дополнительных фильтрационных сопротивлений (не кольматировать);
- сохранять высокую водопроницаемость при значительных внешних нагрузках;
- обеспечивать заданную долговечность и эффективность работы дренажа;
- иметь поверхностную плотность не менее 200 г/м2 для иглопробивных и 100 г/м2 для термоскрепленных материалов;
- иметь коэффициент фильтрации не менее 40 м/сутки;
- иметь разрывную нагрузку не менее 2 кН/м.
Наиболее перспективной конструкцией для армирования грунта является георешётка (рис. 2.102). Она представляет собой гибкий контактный модуль, состоящий из скреплённых между собой пластиковых лент, образующих в растянутом положении пространственную ячеистую конструкцию. Используются несколько типов скрепления лент, среди которых термическая и ультразвуковая сварка. Полимерные полосы, служащие исходным сырьем для изготовления решеток, получают методом экструзии из полиэтилентерефталата или полиэтилена. Лицевая поверхность геоячеек может быть гладкой, гофрированной, рифленой.
Геотехнические решения в МГК

Георешётка используются для усиления основания МГК как распорки в обойме из геотекстиля и для укрепления откосов насыпи или оголовков МГТ (рис. 2.103). Она ограничивает сдвиговые деформации и укрепляет грунты обоймы, создавая единую структурную массу, выдерживающую большое давление. Кроме того, при помощи георешеток укрепляют каналы, кюветы, канавы, а также малые ГТС и различные гидравлические устройства в гидропластике ландшафта - перепады, быстротоки, водобойные колодцы, пруды, ручьи и пр.
Геотехнические решения в МГК

В зависимости от условий строительства укрепление с применением георешёток может быть как однослойным с горизонтальной прослойкой из геотекстиля, так и многослойным, обеспечивающим равномерное армирование всего массива земляной насыпи или грунтовой обоймы. Для устройства заполнителя армогрунтовых мембран из объемных георешеток допускается использовать грунтовую массу полускальных и скальных пород, получаемую при разработке скальных выработок взрывным способом. Кроме того, в зависимости от скоростей течения ячейки георешеток могут быть заполнены дерном, щебнем, галькой, а также монолитным бетоном. Закрепление георешетки производится при помощи металлических анкеров и полипропиленового троса.